公元前334年,馬其頓國王亞歷山大為炫耀功績,在地中海岸尼羅河口修建了一座港口城市——亞歷山大里亞。幾十年以后,這里成為當時世界上最大的都市和科學文化中心。
黃昏,亞歷山大里亞港的燈塔已經點燃,阿基米德和埃拉托色尼來到了海灘。他們仰望云天,思想的翅膀卻在翱翔。突然,阿基米德提出了一個奇怪的問題:“假如我把沙子撒開去,讓它塞滿宇宙,一共要多少粒沙子?”
阿基米德找來一只球形的橄欖核,算出它的體積相當于多少粒沙子,接著他準備根據當時認為的“宇宙半徑”算出宇宙的體積及相當于多少枚橄欖核。可是當時還沒有方便的阿拉伯數字,最大位數也只是萬位,再大就無法計算和表示了。
阿基米德找到了一種新的技術方法。
阿基米德用“階”來計算,終于算出了一個龐大的數字:填滿宇宙要用一千萬個一個萬的第八階單位粒沙子。宇宙是無邊的,這個數字當然不能成立,但他卻找到了一個數學新概念“階”,這相當于后來數學上的“冪”。第三天下午,他如約來到了海灘。
不料,埃拉托色尼卻告訴阿基米德一個驚人的消息。他說:“離亞歷山大里亞城5000斯塔姆(埃及長度單位)有個塞恩城,夏至那天陽光可以直射到井底,說明這時光線和塞恩城的地面垂直,而在亞歷山大里亞的物體卻有一個短短的影子,我在這天拿這根竹竿在亞歷山大里亞廣場上一插——”
原來太陽光線可以看作平行光線,光線與竹竿間的夾角就是兩城市間地球球心形成的夾角,再根據兩城市的距離,很快可以算出地球的周長。
埃拉托色尼計算出地球的周長是25萬埃拉姆(合4萬公里。與近代計算結果僅差400公里),二人仰面大笑。
突然他們的好友天文學家亞里斯塔克從巖石后面跳了出來,提醒他們小心。原來,當時派系斗爭十分激烈,他們剛才的話一旦被人聽到,會很危險的!