一个当我长大了，把目光转向夜空时，我想知道一些非常相似的事情：“星星有多远，那里还有其他行星吗？”尽管很少有人环游过地球，而且从来没有人冒险进入过月球以外的太空，我们确实知道这些问题的一些答案。浩瀚不是不可估量的。虽然这些庞大的数字在我们的日常生活中可能毫无意义，但我们至少知道它们是众所周知的。
试想一下，如果生活在一个这样的世界里，那该是什么感觉呢?在这个世界里，不可测量的感觉、深不可测的确定性是司空见惯的，而世界可以被了解的想法是一种新奇的想法。公元前500年，哲学家安纳萨哥拉斯出生在地中海东部，也就是现在的土耳其海岸。当时，哲学只是在最近才把注意力转向自然世界。不到一百年前，米利都的泰勒斯(Thales of Miletus)被认为预言了结束一场战争的日蚀，从而暗示了我们的世界是可以预测的，事件不只是众神的随机奇想。
在这样一个物理现象的世界里，据我们所知，anaxagora是第一个明白了当一个天体挡住另一个天体的光时就会发生日食的人。这个拒绝神和龙的日食是一个革命性的思想本身的原因,但是Anaxagoras把它进一步指出:如果日食发生仅仅是因为地球已经进入月球的影子,他推断,那么影子的大小必须告诉我们一些关于月亮的大小。此外，由于月亮遮住了太阳，太阳肯定离得更远。然而，要让太阳看起来和月球差不多大，它必须比月球大。这就是科学思想的力量所在:测量阴影席卷地球的范围，你就知道月球至少和阴影一样大，而太阳更大。神秘主义没有提供这样的机会:如果当恶魔吞噬太阳时发生日食，我们没有理由相信我们在地球上做的任何测量都能揭示恶魔的大小。
公元前478年2月17日，日食的阴影穿过地中海，穿过希腊群岛和伯罗奔尼撒半岛，在天空中形成了一个“火圈”，持续了近六分钟。居住在雅典的阿纳哈哥拉斯本可以生活在环带的中线上，当然也会看到这一景象，但他无法在仅仅六分钟内独自测量整个乡村的阴影大小。然而，在一次天才的飞跃中，他找到了问题的答案：他只是来到海边，问到达的水手他们看到了什么。当时，雅典是东地中海各国船只的贸易中心。如果海上的水手们看到了天空中的火环，他们就会记得看到它时他们在哪里。所有看过和没看过这一奇观的人的位置显示了阴影在周围海景上的范围。阿纳哈哥拉斯没有走得比当地海港更远，就测量了月球。
这种拒绝神和龙作为日食的原因本身就是一种革命性的思想。
虽然我们没有阿纳哈哥拉斯自己的话来说明他的结论，但我们确实有后来者的著作。五百年后，罗马历史学家普鲁塔克写道：“阿纳萨哥拉斯（说月亮）和伯罗奔尼撒一样大。”罗马的希波里图斯，一位公元三世纪的基督教会之父，在他的著作中写道驳斥一切异端根据阿纳哈哥拉斯的说法，“太阳的大小超过了伯罗奔尼撒。”阿纳哈哥拉斯站在海滩上测量月亮大小的故事就是天文学的故事。我们是一个局限于我们自己的世界（或者充其量是我们自己的太阳系）的物种。然而，从这一有利位置，我们不得不审视我们所处的宇宙。为此，我们必须研究日食，过境（当小东西在大东西前面移动时），以及掩星(大的东西在小的东西前面移动)。天文学之所以成为可能，在某种程度上是由于遍布恒星的阴影。
站在天上的海岸上，让我们从白天看到的世界到晚上看到的星星，踱步出我们的宇宙。每走一步，我们都会知道自己在哪里，已经走了多远。测量距离最简单的方法是什么?我们可以走了。我们用英尺来测量距离(至少在美国是这样)，脚和我们自己的脚大小差不多，这并不是偶然的。一个人走路能精确测量多远?在公元前三世纪的地中海，bematists他们都是能够以精确而恒定的步速行走的人，他们是为此而获得报酬的。你可以雇佣这样的人来精确测量穿越风景的远距离。埃及尼罗河沿岸使用了贝马提斯人，在每年的洪水中，这一地区的边界被抹去。贝马蒂安主义者特别适合沿着尼罗河南部从亚历山大港到塞恩河（Syene）的漫长、平坦、毫无特色的风景步调，他们发现塞恩河的海拔为5000米视距相隔（约520现代英里，具体取决于视距使用）。我们之所以知道这个距离，是因为大约在公元前240年的某个时候，亚历山大的首席图书管理员，古利奈的埃拉托斯特尼斯，用它来发现世界的大小。
埃拉托色尼听说夏至时正午的阳光直射Syene的一口井，没有影子。他知道在那一天或其他任何一天亚历山大都没有发生过这样的事情，所以有两种可能是真的：要么地球是平的，太阳离得很近（就像一朵云从另一个城市的角度看，挂在一个城市上空的云看起来是远南的），要么太阳离得很远，地球是圆的。答案可以通过在月食期间观察月球找到。亚里士多德在埃拉托斯提尼斯的实验前一个世纪就已经注意到，在每次月食期间，地球的阴影看起来像一个圆圈。无论日食发生在天空的什么地方，地球投下的阴影从未改变。从任何方向看都一样的唯一图形是一个球体。
天文学之所以成为可能，在某种程度上是由于遍布恒星的阴影。
由于地球的阴影已经证实地球是圆的，所以太阳阴影在赛因和亚历山大的长度不同的唯一解释就是地球的曲率。从阴影的差异和它们之间的距离可以看出地球的周长。
这个原理是这样的：想象有一天在夏威夷群岛上，你注意到你自己的影子就在你的脚下，而旗杆和提基图腾根本没有影子。你抬头看，太阳在天顶，也就是天空中的最高点。夏威夷人称之为天顶拉海纳镇中午以毛伊岛一个小镇的名字命名，那里每年都会发生两次。你立刻打电话给你在波多黎各的朋友，但他不为所动。就在那一刻，她正在观看壮观的日落，太阳在地平线上触碰到加勒比海的海水。在那一刻，你们两个看到的太阳在天空中相差90度，也就是说，正好是一个圆的四分之一(90度/360度= 1 / 4)。因此，你们之间的距离必须是一个圆的四分之一，地球周长的四分之一。测量你们之间的距离，乘以4，你就知道绕地球的完整距离。
这正是埃拉托色尼所做的。当太阳直射头顶，赛尼城的阴影消失时，他测量了亚历山大城阴影的长度，得出的结论是，太阳的位置发生了7.2度的变化。这一差异意味着这两个城市之间的距离是地球轨道的50分之1(7.2度/360度)。埃拉托色尼推断，由于他们之间的步行距离是5000视距，整个地球的距离肯定是25万视距。根据视距的精确长度，他计算的地球周长可能与我们现在知道的实际值相差2%。然而，比这种精确度更重要的是，这是可以做到的。
Tyler Nordgren是雷德兰大学的天文学家和物理学副教授。
改编自日月地：日食史——从厄运预兆到爱因斯坦和系外行星Tyler Norgren.版权所有©2016。可从基本图书中获得，基本图书是珀尔修斯图书的一个印记，珀尔修斯图书是哈切特图书集团的子公司PBG Publishing，LLC的一个部门。
