地球是什么样子的？有多大？有多重？

趣说地质学--认识我们的地球

作者：王清晨/中国科学院地质与地球物理研究所（已退休）

好奇心和求知欲是人类的本性，也是科学进步的源动力。

大诗人屈原身居楚国地，心在天地间，在两千多年前就发出《天问》，“圜则九重，孰营度之？”“东西南北，其修孰多？”

他很好奇：天是圆的，有九层，怎么去度量呢？

地是方的，东西南北有多长呢？

庐山很美，也很大。宋代大诗人苏东坡和驴友们一起在山里转，走到任何地方，都会看到不同的美景，“横看成岭侧成峰，远近高低各不同”。驴友们问他，庐山到底是什么样子？

苏东坡不知道，但他留下了一句貌似很有哲理的名言，“不识庐山真面目，只缘身在此山中。”

“身在此山中”就不能认识“庐山真面目”吗？

诗人们不能，但科学家们能！

我们生活在地球上，地球是什么样子的？有多大？有多重？

古今科学家们想了什么办法去认识地球的“真面目”？

01 地球的形状

屈原的《天问》反映了我们中国古老的天地观，叫“盖天说”，可能起源于殷末周初，认为“天圆如张盖，地方如棋局”。

据说，孔子的学生曾子（公元前505～前435年）对此有疑问，说“如诚天圆而地方，则是四角之不揜也”。

“揜”的意思是遮蔽，用圆形的天去盖方形的地，会露出四个角吧？

于是，“盖天说”被改良了。

公元前1世纪成书的《周髀算经》提出，天是穹状的，地也是穹状的，两者都是同心圆状的半球，天和地间相距8万里。

落下闳和他发明的浑天仪（图片来源：公共网络）

当然，也出现了革命性的观点，认为天和地是球形的。

汉武帝时的落下闳（公元前156～前87年）发明了球形的“浑天仪”，用来观测天象。

东汉的天文学家张衡（78年～139年）是“浑天说”的代表人物。

《张衡浑仪注》中说得很明确：“浑天如鸡子。天体圆如弹丸，地如鸡子中黄，孤居于天内，天大而地小。”

张衡认为，天是一个大圆球，地被天包在其中，就像鸡蛋黄被包在鸡蛋里一样。张衡还对落下闳的浑天仪进行了改进，发明了“漏水转浑天仪”。