天文知识-地球为什么是圆的

古人单凭直觉，认为天是圆的，地是方的。为了弄清楚地球的形状，自古以来人们不知道花费了多少心血。现在，只需拿一张在人造卫星或月球上拍摄的地球照片就可不费口舌、清清楚楚地看到圆球状的地球，但你知道地球为什么是圆的吗?

地球为什么是圆的?

由于地球的自转，所以赤道上的离心力要比地球其他地方大得多。在两极，离心力变为零。所以物质必定要向赤道部位集中，从而使得赤道相对于两极鼓起，即赤道半径较两极半径长，形成一个近于圆形的扁球体。这些知识，到今天已不必细说，大家也都明了。可是地球为什么是圆的，而不是方的，不是三角形的，不是奇形怪状的呢?这得从地球的成因、重力和自转说起。

无论是灾变成因说还是演化成因说，在放射性物质衰变生热过程中，地球或迟或早直到现在，除薄薄的地壳固化以外，从地幔以下仍然处于高温融熔状态。地核处可能因高压而呈高温金属固态。在重力作用下，重元素下沉、轻元素上浮。于是从地心向各个方向扩展直到地表，呈现出同心圈状结构。也就是说，离地心相同距离处基本上由同一种物质构成。因此，它们的密度大体是一致的，重力也是一致的，这可以叫做重力自平衡机制。什么样的形状才能保证各个方向的重力平衡呢，当然只有圆球形。

同时，地球自形成以来年年月月不停的高速转动也有利于地球内部融熔状物质的均匀分布。

但是，当一个天体太小，重力微弱，或者固体内部从来就没有能融熔过，或者原来是圆球状大天体，后被意外撞碎变成固化的小天体，那么重力自平衡机制就会失去作用。这样的天体就很少有圆的，而是奇形怪状的。例如火星的卫星以及许多小行星就是这样的。这也从反面证明了，只有重力足够大和内部曾经或现在是融熔状态的天体才能够是圆球形的。地球就是这样的一颗天体。这就是地球为什么是圆的的原因。

为什么地球是圆的，地面却是平的?

地面并不是平的，而是球面。在一望无际的平原上，或在一望无垠的大海中，你会看到远方的地平线，那是因为地球是圆的，你只能看到那么远，更远的地方就在球面下面了。大海的远方来了一艘帆船，你会先看到桅杆，慢慢才看到船身，就像从海下面升上来，这就是因为海平面有弧度。

地球是球形这一概念最先是公元前五、六世纪的古希腊哲学家毕达哥拉斯(Pythagoras)提出的。但是他的这种信念仅是因为他认为圆球在所有几何形体中最完美，而不是根据任何客观事实得出的。以后，亚里士多德根据月食时月面出现的地影是圆形的，给出了地球是球形的第一个科学证据。

公元前3世纪，古希腊天文学家埃拉托斯特尼(Eratosthenes of Cyrene)根据正午射向地球的太阳光和两观测地的距离，第一次算出地球的周长。公元726年我国唐代天文学家一行主持了全国天文大地测量，利用北极高度和夏日日长计算出了子午线一度之长和地球的周长。1622年葡萄牙航海家麦哲仑(Ferdinand Magellan)领导的环球航行证明了地球确实是球形的。

17世纪末，牛顿研究了地球自转对地球形态的影响，认为地球应是一个赤道略为隆起,两极略为扁平的椭球体。1733年巴黎天文台派出两个考察队,分别前往南纬2°的秘鲁和北纬66°的拉普林进行大地测量。结果证明了牛顿的推测。

从此，地球是圆的得到世界公认。人类乘坐航天器飞出大气层后，可以直观的看到地球全貌了。不过至今也还有个别宗教组织顽固的认为地是方的，美国一个小团体就在筹资准备上天去证实自己的地方理论，但几乎没人理他们。

首先我们先看问题(“为什么地球是圆的，地面却是平的”)本身，我们平时说的地球是圆的，这是在二维空间中对地球的描述。“平“这个词使用在二维空间似乎有点不太恰当。如果说我们以三维空间来看的，那么对地球形状的描述就可以说成是不规则球体。

言归正传，我们大家都知道如果一个规则的球体，它的表面是不会存在平面的。那为什么我们平时见到的地面好像是平的?因为地球是不规则的球体啊!好像回答确实有点牵强。不过这就是事实，地球表面并不是想我们想的球体那样，而是高低不平，差距悬殊。

我们之前看到的地球是这样子的，一个规则球体，看着很漂亮：

然而真实的地球是这样的，是非常不规则的

上面这些其实并不能完全说明回答这个问题，虽然它整体上看不是一个规则的球体，那也应该看到弧度才对啊，其实最主要的还是因为人类的感知能力非常有限。

实际上，地球是一个超级大的球体，它的表面积大约510067866平方公里，在极限情况下，不包括空气质量、地面遮挡物等影响，以人类的肉眼可以看到非常有限，相对于地球510067866平方公里的大小而言，甚至可以把它比作一个点。根据立体角公式可以算出，人类在地球表面用肉眼看到的面积的弧度是非常小的，人类是无法感知的，才会有地面是平的这种错觉。

在这样的认知和感知体系下，认为地面是平的也就不足为奇了，这也就是所谓的眼见也不一定为实。