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数学诗人埃拉托色尼

科普小知识2021-07-19 23:53:28
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厄拉多塞(约274~ 194)是古希腊伟大的数学家和地理学家。知识渊博,不仅熟悉天文学,而且熟悉地理;他也是诗人、历史学家、语言学家和哲学家,曾担任亚历山大博物馆馆长。

厄拉多塞作为一名数学家,他最大的成就是创立了“筛选方法”理论。筛选方法是一种筛选素数的方法,它可以从自然数中筛选出和数,只留下素数。筛选法创立至今已有2300多年了。即使在电子计算机具有非凡计算能力的时代,寻找素数的计算机程序仍然遵循厄拉多塞的屏幕方法理论。

从1开始,因为1不是质数,把它划掉,看看2。因为它不小于它的除数,所以它是一个质数并保持不变。接下来,所有2之后的2的倍数都从2中划掉,剩下的第一个数是3。它不是2的倍数,它是一个质数,保持。从3开始,3之后的所有3的倍数都被划掉,剩下的第一个数字是5。它不是2和3的倍数,所以它是质数。别管了。接下来,切断所有其他5的倍数....然后,你可以得到60: 53,59内的所有质数。23,29,31,37,41,3,5,7,11,13,47,43,

据说,厄拉多塞自己把一张上面有自然数字序列的羊皮纸收紧在一个框架上,然后用小刀剪下2、3、5等的倍数。数字被删除后,羊皮纸上一个接一个地留下了洞,使得整个羊皮纸看起来像一个筛子。当质数还在的时候,数字似乎已经被筛过了。因此,后世称这种求素数的方法为“厄拉多塞筛法”。

原则上,厄拉多塞筛方法可用于创建任意范围内的质数表。厄拉多塞自己创造了第一个1000以内的素数表。然而,用这种方法制造大量质数并不容易。

在17世纪之前,人们使用“手工操作”来创建一个10,000以内的素数列表。虽然人数不多,但已经很难了。自20世纪50年代以来,由于电子计算机的使用,低效率的问题已经被克服。20世纪60年代初,美国学者在电子计算机的存储系统中存储了前5亿个素数。然而,用电子计算机寻找素数的基本原理仍然是厄拉多塞筛方法。

根据2000年前的地球周长测量

在厄拉多塞之前,许多人试图进行测量和估计,如尤多克索等。然而,它们大多缺乏理论依据,计算结果也非常不准确。厄拉多塞巧妙地将天文学和大地测量学结合起来。他第一个提出在夏至那天同时在两个地方观测太阳位置的想法,并研究和分析了地面物体阴影长度的差异,从而总结了计算地球周长的科学方法。

厄拉多塞选择了位于同一子午线上的锡耶纳(西恩,今天的阿斯旺)和亚历山大来观察和比较夏至时太阳的位置。在锡耶纳附近,尼罗河中心的一个岛屿上,有一口深井,在夏至的时候,阳光可以直射到井底。这一现象早已广为人知,吸引了许多游客来观赏这一奇观。它表明太阳在夏至时处于顶点。与此同时,他在亚历山大选择了一个高方尖碑作为参考,并在夏至那天测量了塔的影子长度,这样他就可以测量竖立的方尖碑和阳光之间的角度。

获得这些数据后,他应用了泰勒斯的数学定律,即当一条光线穿过两条平行线时,它们的对角是相等的。厄拉多塞观察到这个角度是7° 12′,相当于360°的1/50。这表明对应于这个角度的弧长,即从锡耶纳到亚历山大的距离,应该等于地球周长的1/50。

在接下来的步骤中,厄拉多塞借助皇家测量员提供的大地测量数据,测量出两座城市之间的距离为5000希腊里。一旦得到这个结果,地球的周长可以乘以50,结果是250,000希腊利。为了符合传统的60等分制,厄拉多塞把这个值提高到252,000希腊文,这样就可以除以60。埃及的希腊里约是157.5米,可以转换成现代公制。厄拉多塞修正后,地球的周长约为39,375公里和39,360公里,与地球的实际周长惊人地接近。因此,厄拉多塞巧妙地将天文学和大地测量学结合起来,精确地测量了地球周长的精确值。

厄拉多塞是第一个使用“地理”这个名称的人,此后他取代了传统的“地方志”,写了三卷专著。这本书描述了陆地和海洋上地球的形状、大小和分布。厄拉多塞还使用经纬网绘制地图,并且第一个将物理原理和数学方法结合起来创造数学地理。