에라토스테네스의 지구 둘레 측정 실험

목차

1. 에라토스테네스
1.1 생애 및 경력
1.2 업적 및 저서

2. 실험의 배경
2.1 실험을 도움을 준 외적 요인
2.2 실험의 배경

3. 지구 둘레 측정의 내용
3.1 기본가정
3.2 측정 방법
3.3 stadia란 무엇인가?

4. 오차의 원인 분석
4.1 경도와 위도
4.2 거리측정

5. 지구 둘레 측정 실험 재연
5.1 실험 목적
5.2 실험 가정
5.3 실험 장소 선정 및 실험 준비
5.4 실험 결과

6. 결론 및 의의

7. 참고문헌

본문내용

추정치만 존재했었는데 그 수치를 정확하게 보여준 것이다.
에라토스테네스의 실험은 지리학과 천문학을 변화시켰다. 우선, 지리학자들이 위도를 아는 두 장소 사이의 거리를 확실히 계산 할 수 있게 되었다. 가령 아테네와 카르타고 사이, 카르타고와 나일 강 입구 사이 거리를 알게 되었다. 에라토스테네스는 사람이 사는 땅의 위치와 크기를 알게 되었다. 그 다음 에라토스테네스의 뒤를 잇는 사람들은 우주적 거리, 즉 달까지의 거리, 태양까지의 거리 등을 계산할 수 있는 기준자를 얻게 되었다. 한마디로 말해 에라토스테네스의 실험은 인류가 지구에 대해 갖고 있던 생각, 지구가 우주에서 어떤 자리를 차지하는가에 대한 기존의 생각, 나아가 우주에서 인간이 점하는 위치에 대한 관점들을 송두리째 바꾸어 놓았다. 에라토스테네스는 지구의 표면이 편평하지 않고 둥글다는 것을 증명했다. 그리고 태양은 지구로부터 멀리 떨어져 있기 때문에 그 빛이 지구에 닿을 무렵에는 거의 평행한 광선이 되기 때문에 태양 광선에 대해 다른 각도에 막대기가 서 있다면 그림자 길이도 차이가 생긴다는 사실을 알아냈다.
에라토스테네스의 실험은 특별한 조건에 크게 구애받지 않고 다양한 방식으로 재현될 수 있다는 점에서 여러 다른 실험들보다 뛰어나다고 볼 수 있다. 실험이라고 하면 이상적인 실험실에서 거창한 실험기구를 통해서 실험을 한다고 생각하는 것이 대부분이지만 이 실험은 그렇지 않다. 이 실험을 이루는 요소들인 그림자, 줄자, 얕은 수준의 기하학 등은 어디서나 구할 수 있고 누구나 할 수 있는 것이다. 또 알렉산드리아에 있어야 한다거나 하는 등의 장소의 제약도 존재하지 않는다. 꼭 하지에 실험을 해야 하는 것도 아니다. 우리나라의 경우에 에라토스테네스의 실험에 대해서 중학교 교과과정에서 다루고 있다. 많은 실험들이 고등학교 과정을 넘어서서 배우는 것과 달리 이 실험은 중학교 수준에서도 충분히 이해하고 또 수행 할 수 있기 때문이다. 실험의 도구가 간단하고 실험의 과정이 쉽기 때문에 누구나 실제로 실험에 참여 할 수 있고 또 에라토스테네스 못지않은 정확한 결론에 도달 할 수 있다.
에라토스테네스의 실험은 또한 실험이라는 행위의 속성이 무엇인지를 극적인 방식으로 보여준다. 만약 실제로 지구의 둘레를 측정해야 한다면 수십만 킬로미터의 줄자를 지구에 감는 방법이 필요 할 것이다. 하지만 실험을 통한다면 그런 무식한 방법은 필요가 없어진다. 적절한 소도구와 적절한 가정들 그리고 그것을 잘 조합한 훌륭한 실험을 설계면 충분하기 때문이다. 에라토스테네스의 이 실험은 그런 부분이 다른 여타 실험에비해서 특히 잘 드러난다.
마지막으로 에라토스테네스의 실험은 그 폭이 매우 넓다. 어떤 실험들은 무언가를 분석하고, 추출하고, 분해함으로써 어떤 질서를 찾아내 보여준다. 그러나 에라토스테네스의 실험은 그런 일반적인 생각을 반대로 돌려 작은 것들 속에서 큰 것을 찾게 한다. ‘그림자란 무엇이며 어떻게 생겨나는 것인가?’라는 단순한 질문에 대해 새로운 방식으로 접근하게 된다. 또한 일시적인 특정한 그림자의 길이가 지구의 둥근 모양새, 지구의 크기, 지구와 태양과의 먼 거리, 끊임없이 위치를 바꾸는 두 천체의 운동, 땅 위의 다른 모든 그림자들과 밀접한 관계를 맺고 있다는 것을 알 수 있게 한다. 이 실험을 통해 사람들은 태양이 우리로부터 무척 멀리 떨어져 있다는 사실, 시간은 순환하듯 흐른다는 사실, 지구는 둥글다는 사실을 이해하게 된다.
탈레스는 기원전 600년에 이미 그림자 법을 이용해 피라미드의 높이를 측정했다. 또 그와 동시대에 살았던 피타고라스도 높이를 알고 있는 탑의 그림자를 통해서 정삼각형의 법칙을 만들었다. 또 기원전 4세기에 살았던 유클리드는 토지 측량을 가능하게 하는 기하학을 만들었다. 이런 것들이 에라토스테네스를 통해서 실제로 적용되면서 인간들이 지구에 대해서 얼마나 많은 부분을 모르고 있고 아직 발견되지 않았나 하는 것을 알게 되었다. 즉 에라토스테네스를 통해서 우주에 대한 사람들의 인식이 달라졌다는 것이다. 사람들은 고대의 훌륭한 인물이라면 누구나 플라톤, 아리스토텔레스 등의 저명한 철학자들의 이름을 말할 것이다. 하지만 에라토스테네스도 그들에 못지않은 훌륭한 발견을 했고, 그 실험의 결과는 그 시대와 그 후대 사람들에게 지대한 영향을 끼쳤다. 많은 사람들이 에라토스테네스 이후에 지구둘레를 측정하기 위해 시도 했지만 그 만큼 깔끔하고 간략한 실험을 통해서 정확한 결론을 도출한 경우는 거의 없었다. 지구둘레는 과학 기술이 발달하고 정확한 측정기기들이 발명되면서 정확한 수치가 측정되었다. 그전까지는 에라토스테네스의 관측치가 일반적인 지구둘레로 사람들에게 인식되었다. 지금으로부터 거의 2000년 전 기원전 시기에 그런 놀라운 발견을 했다는 것을 통해서 에라토스테네스의 지구둘레 측정 실험이 얼마나 뛰어난 실험이었는지를 알 수 있다.
7. 참고문헌
(1) 로버트 P. 크리즈, 세상에서 가장 아름다운 실험 열 가지, 2006.
(2) 손영운, 교과서를 만든 과학자들, 2005.
(3) 존 허드슨 타이너, 어둠과 무지를 몰아낸 백명의 과학자, 2003.
(4) 케네스 C. 데이비스, 지오그래피, 2003.
(5) 베른하르트 카이, 항해의 역사(배를 타고 세계를 탐험하는), 2006.
(6) 마누엘로사노레이바, 물리학 천재들의 노트, 2007.
(7) 홍성욱, 과학고전선집-코페르니쿠스에서뉴턴까지, 2006.(8) 로이 매클라우드, 이종인 역,에코의 서재 알렉산드리아 도서관 ,2004
(9) http://www.kao.re.kr
(10) http://earth.google.com
*목 차
1. 에라토스테네스
1.1 생애 및 경력
1.2 업적 및 저서
2. 실험의 배경
2.1 실험을 도움을 준 외적 요인
2.2 실험의 배경
3. 지구 둘레 측정의 내용
3.1 기본가정
3.2 측정 방법
3.3 stadia란 무엇인가?
4. 오차의 원인 분석
4.1 경도와 위도
4.2 거리측정
5. 지구 둘레 측정 실험 재연
5.1 실험 목적
5.2 실험 가정
5.3 실험 장소 선정 및 실험 준비
5.4 실험 결과
6. 결론 및 의의
7. 참고문헌

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