误差会把一度量反吗

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误差会把一度量反吗

量一度总有误差。两处的一度差得越少,误差越容易把长短颠倒过来。

第 3 集 ↗
← 量成柠檬:高纬那一度反而短量成橘子:高纬那一度更长 →卡西尼:北段 − 南段1718 年相距四度多后来 +65当年 −26740%量反 403/1000拉普兰 − 法国1737 年相距十七八度后来 +265当年 +73717%量反 172/1000法国 − 赤道1743 年相距四十八九度当年与后来都是 +5981.7%量反 17/1000拉普兰 − 赤道1743 年相距六十多度后来 +864当年 +13350.1%量反 1/1000一样长−1800−1200−6000+600+1200+1800+2400+3000高纬那一度 − 低纬那一度(米)▲ 后来更准的测量 ◆ 当年量出的 柱:每次重测量出的差,零线左边量反了
200 米
试试
已经量了1000 次量反:40% · 17% · 1.7% · 0.1%

▲ 后来更准的测量 ◆ 当年量出的 零线左边的柱:量反了的那几次。数轴单位是米。

四行都拿「高纬那一度」减「低纬那一度」:差为正,符合扁球的顺序;差为负,就量成了柠檬。三角形是后来更准的测量:卡西尼两段取卡西尼·德蒂里 1739—1740 年的重测,拉普兰取斯万贝里等人十九世纪初的复测,法国取皮卡尔、赤道取布格的一度;菱形是当年量出的差。[1][2]每行的年份,是这一对数凑齐的那一年:卡西尼的子午线 1718 年全线完成,拉普兰队 1737 年报告,赤道队 1743 年完成。[3][4][5]各处的数与来历,见「三个一度的账本」。

每量一度偏多少,是假定的课程参数,不是史料。每次重测,两处的一度各加一个随机偏差,按正态分布抽取;旋钮给的是它的典型大小,约三分之二的偏差落在这个数以内。四行共用同一批偏差。量级可以参照后来的改动:卡西尼北段后来改了约 240 米,南段约 95 米,拉普兰那一度约 470 米。[1]各段弧长短不一对误差的影响,这里没有计入。

当年的数以托阿斯(toise)为单位,这是法国旧时的长度单位:1 托阿斯 = 6 法尺,约合 1.949 米,1 法尺约合 32.5 厘米。[6]本页的数都已换算成米,例如卡西尼那次北段比南段短 137 托阿斯,约合 267 米。

参考文献与资料

  1. [1] Isaac Todhunter. A History of the Mathematical Theories of Attraction and the Figure of the Earth, Vol. I (1873). 学术史专著第三章 Art. 100(卡西尼《地球的大小与形状》1720 年出版)、Art. 102—104(皮卡尔 1669 年起测,基线 5663 托阿斯、一度 57060 托阿斯;卡西尼的三角形全从皮卡尔基线推算;南段每度 57097、北段 56960 托阿斯);第七章 Art. 184、190、195、197(拉普兰 1736—1737 年测量、57437.9 托阿斯、当时版画中的莫佩尔蒂及十九世纪初的复测);第八章 Art. 209、211(波莱尼的书信)、Art. 236—238(法国一度的各次修订、卡西尼·德蒂里 1740 年的重测、基线误差不改变比例);第十二章 Art. 353、355、358(秘鲁的基线与校核基线;布格 56753、拉孔达明 56749 托阿斯)。托阿斯(toise)是法国旧长度单位;拉普兰的数值后来复测时被发现偏大。 ↩1 ↩2
  2. [2] Isaac Newton;Andrew Motte 英译,N. W. Chittenden 修订. The Mathematical Principles of Natural Philosophy(自然哲学的数学原理)— Book III, Propositions XVIII–XX (1687(1846 年英译本)). 原始文献译本第三卷命题 18(自转使赤道隆起、两极收扁;海水与木星的例子);命题 19(皮卡尔的一度与卡西尼父子的子午线,按球形推算周长;恒星日与赤道上重力和离心力之比 289∶1;两条水渠的平衡;自转快慢与两轴之差);命题 20(重力与到地心的距离;里歇尔在卡宴的摆钟与秒摆;热胀的影响;重力与一度的长度都向两极增加)。据拉丁文第三版(1726)译出;维基文库电子转录。 ↩
  3. [3] J. J. O'Connor, E. F. Robertson. Jacques Cassini — MacTutor History of Mathematics (2003). 学术史传记1700 年巴黎至佩皮尼昂的测量、1718 年向北测到敦刻尔克;「子午线的度从赤道向极点变小」的主张;波莱尼 1733 年关于仪器误差的判断。同站《里歇尔》一页把卡西尼那部著作记为 1720 年,本页记为 1722 年。 ↩
  4. [4] J. J. O'Connor, E. F. Robertson. Pierre Louis Moreau de Maupertuis — MacTutor History of Mathematics (2003). 学术史传记1735 年派往秘鲁的测量队;1736 年派往拉普兰的测量队(以托尔尼奥为基地);1737 年 8 月向科学院报告地球是扁的。 ↩
  5. [5] J. J. O'Connor, E. F. Robertson. Charles-Marie de La Condamine — MacTutor History of Mathematics (2014). 学术史传记1735 年出发测量赤道附近的一度子午线;在基多会合;1743 年完成测量。 ↩
  6. [6] Hélène Horsin Molinaro(Éduscol,法国国民教育部). Du Système métrique au Système international d’unités (SI) (2025). 教学资源§1.3(第 5 页)十八世纪的长度单位:toise = 6 pieds(≈ 1,949 m)。页面上「1 法尺约合 32.5 厘米」由 1.949 米 ÷ 6 算出。 ↩
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