мини|264п|Кратка историја геодезије (енгл. ) од Насе. Alt URL
Историја геодезије почела је током антике и на крају процветала током доба просветитељства.
Многа рана схватања о Земљи сматрала су је равном, са небесима као физичком куполом која се надвија над њом. Рани аргументи за сферну Земљу указивали су на различита, суптилнија емпиријска запажања, укључујући то како су се помрачења Месеца видела као кружне сенке, као и чињеницу да се Северњача види ниже на небу како путник иде према југу.
Хеленски свет
Почетни развоји Иако најранији писани помен сферне Земље потиче из старогрчких извора, не постоји запис о томе како је откривена сферичност Земље, или да ли је у почетку то била само претпоставка. Плаузибилно објашњење које је дао историчар Ото Е. Нојгебауер јесте да је „искуство путника сугерисало такво објашњење за варијације у видљивој висини пола и промену у области циркумполарних звезда, промену која је била прилично драстична између грчких насеља” око источног Средоземног мора, посебно оних између делте Нила и Крима.
Друго могуће објашњење може се пратити уназад до ранијих феничанских морнара. Први обилазак Африке описан је као подухват феничанских истраживача које је ангажовао египатски фараон Нехо II (око 610–595. п. н. е.). У својој Историји, написаној 431–425. п. н. е., Херодот је изразио сумњу у извештај да је примећено како Сунце сија са севера. Он је навео да су тај феномен приметили феничански истраживачи током свог обиласка Африке, који су тврдили да су имали Сунце са своје десне стране док су пловили у смеру казаљке на сату. За модерне историчаре, ови детаљи потврђују истинитост извештаја Феничана. Историчар Дмитриј Панченко поставља хипотезу да је управо феничанско опловљавање Африке инспирисало теорију о сферној Земљи, чији је најранији помен дао филозоф Парменид у 5. веку п. н. е. Међутим, ништа сигурно о њиховом познавању географије и навигације није преживело; стога, каснији истраживачи немају доказе да су они замишљали Земљу као сферу.
Спекулације и теоретисање кретали су се од равног диска који је заговарао Хомер до сферног тела које је наводно постулирао Питагора. Анаксимен, рани грчки филозоф, чврсто је веровао да је Земља правоугаоног облика. Неки рани грчки филозофи алудирали су на сферну Земљу, иако са извесном дозом двосмислености. Питагора (6. век п. н. е.) био је међу онима за које се говорило да су зачели ту идеју, али ово би могло да одражава праксу старих Грка да свако откриће приписују једном или другом од својих древних мудраца. Питагора је био математичар, и он је наводно резоновао да би богови створили савршену фигуру која је за њега била сфера, али нема доказа за ову тврдњу. Нека идеја о сферичности Земље изгледа да је била позната и Пармениду и Емпедоклу у 5. веку п. н. е., и иако се та идеја не може поуздано приписати Питагори, она је ипак могла бити формулисана у питагорејској школи у 5. веку п. н. е., иако се неки са тим не слажу. После 5. века п. н. е., само неколико угледних грчких писаца мислило је да је свет ишта друго осим округао. Питагорејску идеју касније је подржао Аристотел.Аристотел, О небу, Књига II 298 B Започели су напори да се одреди величина сфере.
Платон Платон (427–347. п. н. е.) путовао је у јужну Италију да би проучавао питагорејску математику. Када се вратио у Атину и основао своју школу, Платон је такође учио своје ученике да је Земља сфера, иако није понудио никаква оправдања. „Моје је уверење да је Земља округло тело у центру небеса, и стога јој није потребан ваздух или било каква слична сила да би јој била ослонац.”написано као из уста Сократа. Ако би човек могао да се вине високо изнад облака, Земља би личила на „једну од оних лопти које имају кожне прекриваче у дванаест делова, и украшена је разним бојама, од којих су боје које сликари користе на Земљи на неки начин узорци.” У делу Тимај, његовом једином делу које је било доступно током средњег века на латинском, он је написао да је Творац „направио свет у облику глобуса, округлог као са струга, са својим крајностима у сваком правцу једнако удаљеним од центра, најсавршенију и најсличнију себи од свих фигура”, иако се реч „свет” овде односи на небеса.
Аристотел мини|upright|Округла Земљина сенка током помрачења Месеца у августу 2008.
Аристотел (384–322. п. н. е.) био је Платонов најбољи ученик и „ум школе”.David Johnson and Thomas Mowry, , Cengage Learning, Аристотел је приметио да „постоје звезде које се виде у Египту и [...] на Кипру, а које се не виде у севернијим пределима”. Пошто се ово могло десити само на закривљеној површини, и он је веровао да је Земља сфера „не велике величине, јер иначе ефекат тако благе промене места не би био брзо уочљив”.De caelo, 298a2–10)
Аристотел је известио да обим Земље (који је заправо нешто преко 40.000 км) износи 400.000 стадија (око 74.000 км).
Аристотел је пружио физичке и опсервационе аргументе који подржавају идеју о сферној Земљи: Сваки део Земље тежи према центру док компресијом и конвергенцијом не формирају сферу.De caelo, 297a9–21 Путници који иду на југ виде јужна сазвежђа како се дижу више изнад хоризонта. Сенка Земље на Месецу током помрачења Месеца је округла.De caelo, 297b31–298a10
Концепти симетрије, равнотеже и цикличног понављања прожимали су Аристотелов рад. У својој Метеорологији поделио је свет у пет климатских зона: два умерена подручја одвојена жарком зоном у близини екватора, и два хладна негостољубива региона, „један близу нашег горњег или северног пола, а други близу [...] јужног пола”, оба непробојна и окована ледом.Meteorologica, 362a31–35 Иако ниједан човек није могао да преживи у хладним зонама, становници у јужним умереним регионима су могли постојати.
Аристотелова теорија природног места ослањала се на сферну Земљу да објасни зашто тешке ствари иду доле (према ономе што је Аристотел веровао да је центар Универзума), а ствари попут ваздуха и ватре иду горе. У овом геоцентричном моделу, веровало се да је структура универзума низ савршених сфера. Веровало се да се Сунце, Месец, планете и фиксне звезде крећу на небеским сферама око стационарне Земље.
Иако је Аристотелова теорија физике преживела у хришћанском свету много векова, његов геоцентрични модел је на крају замењен хелиоцентричним моделом као објашњењем Сунчевог система, док је атомска теорија заузела место класичних елемената као што су земља, вода, ваздух, ватра и етар.
Архимед Архимед (око 287–212. п. н. е.) дао је горњу границу за обим Земље.
У пропозицији 2 прве књиге своје расправе О плутајућим телима, Архимед показује да је „површина било које течности у стању мировања површина сфере чији је центар исти као и центар Земље.” Касније, у пропозицијама 8 и 9 истог дела, он претпоставља резултат пропозиције 2 да је Земља сфера и да је површина течности на њој сфера центрирана на центру Земље.
Ератостен Ератостен (276–194. п. н. е.), хеленистички астроном из данашње Кирене, који је радио у Александрији, проценио је обим Земље око 240. године п. н. е., израчунавши вредност од 252.000 стадија. Дужина коју је Ератостен намеравао за један „стадиј” није позната, али његова цифра има грешку од само око један до пет процената. Под претпоставком да је вредност за стадиј између 155 и 160 метара, грешка је између −2,4% и +0,8%. Ератостен је описао своју технику у књизи под насловом О мерењу Земље, која није сачувана. Ератостен је могао да измери обим Земље само уз претпоставку да је удаљеност до Сунца толико велика да су зраци сунчеве светлости практично паралелни.
мини|upright=1.4|Мерење обима Земље према Клеомедовој поједностављеној верзији, засновано на погрешној претпоставци да се Сијена налази на Раковој обратници и на истом меридијану као Александрија.
Ератостенов метод за израчунавање обима Земље је изгубљен; оно што је сачувано је поједностављена верзија коју је описао Клеомед да би популаризовао откриће.Cleomedes, Caelestia, i.7.49-52. Клеомед позива свог читаоца да размотри два египатска града, Александрију и Сијену (данашњи Асуан): Клеомед претпоставља да је удаљеност између Сијене и Александрије била 5.000 стадија (цифра коју су сваке године проверавали професионални бематисти, mensores regii);Martianus Capella, De nuptiis Philologiae et Mercurii, VI.598. он усваја поједностављену хипотезу да је Сијена била тачно на Раковој обратници, рекавши да је у локално подне на летњи солстициј Сунце било директно изнад главе; он претпоставља да су Сијена и Александрија на истом меридијану.
Под претходним претпоставкама, каже Клеомед, може се измерити угао елевације Сунца у подне на летњи солстициј у Александрији, помоћу вертикалног штапа (гномона) познате дужине и мерењем дужине његове сенке на земљи; тада је могуће израчунати угао сунчевих зрака, за који он тврди да износи око 7,2°, или 1/50 обим круга. Узимајући да је Земља сферна, њен обим би био педесет пута већи од удаљености између Александрије и Сијене, односно 250.000 стадија. Пошто је 1 египатски стадиј једнак 157,5 метара, резултат је 39.375 км, што је 1,4% мање од стварног броја, 39.941 км.
Ератостенов метод је заправо био сложенији, како наводи исти Клеомед, чија је сврха била да представи поједностављену верзију онога описаног у Ератостеновој књизи. Метод се заснивао на неколико геодетских путовања која су спровели професионални бематисти, чији је посао био да прецизно измере пространство територије Египта за пољопривредне и пореске сврхе. Штавише, чињеница да Ератостенова мера тачно одговара броју од 252.000 стадија можда је намерна, пошто је то број који је дељив са свим природним бројевима од 1 до 10: неки историчари верују да је Ератостен променио вредност са 250.000 (како је написао Клеомед) на ову нову вредност како би поједноставио прорачуне; други историчари науке, са друге стране, верују да је Ератостен увео нову јединицу дужине засновану на дужини меридијана, како наводи Плиније, који пише о стадију „према Ератостеновом односу”.Pliny, Naturalis Historia, XII $53.
Око 1.700 година након Ератостена, Кристифор Колумбо је проучавао Ератостенова открића пре него што је отпловио на запад за Индију. Међутим, на крају је одбацио Ератостена у корист других мапа и аргумената који су тумачили да је обим Земље за трећину мањи него што заиста јесте. Да је Колумбо прихватио Ератостенове налазе, можда никада не би отишао на запад, пошто није имао залихе нити средства потребна за много дуже путовање од преко осам хиљада миља.
Селеук из Селеукије Селеук из Селеукије (око 190. п. н. е.), који је живео у граду Селеукији у Месопотамији, писао је да је Земља сферна (и да заправо орбитира око Сунца, под утицајем хелиоцентричне теорије Аристарха са Самоса).
Посидоније Паралелно касније античко мерење величине Земље извршио је још један грчки учењак, Посидоније (око 135–51. п. н. е.), користећи сличан метод као Ератостен. Уместо да посматра Сунце, приметио је да је звезда Канопус била скривена од погледа у већини делова Грчке, али да је само додиривала хоризонт на Родосу. Посидоније је наводно измерио угаону елевацију Канопуса у Александрији и утврдио да је угао био 1/48 круга. Користио је удаљеност од Александрије до Родоса од 5000 стадија, те је тако израчунао обим Земље у стадијама као 48 × 5000 = 240.000.Cleomedes 1.10 Неки научници виде ове резултате као срећом полу-тачне због поништавања грешака. Касније је изгледа или он или неки његов следбеник изменио базну удаљеност како би се слагала са Ератостеновом цифром од 3750 стадија за удаљеност Александрија–Родос, пошто је Посидонијев коначни обим био 180.000 стадија.Strabo 2.2.2, 2.5.24; D.Rawlins, Contributions
Римско царство