(M.Ö. 273-192) Bilim tarihinde Helenistik dönem (M.Ö. 300 -M.S.
100), özellikle ilk aşamasında, bilimsel yöntemin gerçek anlamda işlerlik
kazandığı yaratıcı bir ortamdır. Daha önceki bilimsel çalışmalar ya Mısır ve
Mezopotamya'da olduğu gibi daha çok pratik amaçlara yönelik gözlem ve ölçme
düzeyinde kalan bir etkinlikti, ya da, Antik Grek döneminde olduğu gibi
gözlemden çok kuramsal düşünmeye ağırlık veren, varlığın doğasını anlamaya
yönelik metafiziksel türden bir uğraştı.
Thales'den Aristoteles'e uzanan üçyüz yıllık düşünsel arayışın başlıca hedefi
gerçekliğin asal niteliğini belirlemekti. Grek düşünürleri arasında olgusal
araştırmaya belki de en yatkın olan Aristoteles bile, temelde, kimi
metafiziksel ilkelere dayanan bütüncül bir açıklama arayışı içindeydi. Ussal
düşünme ile gözlemsel verilerin etkileşimini içeren bilimsel yöntemin ilk
yetkin örneğini Helenistik dönemin başta Archimedes (Arşimet) olmak üzere
sayılı seçkin bilginlerinin çalışmalarında bulmaktayız.
Arşimet, bundan önceki yazıda ayrıntılı olarak belirttiğimiz gibi buluşlarıyla
klasik çağın bilimde en büyük öncüsüdür. Çağdaşı Aristarkus, Kopernik'ten 1700
yıl önce, güneş-merkezli sistem hipotezini ilk ortaya süren büyük bir
astronomdu. Onun öngördüğü sistem çerçevesinde güneş ile yıldızların gökyüzünde
sabit konumlarda olduğu, arzın ise güneş çevresinde çembersel bir yörünge
çizerek devindiği, dahası kendi ekseni çevresinde de günlük dönüş içinde olduğu
türünden, dönemin yerleşik anlayışına ters düşen savlar ortaya koymuştu.
Ayrıca, yazdığı bir kitapta Güneş ile Ay'ın oylumlarını, dünyadan uzaklıklarını
hesaplamaya, ulaştığı sonuçları geometri yöntemiyle ispatlamaya çalıştığı
görülmektedir.
Eratosthenes'e gelince, bu çok yönlü bilgin için hiç kuşkusuz dönemin
Arşimet'ten sonra en büyük öncüsü diyebiliriz. Geniş bilgisi, pek çok konularda
yazdığı kitaplarıyla daha yaşam döneminde ün kazanan Eratosthenes, İskenderiye
büyük kütüphanesinin yöneticisiydi. Arzın küresel olduğunu ileri süren, güneşin
dünyadan uzaklığını 92 milyon mil olarak hesaplayan (doğrusu 93 milyon mildir),
Eratosthenes, özellikle coğrafya alanındaki çalışmalarıyla tanınmaktaydı. Ama
onu bilim tarihinde unutulmazlar arasına sokan asıl başarısı, arzın çevrel
çemberinin uzunluğunu belirleme çalışmasıdır. Deniz ve kara ulaşımının bir kaç
bin millik açılmayla sınırlı kaldığı bir dönemde arzın büyüklüğünü belirleme
kolayca ulaşılabilecek bir başarı değildi.
Daha önce bu yönde uğraş veren pek çok kimse olmuştu; ama hiç biri
Eratosthenes'in ulaştığı sonuç ölçüsünde gerçeğe yakın bir sonuç ortaya
koyamamıştı. Asıl amacı güneş ile Ay'ın boyutlarını belirlemek, dünyadan
uzaklıklarını saptamaktı. Ama bunun için öncelikle arzın büyüklüğünü hesaplaması
gerekiyordu. Elde yararlanabileceği hiç bir optik araç yoktu.
Güç kaynağını, uyguladığı yöntem sağlıyordu. Basit bir orantıya dayanan
yöntemin kullanımı bazı varsayım, gözlemsel bilgi ve geometrik kurallar
gerektiriyordu. Örneğin, arzın küreselliği, daire çemberinin 360 derece olduğu,
güneş ışınlarının yer yüzüne paralel düştüğü, vb. Bilindiği gibi, yer yüzeyi
düz değil, eğmeçlidir. Bu nedenle gün ortasında güneş değişik enlemlerde
bulunan kişilere, ufuktan değişik yüksekliklerde görünür. Bu gözlemi dikkate
alan Eratosthenes yaklaşık aynı boylam üzerine düşen iki yer seçer. Bunlardan
biri Syene (bugünkü Asvan barajına yakın küçük bir kasaba), diğeri dönemin ünlü
bilim merkezi İskenderiye kenti idi.
Syene'de yaz ortasında güneş öğle vakti tam tepede bir konumdadır; öyle ki, dik
duran bir direk gölge düşüremediği gibi, derin bir kuyu dibinden bakıldığında
güneş görülür. İskenderiye'de ise durum değişiktir; Syene'nin yaklaşık 514 mil
kuzeyinde bulunan bu kentte güneş ışınları hiç bir zaman dik düşmez.
Eratosthenes bu verilere dayanarak aşağıdaki şekilde gösterildiği üzere,
İskenderiye'de güneş ışınlarının, arzın merkezine dik inen bir doğru üzerinde
oluşturduğu açıyı (şekilde a ile gösterilen açıyı) ölçer. Adı geçen iki yerin
arzın merkezinde oluşturdukları açıya eşit olan ve iki yer arasındaki mesafeyi
temsil eden bu açı yaklaşık 7.5 derecedir. Her daire çemberi gibi yer kürenin
çevrel çemberinin de 360 derece olduğunu varsayan Eratosthenes basit bir orantı
işlemiyle bu çemberin 24.670 mil olduğunu (doğrusu 24.870 mildir) hesaplar. Bu
kadarla kalmaz, 60 millik bir hatayla arzın çapını da belirler.
Eratosthenes'in azımsanamayacak bir başarısı da o zaman bilinen dünyanın haritasını çıkarması. Harita İngiliz adaları dahil Avrupa, Afrika ve Asya anakaralarını kapsıyordu. Küresel bir yüzeyi düz kağıt üstünde göstermek kolay bir iş değildi. Tıpkı bir portakal kabuğunu masa üzerine dümdüz yerleştirmek gibi. Eratosthenes enlem paralelleriyle boylam meridyenlerini kullanarak oldukça duyarlı ve güvenilir bir projeksiyonla güçlüğün üstesinden gelmişti. Yaptığı harita yüzyıllarca denizcilikte ve başka alanlarda kullanıldı.
Eratosthenes, geliştirdiği bir yöntemle, güneşin öğle vaktindeki yüksekliğine bakarak herhangi bir yerin enlemini hesaplayabiliyordu (Boylamın hesaplanması aradan ikibin yıllık bir sürenin geçmesini beklemiştir). Onun ilginç bir savı da fiziksel coğrafya ile ilgilidir. Hint ve Atlas okyanuslarındaki gel-git devinimleri arasındaki yakın benzerliği göz önüne alarak, iki okyanusun aslında birleşik olduğunu, üç anakaranın (Avrupa, Asya ve Afrika) da bir ada oluşturduğunu ileri sürer.
Dahası, kimi kaynaklara göre, Eratosthenes daha ileri giderek Atlantik ötesi yeni bir anakaranın varlığından bile söz etmiştir. Ona göre, okyanusun öte yakasında bilinen dünyayı dengeleyen bir başka dünyanın varlığı büyük bir olasılıktı.
Roma yönetiminde zamanla İskenderiye'deki parlak bilim meşalesi sönmeye yüz tutar. O dönemin bilim öncülerinin son temsilcisi Hero'nun matematik, fizik ve teknolojideki başarılarını, kendisinden 300 yıl önce yaşamış Eratosthenes'e borçlu olduğunu söylemiş olması büyük bilginin bilim dünyasındaki kalıcı etkisini yansıtmaktadır.
Eratosthenes 81 yaşında öldüğünde en küçük bir mal varlığı yoktu; ama bıraktığı dünya doğduğundaki dünyadan bilgi birikimi ve araştırma yöntemi bakımından çok daha zengindi.