地球球体説（ちきゅうきゅうたいせつ、）または地球球形説（ちきゅうきゅうけいせつ）とは、我々のいる大地は球体であるとする真実のことである。
これらの語は英語などヨーロッパの言語からの直訳と思われるが、「地球」という語にすでに形についての言明が入っているため、大地球体説（だいちきゅうたいせつ）または大地球形説（だいちきゅうけいせつ）といった語も使われる。
主に科学史や文化史で、他の様々な説と対比する中で用いられる。歴史的には球体説以外にも、地球平面説の他、様々なタイプの理論があった（詳しくは#概説）。
球体説は古典期のギリシャにおいて発生し、世界各地に広まり、徐々に哲学的な憶測から実証的な天文学・地理学の理論になっていった（詳しくは#概説）。
球体説は、近代的な科学の発生の前提の一つではあるが、ニュートンの力学が確立すると、地球が厳密な球でないことが予想され、測量によって検証された（詳しくは#概説）。
概説 大地球体説（地球球体説）とは、我々の足元にある地（大地）英語でEarthは「地」「大地」「土」といった意味。ラテン語のterraに相当。とりあえず形状は明示していない用語・概念。日本語で「地球」と言ってしまうとすでに「球」という概念が入ってしまっており、結論を先取りしてしまっている。英語でglobeと言うとかなり球体を意識した「地」、地球、となる。は球体である、とする説である。その起源は紀元前6世紀頃の古代ギリシア哲学に遡るが、紀元前3世紀にヘレニズム天文学によって自然学的に所与の事として確立されるまでは哲学的考察の対象であり続けた。このヘレニズムのパラダイムが古代末期から中世にかけて旧世界全体に徐々に取り入れられていったContinuation into Roman and medieval thought: Reinhard Krüger: "Materialien und Dokumente zur mittelalterlichen Erdkugeltheorie von der Spätantike bis zur Kolumbusfahrt (1492)"Direct adoption of the Greek concept by Islam: Ragep, F. Jamil: "Astronomy", in: Krämer, Gudrun (ed.) et al.: Encyclopaedia of Islam, THREE, Brill 2010, without page numbersDirect adoption by India: D. Pingree: "History of Mathematical Astronomy in India", Dictionary of Scientific Biography, Vol. 15 (1978), pp. 533−633 (554f.); Glick, Thomas F., Livesey, Steven John, Wallis, Faith (eds.): "Medieval Science, Technology, and Medicine: An Encyclopedia", Routledge, New York 2005, ISBN 0-415-96930-1, p. 463Adoption by China via European science: Jean-Claude Martzloff, “Space and Time in Chinese Texts of Astronomy and of Mathematical Astronomy in the Seventeenth and Eighteenth Centuries”, Chinese Science 11 (1993-94): 66–92 (69) and Christopher Cullen, "A Chinese Eratosthenes of the Flat Earth: A Study of a Fragment of Cosmology in Huai Nan tzu 淮 南 子", Bulletin of the School of Oriental and African Studies, Vol. 39, No. 1 (1976), pp. 106–127 (107)。大地が丸いことの実際的な証明はフェルディナンド・マゼランとフアン・セバスティアン・エルカーノの世界一周旅行(1519年−1521年)によってなされたPigafetta, Antonio (1906). Magellan's Voyage around the World. Arthur A. Clark. 。
歴史的にみると、地球球体説に取って代わられるまでは、地球平面説が主流であった。こういった世界観が、アナクシマンドロスやミレトスのヘカタイオスによる初期の世界地図の前提となっていた。地球の形状に関するその他の考察としては、アヴェスターや古代ペルシアの著作物で言及されている七層から成るジッグラトあるいは世界山、リグ・ヴェーダで言及されている車輪、お椀、あるいは四角い平面といったものがあるMenon, CPS. Early Astronomy and Cosmology. Whitegishm MT, USA: Kessinger Publishing. p. 68. 。
地球の形状は18世紀により精確に回転楕円体（扁球）として理解された（モーペルテュイ）。19世紀初期には、地球楕円体の扁平率が概ね1/300程度と決定された（ドランブル、エベレスト）。アメリカ国防総省の世界測地系により1960年以降決定されている現代の扁平率の値は1/298.25近くになっているSee figure of the Earth and Earth radius for details. Recent measurements from satellites suggest that the Earth is, in fact, slightly pear-shaped. Hugh Thurston, Early Astronomy, (New York: Springer-Verlag), p. 119. ISBN 0-387-94107-X.。
歴史
古典古代
古典期ギリシア 地球球体説を示す最古の史料は古代ギリシアの文献に遡るJames Evans, (1998), The History and Practice of Ancient Astronomy, page 47, Oxford University Press。大地が球体であることがどのようにして発見されたのかについての説明はそこにはないが、東地中海沿岸（特にナイル川デルタとクリミアの間）においてギリシア人の移住の際の劇的な変化であった周極する星々の測定しうる高度と位置の変化を説明するための旅行家の提案ではないかと考えられる。
ディオゲネス・ラエルティオスによると、「ピュタゴラスは大地が丸いと言った最初のギリシア人であった。しかしテオフラストスはこれをパルメニデスに帰し、エレアのゼノンはヘシオドスに帰した。」
ピュタゴラス 初期のギリシア哲学者達は地球球体説を唱えたが、いくらか曖昧なやり方でそれに言及した。彼らの中でも特にピュタゴラス（紀元前6世紀）が球体説の創始者とされるが、これは、あらゆる発見を古代の賢者の数人に帰そうとする古代ギリシア人の慣習による可能性がある。ある程度の地球球体説は紀元前5世紀のパルメニデスやエンペドクレスにも知られておりCharles H. Kahn, (2001), Pythagoras and the Pythagoreans: a brief history, page 53. Hackett、高い信頼性をもって球体説をピュタゴラスに帰することはできないが、それにもかかわらず、球体説は紀元前5世紀にピュタゴラス派によって明文化された。紀元前5世紀以降、声望あるギリシア人著述家で大地が球形以外の形だと考える者はいなくなった。
ヘロドトス ヘロドトスは紀元前431年-紀元前425年に書いた『歴史』において、太陽が北から照らしたという報告を疑っている。この疑いは、エジプトのネコ2世の治世(紀元前610年-紀元前595年)にフェニキア人達がアフリカ周航を行ったことを論ずる条(『歴史』、4.42)で起こっている。フェニキア人達は時計回りに就航していた際に太陽を右手側に見つつ進んだと報告しているのである。近代の歴史家にとってはこれは彼らの報告の真実性を確かにするものである。
プラトン プラトン(紀元前427年-紀元前347年)はピュタゴラス数学を学ぶために南イタリアへと旅した。アテネへと戻って学院を立てた際、プラトンは弟子に大地は丸いと教えたが彼はそれを証明する用意をできていなかった。もし人が雲より高く舞い上がれれば、大地が似ているのは「これらの12片の革で包まれたボールの一つであり、様々な色で飾られており、大地に塗るのに使われた色はある意味で見本である。」 中世を通じてラテン語で読めたプラトンの作品『ティマイオス』には、創造主が世界を「中心から端までの距離がどこも等しい球形に、まるく仕上げたのですが、これこそ、すべての形のうちで、最も完結し、最も自分自身に相似した〔どの部分も相似した、つまり一様な〕形で『プラトン全集12 ティマイオス クリティアス』種山恭子・田之頭安彦訳、岩波書店、1975年9月13日、p38」あったと書かれているが、「世界」という言葉は通常宇宙を指す。
アリストテレス アリストテレス(紀元前384年-紀元前322年)はプラトンの随一の弟子であり、「学派の心髄」であった。アリストテレスは「エジプトやキュプロスでは見えるが北寄りの地方では見えないアリストテレス『天について』池田康男訳、京都大学学術出版会、1997年10月25日、ISBN:4-87698-105-1、pp. 138–139.」星があることに気付いた。これは大地の表面が湾曲していないと起こらないので、彼も「大地はまるいばかりでなく、あまり大きくない球だということも明らかである。さもなければ、ほんの僅か移動するだけで、それほど早く明らかな相違を呈するはずがなかろう」(『天体論』、298a2–10)として地球球体説を主張した。
アリストテレスは地球球体説を支持する物理的・観察的な論拠を提出した:
地上のあらゆるものは圧縮・集中によって球を形成するまで中心に向かおうとする傾向をもっている(『天体論』、297a9–21) 南へ向かう旅行家は南方の星座が地平線より上に上るのを見られる; そして 月食時に月面にみられる大地の影は円い(『天体論』、297b31–298a10)
対称性・平衡性・周期的反復性といった概念がアリストテレスの著作に充満している。『気象学』では彼は世界を五つの気候帯に分けている: 赤道付近の炎熱帯から分けられた二つの温帯地域、二つの寒く荒れ果てた地域、「一方は我々より上つまり北極側でもう一方は[...]南極側」にあり、両方とも人を寄せ付けず氷に閉ざされている(『気象学』、362a31–35)。極寒帯では人は生きていけないが、南側の温帯の住民は生きられる。
ヘレニズム時代 エラトステネス キュレネのエラトステネス(紀元前276年-紀元前194年)は紀元前240年頃に地球の周長を概算した。シエネでは夏至の日に太陽が真上にくるのに対してアレクサンドリアでは夏至でも影ができることを彼は聞いた。三角法によって導出するために様々な角度の影を用いて、彼は周長を250000スタディオンだと概算した。1スタディオンの長さは精確には知られていないが、エラトステネスの出した値は5-15%程度しか実際とずれていないという。エラトステネスは大雑把な概算と大雑把な数値を用いたが、スタディオンの長さによって、彼の概算結果は実際の子午線の長さとは2-20%程の差がある。エラトステネスは、太陽までの距離が非常に大きく太陽光は基本的に平行だという仮定に基づいて、地球の周長を計算できたにすぎないことに注意。
セレウキアのセレウコス メソポタミアのセレウキア周辺に生きたセレウキアのセレウコス(紀元前190年頃)は大地が丸いと述べ(、また、サモスのアリスタルコスの太陽中心説の影響を受けて、実際には地球が太陽の周囲を回っていると唱え)た。
ポセイドニオス アパメアのポセイドニオス(紀元前135年頃-紀元前51年)は地球の周長を確かめるうえで、エラトステネスの手法を信頼したが、太陽よりもむしろカノープスを観察した。プトレマイオスの『地理学』において、彼の概算結果はエラトステネスのそれよりも強く賛意を示されている。さらにポセイドニオスは地球の半径を用いて太陽までの距離を表した。
ローマ帝国 地球球体説はギリシアを起源としつつ、多くのギリシア天文学思想とともに、ゆっくりと世界へ広がっていき最終的に全ての主な天文学派に受け入れられた見解となった。
西方では、地球球体説はヘレニズム文明との長期にわたる相互交流を経て自然とローマ人に伝わった。キケロや大プリニウスといった多くのローマの著述家は自身の著作で大地が丸いことを当然のこととして述べているReinhard Krüger: "Materialien und Dokumente zur mittelalterlichen Erdkugeltheorie von der Spätantike bis zur Kolumbusfahrt (1492)"。
ストラボン
船乗りたちが水平線の観察に基づいて最初に大地が平面でないことの証拠を最初に見出したのではないかと主張されてきた。この主張は地理学者ストラボン(紀元前64年-24年)によって推進されたが、少なくともホメロスの時代から地中海周辺の船乗りたちに大地が丸いことが知られていたと彼は主張しておりHugh Thurston, Early Astronomy, (New York: Springer-Verlag), p. 118. ISBN 0-387-94107-X.、ホメロスが紀元前8-7世紀にはすでにこのことを知っていたことを示すものとして『オデュッセイアー』の一節を引いているOdyssey, Bk. 5 393: "As he rose on the swell he looked eagerly ahead, and could see land quite near." Samuel Butler's translation is available online.。ストラボンは大地が丸いことを象徴するものとして海洋で見られる様々な現象を挙げている。彼は、地上型灯器や陸域は船乗りからは低い灯器よりもずっと遠くから見えることを観察し、明らかに海の湾曲がこういったことの原因だと述べている, Vol.I Bk. I para. 20, pp. 41, 43. An earlier edition is available online.。
クラウディオス・プトレマイオス クラウディオス・プトレマイオス(90年-168年)は2世紀に学問の中心地だったアレクサンドリアに住んでいた。1400年間にわたって天文学の標準的著作であり続けている『アルマゲスト』において、彼は大地の球状性に関する様々な主張を提出した。その中には、山に向かって船を進める際山が海から昇ってくるように見えるのは、山が海の湾曲した表面に隠されていることを示しているというものがある。他にも、大地は南北にも東西にも湾曲しているという主張を彼は提示している as quoted in 。
彼は八巻から成る『地理学』をも著し、大地について取り扱っている。『地理学』第一部は彼が使ったデータ・方法に関する議論である。『アルマゲスト』にみられる太陽系のモデルとともに、プトレマイオスは全ての情報を大きな枠組みの中に含めている。彼は自分の知っている全ての場所や地理的名所に、大地全体に広がる格子目の中で座標を割り振った(がその多くは失われている)。緯度は今日と同様に赤道から計られたが、プトレマイオスはそれを角度よりもむしろ最も長い昼の長さで表すことを好んだ(夏至の日の昼の長さは赤道上から北極に移動する間に12時間から24時間まで増加する)。彼は経度0度たる子午線を彼の知る限り最も西にあるカナリア諸島を通るように定めた。
『地理学』は「セーレース」(中央アジア東部)と「シナエ」(中国)を、「タプロバネ」(スリランカ、ただし大きすぎる)や「アウレア・ケルソネスス」(東南アジアの半島部)を超えて最も右に置いている。
プトレマイオスは、人の居住地全体の地図 (oikoumenè) とローマ諸州の地図の作り方の教えを考案・提示してもいる。『地理学』第二部で彼は必要な地誌の一覧を挙げ、地図に説明を加えている。彼の「oikoumenè」は大西洋のカナリア諸島から中国までの東西180度をカバーし、北極から東インド諸島やアフリカ深くまでの南北81度をカバーしている。プトレマイオスは自身が地上の4分の1しか知らないことをよく自覚していた。
古代末期 大地が球状であるという知識は当然のことながら古代末期のネオプラトニズムやキリスト教の中の学問にも受け入れられていた。 旧約聖書に示された地球平面説により形成された神学的疑問にラクタンティウス、ヨハネス・クリュソストモス、アレクサンドリアのアタナシオスといったキリスト教徒の学者が影響を受けたが、これは常識はずれの傾向に留まり、カイサリアのバシレイオス、アウレリウス・アンブロシウス、ヒッポのアウグスティヌスといった教養あるキリスト教著述家は大地が丸いことを明らかに知っていた。地球平面説は、旧約聖書の文字通りの解釈を非常に重要視したシリアのキリスト教に長くとどまり、この派閥から出てきたコスマス・インディコプレウステースのような著述家が6世紀に至っても大地を平面形に表し続けていた。この、世界の古いモデルの最後の残滓は7世紀中に消滅し、8世紀から中世にかけて「言及に値する宇宙学者で地球球体説を疑問に付した者はいなかったKlaus Anselm Vogel, "Sphaera terrae - das mittelalterliche Bild der Erde und die kosmographische Revolution," PhD dissertation Georg-August-Universität Göttingen, 1995, p. 19.。」
東方への拡散 東方でのギリシア文化の興隆に伴って、ヘレニズム天文学は東方に向かって古代インドまでを覆うようになり、インドではヘレニズム天文学の大きな影響が紀元後すぐに明らかとなった。大地が惑星の天球に覆われているというギリシアの地球球体説はヴァラーハミヒラやブラーマグプタに熱烈に支持され、大地が円盤状であるというインドの長年にわたる宇宙論に取って代わったD. Pingree: "History of Mathematical Astronomy in India", Dictionary of Scientific Biography, Vol. 15 (1978), pp. 533−633 (533, 554f.)Glick, Thomas F., Livesey, Steven John, Wallis, Faith (eds.): "Medieval Science, Technology, and Medicine: An Encyclopedia", Routledge, New York 2005, ISBN 0-415-96930-1, p. 463。古典時代のインド天文学者・インド数学者のアリヤバータ(476年550年)は大地の球状性や惑星の運行を扱った。彼のサンスクリットでの代表作『アーリヤバティーヤ』のうち、「カラクリヤ」(時間の計算)と「ゴラ」(天体)と名付けられた最後の二連は、大地が丸く、その周長は4967ヨージャナ(39968kmに相当) と述べているが、この値は紀元前3世紀エラトステネスの概算値に近いAryabhata_I biography. http://www.gongol.com/research/math/aryabhatiya The Aryabhatiya: Foundations of Indian Mathematics。 アリヤバータは天体の見かけ上の回転は実際は大地の回転によるものだとも述べている。『アーリヤバティーヤ』は逆に中世イスラームの学問に影響を与えた。
中世 大地が丸いという知識は、古典ギリシアの文献(アリストテレス)の直接の伝播によって、あるいはセビリャのイシドルスやベーダ・ヴェネラビリスのような著述家を通じて中世の知識の一部として生き残った。 スコラ学など中世の学問の興隆により、時代が下るにつれて地球球体説を示す史料は増える。 ギリシア・ローマの学問に接する領域への球体説の拡大は必然的に漸進的なものであり、ヨーロッパのキリスト教化の勢いと連動している。例えば、スカンディナヴィアで地球球体説が知られていた最初の証拠は『エルキダリウム』の古アイスランド語への翻訳であるRudolf Simek, Altnordische Kosmographie, Berlin, 1990, p. 102.。
大地が丸いと知っていた古典古代から中世にかけてのラテン語あるいは口語での百人以上の著述家の余す所のない一覧が、シュトゥットガルト大学のロマンス語文学教授ラインハルト・クリューガーにより編纂されている。
キリスト教世界
セビリャのイシドルス セビリャ大司教のイシドルス(560年-636年)はよく読まれた百科事典『語源』で大地は丸いと教えている。これについて、彼が地球球体説に言及したのだと考える著述家もいるがIsidore, Etymologiae, XIV.ii.1 ; Wesley M. Stevens, "The Figure of the Earth in Isidore's De natura rerum", Isis, 71(1980): 268-277.、これや他の著作により、彼は大地が円盤や車輪の形をしていると考えていたことは明らかであるReferring to the five circles in De Natura Rerum X 5: "The explanation of the passage and of the figure which illustrates it seems to be that Isidore accepted the terminology of the spherical earth from Hyginus without taking the time to understand it—if indeed he had the ability to do so—and applied it without compunction to the flat earth." J. Fontaine refers to this passage as a "scientific absurdity".。 対蹠点で人が生きるのは可能だと彼は認めず、これを伝説にすぎないと考えIsidore, Etymologiae, XIV.v.17 .、対蹠人の存在を示す証拠が何もないと述べているIsidore, Etymologiae, IX.ii.133 .。
ベーダ・ヴェネラビリス
修道士ベーダ・ヴェネラビリス(672年頃-735年)は、コンプトゥスを扱った影響力の高い論文『時間の計算』で、大地は丸いと述べ、日照時間の違いを「大地が丸いことによるのであって、聖典や一般文学に記された『世界の宝珠』などというものによるのではない。実際は大地は世界の中心に置かれた球状のものなのである」(『時間の計算』(、32)と説明した。カロリング朝が全ての司祭にコンプトゥスを学ぶよう要求したために『時間の計算』の写本が非常に多く作成され、また非常に多くが現存しているが、このことが、ほとんど全員ではないにしても多くの司祭が地球球体説に触れたことを示しているFaith Wallis, trans., Bede: The Reckoning of Time, (Liverpool: Liverpool Univ. Pr., 2004), pp. lxxxv-lxxxix.。エインシャムのエルフリクスがベーダの著作を古英語訳し、「大地の丸さと太陽の軌道が、日照時間がどこでも等しいことを妨げているÆlfric of Eynsham, On the Seasons of the Year, Peter Baker, trans」と述べている。
ベーダは明らかに大地が丸いと考えており、「私たちが大地を地球と呼ぶのは、丸い形が平地と山地の多様さに表されているかのようにというわけではなく、万物がその外形に含まれるならば大地の外周が完全な球形を示すからである。[...]それが本当に宇宙の中心に坐する球体であるならば; それは広い宇宙の中で、盾のように円形なのではなくボールのように球形をしており、中心から等距離に広がった完全な球形をしているのであるRussell, Jeffrey B. 1991. Inventing the Flat Earth. New York: Praeger Publishers. p. 87.」と書いている。
アナニア・シラカツィ 7世紀のアルメニアの学者アナニア・シラカツィは世界を「球形の卵黄(地球)が白い層(大気)に取り囲まれ堅い殻(天界)で包まれた卵Hewson, Robert H. "Science in Seventh-Century Armenia: Ananias of Sirak, Isis, Vol. 59, No. 1, (Spring, 1968), pp. 32–45」というように説明している。
盛期中世 サムネイル|帆柱の根元にいる者よりも先端にいる者の方が遠くまで見えることが地球球体説の根拠となった。ヨハネス・ド・サクロボスコ『球体に関する論考』の1550年ごろの版。 中世盛期には、キリスト教ヨーロッパにおける天文学的知識は、中世イスラーム天文学による研究の伝播で齎された古代の著述家の直接的流入の上に発展した。この研究の初期の受取人としてオーリヤックのジェルベール、後の教皇シルウェステル2世がいる。
バースのアデラード（1080年ごろ-1150年ごろ）は1130年ごろの『自然に関する諸問題』中で地球が球体であることを前提として、「地球にまっすぐ貫通する穴を開けた場合、そこに投げ入れた石はどこに到達するか」という問いを検討している。
ビンゲンのヒルデガルト(1098年-1179年)は『神の業の書』で大地が丸いことに何度か言及している。
(c. 1116/1117年 – 1202/1203年)は詩『アンティクラウディアヌス』(羅:Anticlaudianus)で自由七科を擬人化して登場させているが、その中でも幾何学に地球の周長を計らせているエミール・マール『ゴシックの図像学 上』田中仁彦・池田健二・磯見辰典・細田直孝訳、国書刊行会、ISBN:4-336-03893-7、p140。
ヨハネス・ド・サクロボスコ (1195年頃-1256年頃)はプトレマイオスに基づいて『』と呼ばれる著名な天文学書を著し、その中で地球は丸いと考えているOlaf Pedersen, "In Quest of Sacrobosco", Journal for the History of Astronomy, 16(1985): 175-221。彼は地球球体説の根拠として、①月食は東では西よりも遅い時刻で起こる。これは日の出・日没が東では西より早く起こるためである。②北の地域では見えた恒星が南の地域では地平線に沈んで見えない。③沖の船の帆柱の根元からは海岸の灯火が見えなくても、帆柱の先端からは見える。といった点を挙げている。