Le
gnomon constitue le plus simple et le plus ancien instrument d'observation
et de mesure : son utilisation, aussi bien en Chine qu'en Égypte,
remonte à plusieurs millénaires.
À l'origine, il s'agit d'un simple bâton planté
verticalement ; les variations de la longueur de l'ombre projetée
indiquent la position du Soleil à la fois dans la journée
(à midi, l'ombre est la plus courte) et dans l'année
(à la même heure, l'ombre est plus longue en hiver).
Le moment où l’ombre correspondait précisément
à la taille du bâton servait de mesure-étalon
: l’ombre de tous les objets indiquait alors leur taille exacte.
C'est à l'aide de cet objet simple que le Grec Ératosthène,
trois siècles avant notre ère, mesura la circonférence
de la Terre. À partir de la différence d'angle relevée,
au solstice d'été à midi, entre l'ombre de
deux gnomons, situés l'un à Syène, près
de la première chute du Nil, l'autre à Alexandrie,
il calcula, avec une marge d'erreur minime (39 600 au lieu de 39985
km), la longueur du méridien terrestre.
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