北方曰月,其時曰冬
在外國,最早對年進行四分的是古希臘。古希臘人以昴星團和大角星的升落為標誌,將一年劃分為春夏秋冬四季。
隨著天文學的發展,大約過了許多世紀,人們才逐步把四季同太陽周年視運動聯係起來。
我們知道,太陽是一顆恒星,地球繞著太陽在運動。地球的運動包括兩部分,一是自轉,二是公轉。自轉一周是一天,公轉一圈為一年。我們生活在地球上,覺察不出地球的運動。晚上看到星星在天空中運動,白天看到太陽在天空中運動。天文學上把這種看上去的運動稱為視運動。
仔細觀察太陽的視運動情況,你會發現太陽除了每天東升西落外,還有一種在恒星背景上的運動。這種運動經過一定時間,使太陽自身在群星之間繞行一圈,然後又回到原來的起始位置。它反映在天球上,就是太陽在天球上畫了一個大圓。這個大圓叫做黃道。黃道和赤道在天球上相交於兩點,一個叫春分點,一個叫秋分點。在黃道上,同春分點和秋分點相對的還有兩點,即夏至點和冬至點。太陽在黃道上的運動叫太陽的周年視運動。如果以春分點作為起算點,太陽沿黃道運動一圈又回到春分點的時間,就是一個回歸年。
太陽在黃道上運動時,每年在陽曆3月21日前後從天球的南半球通過春分點進入北半球,此時地球上晝夜的時間相等。在6月21日左右,太陽到達夏至點,這時地球上北半球中午的太陽高度最高,白天的時間最長。在9月23日左右,太陽又由天球的北半球通過秋分點進入南半球,地球上晝夜時間再次相等。在12月22日左右,太陽到達冬至點,地球上北半球中午的太陽高度最低,白天的時間最短。地球上的季節,由春到夏,以至秋冬,暑往寒來,循環不已,就是由於太陽這種周年視運動引起的。
四季以兩個分點(春分點和秋分點)和兩個至點(夏至點和冬至點)作為每一季節的中點。冬至到春分的中點是春季的開始,稱為“立春”。其他各季,依此類推。
研究曆法的意義
由於生產和生活的需要,早在古代人們就渴望了解並掌握晝夜、月相和季節的變化規律,以及更長的時間計量方法。世界各文明古國很早就開始根據天象觀測製定曆法。現在我們已經知道,日有恒星日、真太陽日和平太陽日之分,月有恒星月和朔望月之分,年有恒星年和回歸年之分。
曆法中,我們應該選擇哪種年、月、日作為標準呢?
古代人用真太陽日作為“日”的長度,但真太陽日忽長忽短,不適合作為計算時間的單位。恒星日雖然較均勻,但卻與人們的生活關係不大。人們的日常生活和太陽的出沒、晝夜交替密切相關,如人們常說的“日出而耕,日落而息”,正反映的是人類對太陽的依賴。而恒星日的開始卻不定,春分那天是從中午開始,而秋分那天卻從半夜開始。於是人們總結並設想出了一個平太陽日,這就是直到今天我們仍在使用的基本時間單位。雖然現在我們知道恒星月是月亮繞地球公轉的真正周期,但是它與我們的日常生活沒有什麼聯係,自古以來能引起人們密切關注的是朔望月。月亮的圓缺盈虧不但顯著,而且與人類的夜間活動、與潮汐的變化等有著密切的關係,朔望月因此也就自然成為比日更長的計時單位。比月更長的計時單位,恐怕怎麼也不能忽略四季的周期變化。農作物的種、收等與人類生活息息相關,與此對應的隻能是根據太陽得到的回歸年而非恒星年。由於曆法中所用的日、月、年都並不準確地等於真太陽日、朔望月、回歸年,我們就稱它們為“曆日”、“曆月”、“曆年”。
時間的標準長度單位已經確定,隻需進一步精確即可。但編製曆法仍然困難重重:如何使每一天不同於其他任何日期,以便記錄各種事件發生的順序;如何根據曆法預告寒暑的來臨、月相的變化……這裏最困難的恐怕是規定1年中的月數、1月中的日數,因為日、月、年之間沒有最大公約數,1回歸年為3652422平太陽日,1朔望月為295306平太陽日。如何使編出的曆法中年的長度等於回歸年,月的長度等於朔望月,而且使用方便、容易記憶……這些要求實際上是無法同時滿足的,但如果處理不當,長期積累下去勢必破壞月份與季節、日期與月相的一致性。今年2月可能瑞雪紛飛,過多少年後就可能成了梅雨綿綿;今年八月十五是中秋節,過一段時間後可能八月初一月就圓了……使用這種寒暑倒置、朔望失常的曆法,對我們的生活極為不便。所以,怎樣根據日、月、年之間的實際關係,進行適當的調整與安排,使日序的進行既能符合自然現象的節拍,又能適應人類的生活規律,並盡,可能地工整、簡便、易記、易用,的確是門學問。
今天在世界上大多數國家通用的公曆與曆史上各國的舊曆相比,無疑是當前處於先進地位的曆法。但公曆也仍存在著許多不盡人意的地方,比如每月的日數不一,閏日過多(每4年便有一閏,400年中,閏日多達97個),這對推算過去、將來的日期均有不便。近百年來,世界上曾有許多科學家在探求改曆的方法,1910年還在倫敦召開過“世界改曆會議”。至今所見改曆方案已達百多種,但仍未見一部公認最科學、最實用的新曆。改曆之所以如此困難,是因為日曆受著天象運行的嚴格約束。現在新測算出的回歸年的長度為36524219879平太陽日,雖然這小數點後的尾數已經難倒了眾多科學家,但也許又一個更容易推算、記憶,用上萬餘年也不會出現天象錯步的新曆方案正在悄然形成之中。