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凭什么一年有365天?

蝌蚪五线谱 2017-02-23 作者:赵言昌

  情人节刚过去不久,一转眼就到了雨水,再过几天又到了植树节、春分。在某个日期做某些特定的事,这是人类才有的特权。因为,我们有历法。

  那么,现行的公历是怎么来的呢?

  历法跟爱情一样,经历了发现、了解和深入了解三个过程……

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  (网络图)

  最早的历法来源于对自然的观察。草木的枯荣,候鸟的来去,冰雪的侵袭和消退,都是天然的时间标志。不过,这些时间点过于含混。拿着石斧猎杀动物的原始人没什么意见,靠天吃饭的农夫们却会大大不满——晚播种几天,错过一场雨水,也许就是颗粒无收。

  公元前3000多年前,尼罗河畔的古埃及人发现,每当泛滥的尼罗河水涌到今天的开罗附近时,天空中就会有一颗特别明亮的星星,和太阳同时在地平线上升起。这颗星星,就是天狼星。

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  天狼星 (网络图)

  古埃及人在竹竿上刻下时间,然后进行比较,发现天狼星的运转周期和尼罗河的涨枯同步,总是365天。于是,他们把365天,定义为一年;将尼罗河开始泛滥、天狼星出现之时,称之为岁首;接着,从岁末选出5天,当作宗教节日,用以侍奉神祇,感谢神们赐予他们五谷。

  剩下的日子,正好是360天,等分成12个月、 3 个季度。第1季度叫做“阿赫特”,意为泛滥,是尼罗河泛滥的季节;第2季叫做“佩雷特”,“出”的意思,指河水退去、土地露出水面,世博中和农作物生长的季节;第3季则是收获、储存食物的季节,收拾田地,等待下一次泛滥季节的到来。 [1]

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  古埃及历法(图 源 kedo.gov.cn )

  跟原始历法相比,古埃及人的太阳历无疑精准许多。不过,地球绕太阳转一圈的实际时间是 365.24 天。也就是说,古埃及历1年少了四分之一天。不要小看这6个小时的差异。1年少6个小时,4年就是1天,1460年,就是 1 年。

  究其根本,古人既没有完善的天体运行理论,又没有精密的观测设备,不管怎么改进算法,历法中的“年”(从岁首到岁末),总是比事实上的“年”(地球绕太阳公转一圈)少那么一点。

  这时候,就需要“置润”来救场了。

  以中国为例,唐代一行(公元683~ 727 )制定《大衍历》的时候,人们普遍相信,天是圆的,地是方的,星星和太阳一样,东升西落。这自然和事实相去甚远。

  不过,古人有古人的智慧。那就是,不去管它。

  中国古代的行星运动理论,有两部分组成。

  第一步,假设行星围绕地面做匀速圆周运动。选择某些特定的时刻(比如某颗星星刚出现的时候、刚消失的时候),在某些特定的位置(比如国土最北、最南),观测行星的位置,计算其在这些关节点之间的移动时间和距离,将这些记录下来,绘制成一张天文表。

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  古人选取的行星观测节点 [2]

  第二步,根据天文表,在各关节点之间的空白时间,设计一套修正算法,计算行星在任意时刻的运行速度。 [2]

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  大衍历火星汇合周期表 [2]

  如此一来,就能在理论未突破的情况下,利用现有观测手段,尽量接近实际情况。

  这种修正,反映在历法上,就是设置闰月。

  我们现在使用的“农历”,是19年7润。在19年中增加7个闰月,使历法年和地日运动周期尽可能地接近,同时让某些节气固定在某些月份,以方面农业生产。

  在西方,则是儒略历。

  公元前1世纪,罗马成为了地跨欧、亚、非三个大陆的超级大国。随着国土的扩张,原有历法的缺陷也日渐暴露。于是,儒略.凯撒邀请古代及的天文学家主持立法改革。以古埃及太阳历为基础,每年12个月,全年365天,每隔3年,增加1天,形成了儒略历。

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  凯撒胸像( 图源 wikipedia.org )

  12个月中,单数月份,即1月、3月、5月、7月、9月、11月,每月31天;4月、6月、8月、10月、12月,定为30天;2月比较特殊,平年29天,闰年30天。

  因为凯撒生于7月,为了彰显自己的权威,凯撒将7月定名为“儒略”( Julius ,后来变为 July )。

  不久,凯撒遇刺身亡,屋大维成了罗马新的统治者。正所谓“一朝天子一朝臣”。屋大维生于8月,屋大维的8月怎么能比凯撒的7月少一天呢?所以,屋大维又从2月抽走了一天,加到了8月,还把9月以后的大小月天数全部对换…… [3]

  儒略历的精度比之古代及太阳历更进一步,但是,历法这个东西,总是越精准越好。儒略历刚刚颁布的时候,每年的春分为3月21日,等到了公元1582年,实际上的春分日(太阳直射赤道且继续北移)已经变成了3月11日,和儒略历足足差了10天。

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  春分( 图源 wikipedia.org )

  于是,罗马教皇格里高利十三,决心重新修订历法。

  每一次历法修正都包含着学者们的心血,这一次,格里高利十三也不是一个人在战斗。

  1 514 年,哥白尼通过对前人的总结和自己的计算,写出了《要释》。在这本薄薄的小册子里,哥白尼断言,太阳是宇宙的中心,地球则一边自转、一边围绕太阳运转,行星运动的“逆行”现象,是因为地球运行所造成的错觉。

  这些学说在现在看来稀松平常、甚至颇有漏洞,在当时却是惊世骇俗。如果地球不是宇宙的中心,那么上帝在哪里呢?

  所以,哥白尼只敢跟朋友交流自己的想法。

  不过,哥白尼也留了一手。他把自己的历年观测的数据,告诉了教皇保罗三世。这些数据从此在教廷流传,成为了格里高利历的基础。 [4]

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  哥白尼画像( 图源 wikipedia.org )

  格里高利历的变化主要有两个:一个是调整闰月,将原本的 4 年1润改为400年 97 润;一个是消除多余的 10 天。

  这时候就看出教权的“好处”了。格里高利十三直接规定, 1582年10月4日的次日为10月15日 。 [5] 也就是说,如果你在1582年的10月4日睡去,第二天醒来,那么,你已经睡了10天……

  因为较为准确、又很好地衔接了旧历,所以,格里高利历不断被其他国家接受,流传至今,成为全世界绝大多数地区的通用历法。这就是公历。

  参考文献

  令狐若明. 古代埃及的历法及其传播[J]. 阿拉伯世界, 2000(2): 49–51.

  [2] 曲安京. 中国古代的行星运动理论[J]. 自然科学史研究, 2006, 25(1): 1–17.

  [3] 郑树民. 现行公历的由来── 关于纪元的故事[J]. 教育学报, 1995(3): 39–40.

  [4] 沈志昌, 劉宗平. 大數據的始祖——哥白尼[J]. 中華科技史學會學刊, 2014(19): 70–74.

  [5] 科学松鼠会 . “心之全蚀”专题:日食之前谈历法[J]. .

责任编辑:王超

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