春分日期为什么总不一样？

　　春分是二十四节气之首，语意即春季的一半。这一天白天和黑夜等长，均为12小时。从天文学上看，春分是指太阳从天球（注1）的南方向北方移动过程中，行进到天球赤道和黄道的交点之处。而春分点就是太阳直射到地球赤道的那一刻。作为天球计量、计算、定位的基本理论之一，春分点对于天文学研究有着十分重要的意义。

　　各国人民很早就认识到春分的重要性。古巴比伦人通过仔细观测，把天空中的白羊座-β星所在的区域命名为白羊座，以此类推命名了金牛座、双子座等。这就是十二星座的来历。古巴比伦历法以此为依据，把一年分为十二个月，白羊座作为春分的标记，即为一年之始。

　　APP观察的白羊座星图。（源于网络）

　　但是，由于太阳、月亮、行星引力影响等原因，地球的地轴一直在进行缓慢的周期运动，从而使天球上的节气点也在不断地“漂移”。比如，公元前6000多年，苏美尔人发现春分点位于金牛座α星；但公元前2000多年，古巴比伦人则发现春分点已“漂”到白羊座-β星。

　　换种更直白的说法，每年春分的固定时间，在地球上的固定地点仔细观察太阳，会发现太阳不是在同一位置。这种现象叫“岁差”，是由我国西晋一位官N代学者命名并算出较精确值的。他一生淡泊名利，长年孤守观星楼，终于“揪”住了漂移的冬至点和春分点，并进而推算出岁差的数值。

　　春分点星座变化的示图。（源于网络）

不喜当官的官N代

　　东晋成帝咸和年间的某个黄昏，天空已现点点繁星。在会稽郡余姚（今浙江省内）城外的观星楼上，一位宽袍大袖、头发微白的学者，静静地观察着星空，并不时在身边的星图上作记号。

　　他一直在找一组星宿，即位于东壁九度（注2）的壁宿。按他的推理，壁宿是冬至日的标志星宿，只要找到它们，就表示冬至已到。为此，他入了迷，也不知找了多少年。

　　壁宿示意图。（来源于网络）

这样做，缘于他的出身和爱好。

　　他叫虞喜，出身余姚望族，用现在的话说就是地道的“官N代”。与其它望族不同的是，虞氏族人自三国起就对天文历法颇感兴趣。虞喜的曾祖虞翻，是三国吴大帝孙权的重臣，政务之余编有《易律历》；翻第六子虞耸，官至西晋河间太守，著有《穹天论》一书。

　　或许受家族影响，虞喜自小博古好学，比同龄孩子早熟且有思想。他年轻时致力于天文历法研究，由于在《安天论》一书中反对天圆地方的“盖天说”而声名鹊起。

　　出身名门，学富五车，在封建社会按说应该身居庙堂，鼎食钟鸣。

　　虞喜对这一切无动于衷。更有甚者，他对朝廷伸来的橄榄枝也避之不及：会稽太守诸葛恢聘其当功曹（相当于郡守的助手），他拒绝了；朝廷一再征辟他为博士等，他不置与否……

　　“不营世务，耽学高尚，操拟古人。”屡请不至，开明的皇帝干脆下个诏书，表扬虞喜淡泊名利，品行高尚，并特许他专心搞学问。

　　于是，虞喜利用家族之财，在余姚城外建了一座观星台，吃住都在里面。

　　从此，他便用肉眼在星空中寻找东壁九度的壁宿。

　　因为，只有找到那组星宿，才能证明从古至今冬至的标识星宿（即冬至点）一直在西退。换言之，冬至日不是固定的，而是不断前移。由此确定，其它节气日也像冬至日一样前移。其中影响最大的是春分，因为古代有文化的人都知道，春分对一年四季划分、对科学研究都有十分重要的意义。

　　如果对此事不加重视，若干年后，人们便不能能用某个星宿来判断冬至或春分是否到来，进而无法划分四季，影响农业生产。

　　这是怎么回事？难道二十四节气的标志星宿真会变？

　　受岁差影响节气点的漂移示意图。（源于网络）

命名岁差复算值

　　关于农历节气的标志星宿会不会变的问题，晋朝之前的天文学家已有关注。

　　研读古籍时，虞喜发现对前人对冬至日的标志星宿记录有所不同。《尚书▪尧典》所载“日短星昴，以正仲冬”，意思是如果太阳落山后看到昴宿（注3）出现在中天，那表示冬至到了（东周以前把冬至叫叫日短，春秋时始出现“冬至”名字）。后来，他在《史记》、《春秋》等古籍中发现，随着朝代的变迁，人们发现冬至的标志星宿变为胃宿、娄宿、奎宿等星宿。

　　“难道是古人记错了？”虞喜脑海闪出一个念头，但随即否定了，“每次记的星宿都不一样，似乎这里面有什么规律。”

　　于是他大胆推测，由于某些原因，冬至的标志星宿在不断西退。细心的他按古籍所载，把天空中这些星宿的所在位置连起来，隐隐发觉是一条自东向西的弧线。

　　认为此事非常重要的虞喜经过精密推算，确定最近若干年冬至日的标志星宿是壁宿。只有找到壁宿，才能确定冬至到了。当然，找壁宿的同时，他也没忘记寻找标识春分、夏至和秋分的星宿。

　　在没有天文望远镜，没有宇宙飞船的年代，用肉眼观察星空，并非怪事。汉朝发明地动仪的张衡，刘宋时编制《大明历》的祖冲之等人都观察过。不过像虞喜一样一看就是几十年，还真是罕见！

　　天道酬勤。公元330年冬至日的黄昏，49岁的虞喜终于在中天发现了若明若暗的壁宿！

　　壁宿星示意图。（网络图）

　　理论加实践出真知。结合观察记录，虞喜联系古籍的记录得出一个结论：“尧时冬至日短星昴，今二千七百余年，乃东壁中，则知每岁渐差之所至。”（《宋史·律历志》）很显然，从上古开始，由于冬至的标志星宿发生变化，所以每岁的冬至都有极细微的差别。

　　后人根据此话，将太阳两次回到冬至点的周期（即回归年）比地球围绕太阳绕一圈的周期（即恒星年）差一小段的现象命名为岁差。

　　冬至点有岁差，春分点自然也有。只有找到岁差数值并运用到新历法中，才能彻底解决问题。

　　于是，虞喜在观星楼里没日没夜地计算岁差数值。不知过了多久，他终于算出了结果。

　　虞喜最终是这样算的：从上古尧帝到东晋，约二千七百年；从昴宿到东壁九度，西移共五十多度。由此相除，岁差值为五十多年西移一度。（目前科学所测为七十一年八个月西移一度）

　　虞喜发现岁差并计算数值，可谓中国天文学史上的大事。虽然他发现岁差比古希腊最伟大的天文学家依巴谷（注4）发现岁差晚了两百年，但他比依巴谷所提“每百年差一度”的数值更加精确。因此，后世科学家认为他的成就可以与祖冲之精确计算圆周率相媲美。

　　依巴谷画像。（网络图）

不是后记的后记

　　好事多磨。虞喜穷其一生提出的岁差说，在相当长一段时间备受冷落。南北朝科学家祖冲之虽然把岁差数值作为常量应用到《大明历》的编制中，但此历法受顽固派阻扰，“岁差说”也少受关注。另一方面，晋朝过后是战乱的南北朝和短暂的隋朝，这段时间没人修晋朝史书。唐朝初年朝廷修《晋书》时，任命天文学家李淳风撰写天文、历法模块。李淳风根本不相信有岁差存在，所以在虞喜的传记中不提岁差字样。

　　历史是公允的。继祖冲之之后，隋代刘焯编撰《皇极历》、元朝郭守敬编撰《授时历》，曾多次演算岁差值，使其日趋精确。而唐代李淳风死后，朝廷组织了几次关于岁差的辩论会，“岁差说”深入人心，为后世天文学家所接受。

　　而在欧洲，制历家们沿用着依巴谷“每百年差一度”的岁差数值，长达一千年。

　　时至今日，随着科学的发达，人们用更简洁、直观的语句来解释岁差，即回归年比恒星年短的现象。回归年是指太阳两次回到春分点所用的时间；恒星年是指地球绕太阳一周实际时间。现代科学家给岁差及相关理论作了如下描述：地球岁差是地轴缓慢的周期运动引起的，其周期约25800年；一个岁差周期，地轴将绕出一个圆锥形轨道；岁差方向与地球围绕太阳公转的方向相反，自东向西。

　　值得一提的是，西洋科学家把岁差周期称为柏拉图年，而占星学家给它还取了个名字，叫大年。

　　大年？春节？普通国人眼中，大年不就十几天吗？可是在不少天文学家或占星学家眼里，大年约有25800年。我们想不到，一生淡泊名利，只为找到节气西退原因的官N代学者虞喜生前更不会想到！

　　岁差周期，地轴旋转出圆锥形轨道。（网络图）

【备注】

　　1、 天球，为了便于研究的天体位置和运动规律，天文学家把宇宙想象成一个旋转的球，即为天球。理论上，天球的半径无限大，与地球同心。与地球相对应，它有天赤道，天极。

　　2、 东壁，中国古代神话所称的二十八星宿中有一宿叫壁宿，主星有两颗，分别叫东壁、西壁。两壁四星即著名的飞马座四边形。

　　3、 昴宿，中国古代神话中二十八星宿之一。西宫白虎七宿的第四宿，由七颗星组成，又称旄头。又叫昴日鸡，《西游记》中的昴日星官即指此星宿。希腊神话称其为“七姐妹”。

　　4、 依巴谷（约公元前190年-公元前125年），又译作喜帕恰斯，古希腊最伟大的天文学家。他编制出1022颗恒星的位置一览表，首次以“星等”来区分星星，并发现了岁差现象。他视力非常好，第一个发现巨蟹座的M44蜂巢星团。