书城科普读物时间奥秘(青少年科谱知识丛书)
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第17章 么是历法(2)

因此我们可以认为原始人类认识年,最早不是根据天象,而是根据大地上各种自然现象:河水泛滥,草木枯荣,鸟兽迁徙,寒暖交替,等等。即使在今天,有些农民根据这些自然现象判断季节,相差也不会太大。这些自然现象统称方“物候”。

我国古代劳动人民在长期的生产活动中积累了大量观察物候的经验。在古籍《夏小正》中,已经有了丰富的物候描述,其中有一段说:

正月,雁向北飞,鱼儿上浮,田鼠出洞,桃树开花;二月,开始种黍,羊儿产羔,堇菜发芽,昆虫蠢动;三月,桑叶萌发,杨柳抽枝;四月,杏树结果,沟河田间有蛙鸣;五月,杜鹃啼,蝉儿叫,夏瓜结果;六月,桃子熟了,小鹰正学飞;七月,雨季到来,苇子长成了;八月,瓜熟季节,枣儿也下来了;九月,大雁南迁,菊花盛开,鸟兽准备过冬;十月,乌鸦乱飞,准备狩猎;十一月,鹿角秃了,狩猎开始;十二月,昆虫潜入地下,鸢鸟在天上飞鸣……。

我国古代关于物候的记载还有很多,几乎每个民族都有自己的《夏小正》。这些物候观察最初纯属直观的。但是,在大量的直观观察基础上,古人必然会开始思考这些物候的变化规律,从而逐步形成年的概念。

当然各个民族,由于他们生活的环境不同,观察对象不同,产生“年”这一概念所依据的物候现象也就会各不相同。例如《魏书》中描述岩昌羌族的习俗时说:“俗无文字,但候草木荣枯以记岁时。”我国古代对年也有不同的叫法(即使现代也是如此)。《尔雅·释天》中对年的解释说:“夏日岁,商曰祀,周曰年,唐虞曰载。”《魏书》中所说的“草木记岁”,也就是记年。

另外生活在我国北方草原上的古代蒙古族人民,则干脆以牧草一青为一年。他们把几岁叫做“几草”,或“草青几度”。

古代的物候观察一般比较粗疏,加之气候变迁,所以即使是同一地区,物候现象也会因时而异,不能适应农牧业发展的需要,这就促使古人慢慢学会利用天象变化纪年。

四季的划分认识了年以后,古人在劳动实践中又对年进行了细分。一分为二,二分为四,产生了四季。

我们现在称春夏秋冬为四季,古人则称它为四时。早期的四时划分是人为的。春暖,夏热,秋凉,冬寒,在各个地区并不一样。世界上,有的地方分两季:旱季和雨季;有的地方分三季:雨季、冷季和热季;个别地方甚至分为六季。但是春、夏、秋、冬四季之名却在全世界普遍使用。

我国古代四时划分最初来源于“四方”。《管子·四时》篇中有这样的说明:

东方曰星,其时曰春南方曰日,其时曰夏西方曰辰,其时曰秋北方曰月,其时曰冬在外国,最早对年进行四分的是古希腊。古希腊人以昴星团和大角星的升落为标志,将一年划分为春夏秋冬四季。

随着天文学的发展,大约过了许多世纪,人们才逐步把四季同太阳周年视运动联系起来。

我们知道,太阳是一颗恒星,地球绕着太阳在运动。地球的运动包括两部分,一是自转,二是公转。自转一周是一天,公转一圈为一年。我们生活在地球上,觉察不出地球的运动。晚上看到星星在天空中运动,白天看到太阳在天空中运动。天文学上把这种看上去的运动称为视运动。

仔细观察太阳的视运动情况,你会发现太阳除了每天东升西落外,还有一种在恒星背景上的运动。这种运动经过一定时间,使太阳自身在群星之间绕行一圈,然后又回到原来的起始位置。它反映在天球上,就是太阳在天球上画了一个大圆。这个大圆叫做黄道。黄道和赤道在天球上相交于两点,一个叫春分点,一个叫秋分点。在黄道上,同春分点和秋分点相对的还有两点,即夏至点和冬至点。太阳在黄道上的运动叫太阳的周年视运动。如果以春分点作为起算点,太阳沿黄道运动一圈又回到春分点的时间,就是一个回归年。

太阳在黄道上运动时,每年在阳历3月21日前后从天球的南半球通过春分点进入北半球,此时地球上昼夜的时间相等。在6月21日左右,太阳到达夏至点,这时地球上北半球中午的太阳高度最高,白天的时间最长。在9月23日左右,太阳又由天球的北半球通过秋分点进入南半球,地球上昼夜时间再次相等。在12月22日左右,太阳到达冬至点,地球上北半球中午的太阳高度最低,白天的时间最短。地球上的季节,由春到夏,以至秋冬,暑往寒来,循环不已,就是由于太阳这种周年视运动引起的。

四季以两个分点(春分点和秋分点)和两个至点(夏至点和冬至点)作为每一季节的中点。

冬至到春分的中点是春季的开始,称为“立春”。其他各季,依此类推。

研究历法的意义由于生产和生活的需要,早在古代人们就渴望了解并掌握昼夜、月相和季节的变化规律,以及更长的时间计量方法。世界各文明古国很早就开始根据天象观测制定历法。现在我们已经知道,日有恒星日、真太阳日和平太阳日之分,月有恒星月和朔望月之分,年有恒星年和回归年之分。

历法中,我们应该选择哪种年、月、日作为标准呢?

古代人用真太阳日作为“日”的长度,但真太阳日忽长忽短,不适合作为计算时间的单位。恒星日虽然较均匀,但却与人们的生活关系不大。人们的日常生活和太阳的出没、昼夜交替密切相关,如人们常说的“日出而耕,日落而息”,正反映的是人类对太阳的依赖。而恒星日的开始却不定,春分那天是从中午开始,而秋分那天却从半夜开始。于是人们总结并设想出了一个平太阳日,这就是直到今天我们仍在使用的基本时间单位。虽然现在我们知道恒星月是月亮绕地球公转的真正周期,但是它与我们的日常生活没有什么联系,自古以来能引起人们密切关注的是朔望月。月亮的圆缺盈亏不但显著,而且与人类的夜间活动、与潮汐的变化等有着密切的关系,朔望月因此也就自然成为比日更长的计时单位。比月更长的计时单位,恐怕怎么也不能忽略四季的周期变化。农作物的种、收等与人类生活息息相关,与此对应的只能是根据太阳得到的回归年而非恒星年。由于历法中所用的日、月、年都并不准确地等于真太阳日、朔望月、回归年,我们就称它们为“历日”、“历月”、“历年”。

时间的标准长度单位已经确定,只需进一步精确即可。但编制历法仍然困难重重:如何使每一天不同于其他任何日期,以便记录各种事件发生的顺序;如何根据历法预告寒暑的来临、月相的变化……这里最困难的恐怕是规定1年中的月数、1月中的日数,因为日、月、年之间没有最大公约数,1回归年为365.2422平太阳日,1朔望月为29.5306平太阳日。如何使编出的历法中年的长度等于回归年,月的长度等于朔望月,而且使用方便、容易记忆……这些要求实际上是无法同时满足的,但如果处理不当,长期积累下去势必破坏月份与季节、日期与月相的一致性。今年2月可能瑞雪纷飞,过多少年后就可能成了梅雨绵绵;今年八月十五是中秋节,过一段时间后可能八月初一月就圆了……使用这种寒暑倒置、朔望失常的历法,对我们的生活极为不便。所以,怎样根据日、月、年之间的实际关系,进行适当的调整与安排,使日序的进行既能符合自然现象的节拍,又能适应人类的生活规律,并尽,可能地工整、简便、易记、易用,的确是门学问。

今天在世界上大多数国家通用的公历与历史上各国的旧历相比,无疑是当前处于先进地位的历法。但公历也仍存在着许多不尽人意的地方,比如每月的日数不一,闰日过多(每4年便有一闰,400年中,闰日多达97个),这对推算过去、将来的日期均有不便。近百年来,世界上曾有许多科学家在探求改历的方法,1910年还在伦敦召开过“世界改历会议”。至今所见改历方案已达百多种,但仍未见一部公认最科学、最实用的新历。改历之所以如此困难,是因为日历受着天象运行的严格约束。现在新测算出的回归年的长度为365.24219879平太阳日,虽然这小数点后的尾数已经难倒了众多科学家,但也许又一个更容易推算、记忆,用上万余年也不会出现天象错步的新历方案正在悄然形成之中。