今天4月5日是農(nóng)歷的清明節(jié)氣。
很早以前,中國(guó)古人就總結(jié)了二十四節(jié)氣,用以指導(dǎo)農(nóng)業(yè)生產(chǎn),還有許多有關(guān)節(jié)氣的農(nóng)諺,比如:清明前后,種瓜點(diǎn)豆。過了芒種,不可強(qiáng)種等等,這充分說明了我國(guó)古人高超的農(nóng)業(yè)智慧。
你有沒有發(fā)現(xiàn):每一年每個(gè)節(jié)氣的公歷日子幾乎都是固定的:比如雨水總是在2月19日附近,清明總是在4月5日附近,夏至總是在6月21日附近,冬至總是在12月21日附近…不僅如此,每個(gè)月還都剛好有兩個(gè)節(jié)氣。
二十四節(jié)氣不是我國(guó)古人發(fā)明的嗎?為什么和西方傳入的公歷如此契合呢?這就要給大家講講公歷和二十四節(jié)氣之間的關(guān)系了。
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二十四節(jié)氣的含義
陽歷,又叫太陽歷,是根據(jù)地球繞太陽運(yùn)動(dòng)的規(guī)律規(guī)定的歷法。人們觀察太陽高度的變化、四季的更替循環(huán),就有了年的概念,地球圍繞太陽公轉(zhuǎn)一圈的時(shí)間就是一年?,F(xiàn)在世界通用的公歷(格里高利歷)就是一種典型的陽歷,通過平年365天、四年一閏、百年不閏、四百年再閏的方法,平均每個(gè)陽歷年的時(shí)間非常接近地球圍繞太陽公轉(zhuǎn)的周期。
中國(guó)在很久以前就進(jìn)入了農(nóng)業(yè)社會(huì),對(duì)太陽歷的需求變得十分迫切,這是因?yàn)樘柺怯绊懙厍蛏蠚夂蜃兓闹饕蛩?,按照陽歷來規(guī)定日期能夠更加方便的指導(dǎo)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。在這樣的背景下,中國(guó)古人創(chuàng)造出了被譽(yù)為“中國(guó)第五大發(fā)明”的二十四節(jié)氣。
地球圍繞太陽公轉(zhuǎn)的平面稱為黃道面,地球在黃道面上公轉(zhuǎn)時(shí),同時(shí)還在繞著地軸自轉(zhuǎn),而且,地球的自轉(zhuǎn)軸并不是垂直于黃道面,而是與黃道面夾66.5度的角。
地球自轉(zhuǎn)軸與黃道面
在地球公轉(zhuǎn)的過程中,太陽光直射地球的位置會(huì)發(fā)生變化。有時(shí)候太陽光直射北半球,北半球溫度較高,白天比晚上時(shí)間長(zhǎng),就是夏季;有時(shí)候直射南半球,北半球溫度較低,晚上比白天時(shí)間長(zhǎng),就是冬季。
二分二至
每年6月22日左右,地球會(huì)運(yùn)動(dòng)到一個(gè)特殊的位置:太陽光直射點(diǎn)在地面上最靠北的位置——北回歸線。這一天北半球的白天最長(zhǎng),中國(guó)古人就稱之為夏至。
半年以后,大約在12月22日,地球會(huì)運(yùn)動(dòng)到另外一個(gè)特殊位置:太陽光直射點(diǎn)在地面上最靠南的位置——南回歸線。這一天北半球白天最短,中國(guó)古人就稱之為冬至。
在冬至和夏至之間還有兩個(gè)特殊日子,太陽光會(huì)直射赤道,此時(shí)北半球會(huì)晝夜平分,就稱之為春分(3月21日左右)和秋分(9月23日左右),這就是二分二至。
為了更好的解決農(nóng)業(yè)生產(chǎn),人們又在二分二至中間添加了其他的節(jié)氣,于是就形成了二十四節(jié)氣:
有一首歌可以方便的記住這二十四個(gè)節(jié)氣:
春雨驚春清谷天,夏滿芒夏暑相連,
秋處露秋寒霜降,冬雪雪冬小大寒。
二十四節(jié)氣的名字也非常藝術(shù),比如“驚蟄”就表示打雷,驚動(dòng)了地下的蟲子,“谷雨”就表示雨水充沛、谷物生長(zhǎng),“芒種”表示有芒的作物開始播種,“白露”表示草木上有露珠,天氣正式轉(zhuǎn)涼等等。
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二十四節(jié)氣的日期
當(dāng)然,在中國(guó)古代,人們并不清楚地球圍繞太陽公轉(zhuǎn),也不清楚地球和太陽的位置關(guān)系,不過聰明的古人通過“立竿見影”的方法就找到了定冬至的方法。
在冬天,太陽光直射南半球,正午太陽高度較低,立起的桿子形成的影子比較長(zhǎng),人們就把影子最長(zhǎng)的那一天定為冬至。在夏天,太陽光直射北半球,正午太陽高度較高,立起來的桿子形成的影子比較短,人們就把影子最短的那一天定為夏至。按照影子長(zhǎng)度的不同,人們就可以定出二十四個(gè)節(jié)氣。
不過,冬至表示的是太陽光直射南回歸線的時(shí)刻,一般并不在正午,所以每年冬至影子的長(zhǎng)度也是不完全相同的。中國(guó)南北朝時(shí)期的數(shù)學(xué)家和天文學(xué)家祖沖之,經(jīng)過長(zhǎng)期的觀測(cè)和計(jì)算,找到了一種測(cè)量冬至?xí)r刻的方法。再通過兩個(gè)冬至之間的時(shí)間,祖沖之推算出一年的時(shí)間是365.2428天,相比于現(xiàn)代人們精確測(cè)量出的365.2422天,僅相差不到一分鐘。
祖沖之塑像
節(jié)氣日期的確定在歷史上也有變化,在祖沖之編纂的《大明歷》中首先要確定每年冬至的日期,然后再按照每過15或16天一個(gè)節(jié)氣的方法來定出其他節(jié)氣,這種方法稱為平節(jié)氣。到了元代,郭守敬等人主持編纂了更加準(zhǔn)確的《授時(shí)歷》一直使用到明末。
郭守敬塑像
但是,由于這部歷法沒有考慮到近日點(diǎn)進(jìn)動(dòng)現(xiàn)象,誤差逐漸增大,以至于錯(cuò)誤的預(yù)報(bào)了日食日期。崇禎年間,徐光啟等人成立歷局編纂新歷法。
利瑪竇和徐光啟
徐光啟受到利瑪竇等西方傳教士的影響,聘請(qǐng)了歐洲科學(xué)家翻譯哥白尼、第谷、開普勒等人的著作,最終完成了137卷著作《崇禎歷書》,書中介紹了西方的天文學(xué)理論和數(shù)學(xué)計(jì)算方法,并依據(jù)西方的方法計(jì)算得到了天文日期表。只可惜,這部歷法還沒來得及使用,明朝就滅亡了。
后來清朝皇帝決定使用這部歷法,并改名為《時(shí)憲歷》,在這部歷法中,將節(jié)氣的規(guī)定改為地球在公轉(zhuǎn)軌道上每轉(zhuǎn)過15度角為一個(gè)節(jié)氣,這種規(guī)定節(jié)氣的方法稱為“定節(jié)氣”。在冬天,地球轉(zhuǎn)動(dòng)速度快,兩個(gè)節(jié)氣的時(shí)間間隔短;而在夏天,地球轉(zhuǎn)動(dòng)速度慢,兩個(gè)節(jié)氣的時(shí)間間隔長(zhǎng)。
總之,24節(jié)氣是依據(jù)地球公轉(zhuǎn)確定的,而公歷也是根據(jù)地球公轉(zhuǎn)確定的,因此就不難理解為什么每年每個(gè)節(jié)氣的陽歷日期都基本確定了,前后不超過一兩天的差別。二十四節(jié)氣是我國(guó)古代勞動(dòng)人民的偉大創(chuàng)造,為指導(dǎo)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供了巨大便利,也代表了我國(guó)古代天文學(xué)的極高成就。