古人是怎么算出来一年有365天的
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。
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]
古埃及历法
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。
古人选取的行星观测节点
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。
大衍历火星汇合周期表
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。
凯撒胸像
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。
春分
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。
1514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。
哥白尼画像
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。
一年有365天,这个定律在古代就已经被发现了。虽然以前的生产生活水平低下,但是我们也不能低估古人的计算能力,他们计算日数的办法可多着呢!01、把握住太阳运行的规律。
如果你一直以为太阳运行的规律是我们现代人发现的,那可就大错特错了。古人在很早以前就发现了太阳运行的规律,他们运用最简单的方法,揭示了最真实的规律。他们选择在地上树立一根竹竿,然后每年记录太阳照射过来时的竹竿在地上的影子。随着时间的慢慢推移,影子的长度和方向都会发生变化,等到影子和第一天记录的位置重合时,那就说明一年就这样过来了。
02、一年中有春夏秋冬四季。其实古人在生活中就发现了一年中是有四个季节在不断地更替的。春天过去就是夏天,夏天过去就是秋天,秋天过去就是冬天,冬天过去就又是春天了。每个季节的天数都是固定在三个月的样子,因为天气的不同来划分季节的不同。在每个月的计算里面,那就更加简单了,只要数一数就可以了。
03、寻找冬至时间。冬至时间怎么判断呢?就是影子在地上投射的长度最长的时候,就是冬至。每一年来说,都只会有一个冬至存在。想要算出一年的时间,那就算两个冬至之间相差的时间就可以了。直接记录两次影子最长的时候,然后进行日期的计算,最后就会发现一年的天数就是365天。
我国是世界上最早发现历法的国家之一,也曾计算出每年的平均日数大概是在365.2422天,也就约等于365天。于是直到现在,我们每年都是以365天来计算,但是有时候还是有一两天的差别。
很早以前,人们发现房屋、树木等物在太阳光照射下会投出影子,这些影子的变化有一定的规律.于是便在平地上直立一根竿子或石柱来观察影子的变化,这根立竿或立柱就叫做“表”;用一把尺子测量表影的长度和方向,则可知道时辰.后来,发现正午时的表影总是投向正北方向,就把石板制成的尺子平铺在地面上,与立表垂直,尺子的一头连着表基,另一头则伸向正北方向,这把用石板制成的尺子叫“圭”.正午时表影投在石板上,古人就能直接读出表影的长度值.
经过长期观测,古人不仅了解到一天中表影在正午最短,而且得出一年内夏至日的正午,烈日高照,表影最短;冬至日的正午,煦阳斜射,表影则最长.于是,古人就以正午时的表影长度来确定节气和一年的长度.譬如,连续两次测得表影的最长值,这两次最长值相隔的天数,就是一年的时间长度,难怪我国古人早就知道一年等于365天多的数值.
内容如下: 乃命羲和,钦若昊天,历象日月星辰,敬授民时。
分命羲仲,宅嵎夷,曰旸谷。寅宾出日,平秩东作。日中,星鸟,以殷仲春。厥民析,鸟兽孳尾。
申命羲叔,宅南交,曰明都。平秩南讹,敬致。日永,星火,以正仲夏。厥民因,鸟兽希革。
分命和仲,宅西,曰昧谷。寅饯纳日,平秩西成。宵中,星虚,以殷仲秋。厥民夷,鸟兽毛毨。
申命和叔,宅朔方,曰幽都。平在朔易。日短,星昴,以正仲冬。厥民隩,鸟兽鹬毛。
帝曰:“咨!汝羲暨和。期三百有六旬有六日,以闰月定四时,成岁。允厘百工,庶绩咸熙。”
而汉朝 《白虎通义.日月》记录是 365.25,这是非常精确的记录了,我们中国人有个伟大的文明。
月有闰余何?周天三百六十五日度四分度之一,岁十二月,日过十二度,故三年一闰,五年再闰,明阴不足,阳有馀也,故《谶》曰:「闰者阳之馀。」