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科普:二十四节气的精确时刻是怎么计算出来的?

news.xixik.com   2015-2-4 18:24:46 资讯来源:嘻嘻网   字号控制:[ ]
核心提示:节气不只是一个日子,而是精确到秒的一个时刻。二十四节气反映了太阳的周年运动,它是根据太阳在黄道上的位置来划分的。视太阳从春分点(黄经零度,此刻太阳垂直照射赤道)出发,每前进约15度为一个节气;运行一周又回到春分点。

今天是立春,若在古代,立春可是个大日子。由于是春天的开始,民间都把立春作为节日来过,称为“立春节”,在这一天要举行盛大的迎春仪式,比如祭句芒神(生命神,主春事)、祭太岁,皇帝还会亲率百官祈求风调雨顺。

而在现代,直接参与农事的人们渐少,立春也渐渐成了老辈人口中的一个特殊日子,古意浓浓,似乎并不那么精确。然而,当我们一查才会发现,原来立春不只是一个日子,而是精确到秒的一个时刻,比如今年的立春,其阳历时刻是2015年2月4日11点58分27秒这种精确度,是怎么来的呢?

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为了搞清这个问题,就不得不提到一个词:黄道(喜欢圣斗士的80后们是不是很熟悉?后边咱们会提到),黄道是地球上的人看太阳于一年内在恒星之间所走的视路径,简单地来说,地球一年绕太阳转一周,我们从地球上看成太阳一年在天空中移动365或366圈,太阳这样移动的路线就叫做黄道——它是天球上假设的一个大圆圈,即地球轨道在天球上的投影。而黄道和赤道平面相交于两个点,这两个点就是“春分点”和“秋分点”。

顾名思义,太阳位于“春分点”的时候,就是二十四节气里的“春分”。春分是北半球春天的中点,约发生在3月20日或者3月21日,这一天时昼夜等长,故称为“分”。简单的说;春分点与秋分点就是太阳直射地球赤道的那一刻。

二十四节气反映了太阳的周年运动,它是根据太阳在黄道上的位置来划分的。视太阳从春分点(黄经零度,此刻太阳垂直照射赤道)出发,每前进约15度为一个节气;运行一周又回到春分点。而立春则是太阳处于黄经315度点时的节气。

计算节气的精确时刻。中科院紫金山天文台科普部主任张旸曾在接受国内媒体采访时说,这个精确的时间是中科院紫金山天文台历算部门计算的结果。而且每年二十四节气的准确时间,都会提前一两年计算出来,登载在天文台出版的《中国天文年历》上。这是一项复杂的运算,不仅要计算太阳和地球的运行速度和角度,还要考虑到整个太阳系间其他天体的引力作用,不仅仅是几大行星,甚至连小天体都要算到。为了计算这些天体间的互相影响,简单的牛顿万有引力已经不够用了,要引入更高级的物理学引力理论。

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幸运的是,现在的计算机已经足够强大,《天文算法》译著者许剑伟曾发文章详细介绍这些算法,他表示,在计算机问世之前,二十四节气的计算是非常复杂的。随着计算机及互联网的普及,美国航空航天局、法国巴黎天文台各自在网络上发布了精密星历表的计算方法,这使得民间计算农历成为可能。记者了解到,许剑伟先生设计的“寿星万年历”就是一版极高精度的万年历,采用先进的算法实现,其精度堪比中国科学院国家授时中心制作的“日梭万年历”。

那么,中国人种地靠24节气,外国种地靠啥呢?在日本,从中国传入的二十四节气在现在依然通用,且人们的日常生活密不可分,甚至连节气的名称都一模一样。跟二十四节气相似,古代巴比伦的黄道十二宫亦是以春分点为起点而把黄道分为12等份,因此占星学中十二星座(本质是黄道十二宫)与二十四节气中的十二个中气不谋而合,一一对应。

当然,国际上也曾出现过一些不那么精确的历法,比如法国大革命时期的“共和历”,每年分四季、12个月,每月30天,每10天为一旬,每旬第10日为休息日。12个月之外余下的5天作为“无套裤汉日”。共和历的名字倒是很诗意:比如葡月、雾月、霜月、雪月等。但是,共和历与现实过于脱离,它的时间单位为十进位制,一旬为十日,一日为十小时,一小时为一百分钟,一分钟为一百秒,与常人的生活无法契合,因而失败。

现在国际通用的历法,也就是我们口中的“阳历”,其实标准名称是格里高利历,是一种源自于西方社会的历法。它先由意大利医生、天文学家阿洛伊修斯·里利乌斯等学者在儒略历的基础上加以改革,后由教皇格里高利十三世于1582年颁布。而公元即“公历纪元”,又称“西元”。

1949年9月27日,经过中国人民政治协商会议第一届全体会议通过,中国也使用国际社会多数国家通用的西历和西元作为历法和纪年。但在我国民间,仍然沿用着已有三千年历史的二十四节气,来指导农业生产。2016年11月30日,联合国教科文组织正式通过决议,将中国申报的“二十四节气——中国人通过观察太阳周年运动而形成的时间知识体系及其实践”列入联合国教科文组织人类非物质文化遗产代表作名录。“二十四节气”被正式列入联合国教科文组织非遗名录

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