春秋末年,中国古人测算出的一年长度为365.25天,现在研究发现“古六历”都使用这一长度,被称为“古四分历”。现代的回归年,根据121个回归年的平均值,得出一个回归年为365.2422日,中国四分历与之极为接近。
西汉时期,汉武帝颁布的是太初历,又称“八十一分律历”,规定一年天数为365.2502天。东汉还是规定一年365.25天,但经过系统性调整,与日常生产生活更为契合,被称为“后汉四分历”。
在此之后,南北朝祖冲之测算一年为长度是365.2428天。后来,唐宋元明追求越来越准,达到了“分秒必争”的地步,总之追求越来越精确。
问题在于:对于中国古人来说,得出一年365天的难度并不大,但是如何得出后面的0.25天呢?接下来,就大致谈一谈中国四分历的测算。
所谓回归年,就是太阳连续两次通过春分点的时间间隔,中国古代通过立杆测影,测算太阳连续两次通过冬至点的时间间隔。
至于立杆测影,顾名思义就是根据正午日影长短来判断季节,夏至日影最短,春秋分日影适中,冬至日影最长。因此,只要搞清楚两个冬至点之间的天数,那么基本上就能确定一年多少天。
以考古来看,7000年前的湖北秭归柳林溪陶圆盆,6500年前的河南西水坡龙虎大墓,4200年前的山西陶寺遗址出土的木胎漆绘圭尺,都说明中国很早就已经“立杆测影”。
其中,西水坡龙虎大墓中已经明确出现“分至四神”,就是已经掌握二分二至;被普遍认为是尧都的陶寺遗址,其圭尺与观象台表明当时将一年划分为20个节气,因此中国很早时期应该就已大致知道一年多少天。
但需要注意的是,得出一年365天,还要具备一些条件:
首先,要知道两次分至点之间的间隔代表一年,如今大家都知道,这是因为站在历史的高度,但远古人类并不知道,因此就需要长期观测,先发现二分二至,然后确认“一年”规律,这个过程应该需要几千年。
其次,确认一年多少天,不仅需要一年内每天立杆测影,而且需要多年测影,因为一两次缺乏说服力,而且立杆测影依赖阳光,比如连续几年冬至日阴天或下雨怎么办?
第三,还要具备一定数学基础,至少能数出365个数字。这一点现在看似简单,但在3000年前,地球上90%的文明或国家可能都做不到。
总之,一年365天的测算难度并不大,当然这是对中国人而言,对世界绝大多数地方来说依然很难。
现代回归年的长度是365.2422天,但古人规定一年365天,这就存在严重的问题了。因为,短时间还好,时间拉大到百年以上就出大问题。比如,如果一年365天,那么每年少了0.24天,十年少2.4天,百年就少24天。
对于游牧民族或热带地区来说,出现这些误差问题不大,但对中国来说是一场灾难。因为中国四季分明,农业播种期并不长,一旦错过就没办法弥补。所以,只能不停的“观象授时”(后世王朝有了比较精准的历法之后,可以依照历法安排生产生活),以测算农时。
长期不断的观测,以及天文认知的加深,古人在反复的持续不断观测1461天之后,有了一个重大发现。
先秦时期,古人将周天分为365度。《黄帝内经》记载:“天度者,所以制日月之行也。日行一度,月行十三度而有奇焉,故大小月三百六十五日而成岁,积气余而盈闰矣。立端于始,表正于中,推余于终,而天度毕矣。”即,反映在天文仪器上,太阳每昼夜运行周天一度。
但问题是,回归年的更准确长度是365.2422天,比365还多了0.2422天,因此实际测量时就会发现不契合,尤其每四年就会多出一天,即四年大约为1461天!而在四年后,太阳日影又与之前的吻合,即大致是每四年一个轮回。
经过长期观测,古人最终发现太阳历日影的复合周期为四年1461天,平均到四年的话,就是每年365.25天。但因为历法中不能有小数(现代也一样,小数出现反而干扰日常生活),因此规定四年闰一天,即前三年每年365天,第四年366天。
当然,东汉之前认为冬至点在牵牛初度,但东汉学者实测改为斗二十一度又四分之一。之所以实测出四分之一,与数学、天文仪器更精密、天文观测更深入等相关。
最后,关于本文话题,还有三点值得一谈:
首先,中国气候特征与农耕需要,决定了中国必须持续观测天文,事实也的确如此。除了本文话题外,还有“十九年七闰法”,都不是轻易算出来的,而是至少持续观测数百年,比如史书记载“凡二十推,三百八十年”。当然,西方比较神奇,比如古希腊默冬观测一轮就提出十九年七闰。
其次,每年的回归年长度并不固定,现代回归年长度是取121年平均值,因此虽然一年365.25天已经比较精确了,但与实际回归年还有些许误差,时间越长误差越大,会对生产生活造成困扰,于是才有历朝历代修历。
第三,想要更精确的历法,就要有相关天文观测仪器,所以才有张衡浑天仪、唐朝造出世界上第一台机械钟等;同时,所谓天算不分,天文与数学密切相关,互相影响,所以中国古代数学非常发达。总之,很多历史是一环套一环,不是孤立的、单一的。
shepherd
“中”字就是立杆测影的杆子的象形字,且之后一直作为中华的象征--华表!“中”一开始没有方位含义,是后来强大了逐渐衍生成方位词的,成为方位词之后后来居上,其本义反而逐渐被遗忘了,只在少数字里可以看出。“中”的本义是杆子,从而衍生出“时间时令”的意思,根据这层意思造出了“钟种”这样的字。钟不用说了,就是时间的意思,种中的中,则是“时令”的意思,指“合符时令的禾苗移植即为种”。