雙春之年？無春之年？

　　農歷丁亥年春節終于到了。

　　由于公歷歷法與農歷歷法之間存在一定的差異，因此春節會在現在通行的日歷上不斷游移。在過去的100年里，作為農歷春節標志日的“正月初一”最早曾經出現在1月10日（1966年），最晚則延遲到2月20日（1985年）。

　　春節與公歷日期不同步的情況，給今天的中國人造成了一定的困擾。即使是在中國傳統歷法系統當中，類似的困擾依然存在。

　　比如“二十四節氣”，也會在傳統農歷中不斷游移。這使一些年份出現“雙立春”的情況，而另一些年份則成為“無春之年”。事實上，綿延使用至今的農歷是一種典型的陰陽合歷。太陽運動規律、月亮運動規律，都在傳統的歷法中有了最好的注腳。節日的游移是陰陽合歷的必然結果。

　　二十四節氣與黃道十二座存在對應關系示意圖。由于黃道十二座對應的黃經度是在二千多年前定下的，現在觀測到的星座位置已經略有變化。

　　科學史研究者認為，清河人張子信的研究成果可能參考了巴比倫天文學（左圖），而農業生產也并非中國古代天文歷法的主要服務對象（右圖）。

　　問題1

　　　　立春春節為何隔那么遠？

　答案　因為立春以太陽的運行規律為準，而春節則以月球的運行規律為準。

　　春卷是立春節氣最具代表性的文化象征。

　　丁亥年春節姍姍來遲。

　　而中國古代歷法系統中關于“春天到來”的另一個標志性日子“立春”卻在10多天前就已到來。為什么這兩個日子會相隔這么久呢？

　　對于北京古觀象臺的王玉民博士來說，這是兩個經常會被問到的關于春的問題之一——另一個是“為什么有的年份里會出現兩個立春”。王玉民解釋說，這其實是由中國古代歷法的特點造成的。中國古代歷法“農歷”，有的時候會被稱為“陰歷”。確切的說，農歷是“陰陽合歷”。

　　早期人類對天文學的認識，與歷法的制定關系密切。

　　所謂歷法，指的是推算年、月、日的時間長度和它們之間的關系，制定時間序列的法則。中國古人仰觀天象，得出了有關日月變化的一系列規律：太陽的出沒、晝夜交替為“日”；月相變化、月輪盈虧為“月”；禾谷成熟的物候、寒來暑往的周期為“年”。以月亮（太陰）圓缺變化作為計年標準的歷法叫“陰歷”，而按照四季變化，以太陽運行為標準的歷法叫“陽歷”。我國所實行的農歷，用嚴格的朔望周期來定月，又置閏月使年的平均長度與回歸年相近，兼有陰歷月和陽歷年的性質。這一特性造成了立春與春節間隔時間的變化。

　　中國傳統的農歷則把日月合朔（太陽和月亮的黃經相等，月亮看不見）的日期作為月首，也就是“初一”。望日（月圓的時候），則是“十五”。月球相對于太陽繞地球公轉一周，稱為朔望月。另一方面，“二十四節氣”按照寒暑情形，敬授農時，以太陽運行為標準。兩者周期并不同步，這就導致了春節與立春時間間隔的變化。

　　置閏是陰陽合歷帶來的另一個難題。朔望月的平均長度約為29.53日，因此陰歷規定大月30日，小月29日。這樣一年12個月，是354天或355天。而陽歷則以地球繞太陽公轉一周的時間為一年，大約為365天。

　　由此，陰歷與陽歷一年相差10天左右，三年就要相差一個多月了。這樣，每兩三年就得增加一個“閏月”。這種中國古代歷法置閏的習慣，至少可以上溯到三千多年前的商代，在當時的歷法計算中，就已經出現了“十三月”這個名稱。而具體的置閏方法，最初是“三年一閏”，但隨著歷法計算的不斷精確與深入，置閏法逐漸發展，并最終定型為“十九年七閏”。

　　剛剛過去的丙戌年是閏年，且置閏于七月，一年長達385日。所以，丁亥年的春節也便姍姍來遲，到公歷2月18日才開始新一年的輪回。

　　王玉民指出，一般來說，春節移到公歷1月下旬時，就要置閏月了。插入閏月后，農歷的這一年就會超過380天。這樣就會把相隔365天的兩個立春都包容進來。農歷該年的年初必有一個立春，年尾也會有一個立春。剛過去的丙戌年就是這樣一個年份。

　　問題2

　　節氣是怎么算出來的？

　　答案 太陽相對地球轉過15度為一節氣，還需要根據太陽視運動進行調整。

　　目前已知最早記錄完整二十四節氣名稱的文獻，是西漢初年的《淮南子·天文訓》。

　　一些先秦典籍中則出現了部分節氣名稱。既然節氣與閏月、春節之間有著緊密關系，那么古人又是如何認識到二十四節氣的規律呢？

　　事實上，中國傳統歷法中就蘊含了中國人對“天”追問的智慧：將節氣物候寫入歷中，只要我們說出這個日子，就已道出這節氣的天象地氣、物候的特征。

　　上海交通大學教授、科技史專家江曉原指出，二十四節氣中的大部分，說的并非太陽的運行情況，而是“物候”狀況。早在中國先民們尚未學會通過觀察恒星及行星的運動規律，以尋求天地萬物變化規律的時候，就已經注意到身邊周圍動植物會隨著時間的變化，有規律地生長與活動，而天氣情況也會在一段較長的時間內周而復始。他們從這些有規律的變化中，總結出清明、雨水、驚蟄、大雪、霜降等稱呼，并以此作為自己農業生產活動的時間坐標。

　　由于物候因冷暖變化而變化，總是與太陽周年運動有關，所以二十四節氣是根據太陽在黃道上的周年視運動而推算出來的。

　　江曉原指出，“所謂太陽的周年運動，只是我們視覺上的一個感覺。人類居住在地球上，感覺不到大地的運動，卻看到太陽在空中運動。一年中正好轉一周。”天文學家將太陽的這種“運動”稱為“視運動”，而“太陽繞地球運行”的軌道就是所謂的“黃道”。

　　黃道一圈為360度，如果以春分時（太陽直射點向北移動至赤道上時）太陽在黃道所處的位置為黃道0度，每隔15度取一個點，恰好可以得到24個點。這24個點所在的位置。從理論上說，就是二十四節氣的位置。

　　每隔大約15天，太陽就轉過15度（實際上是地球繞太陽轉動了15度），就到了一個節氣。古人稱之為“平氣”。

　　遺憾的是，太陽的周年運動并不是勻速的，也就是說，由于地球繞太陽運轉的速度時快時慢，因此兩個節氣的間隔時間并不一定是15天，這就是太陽視運動的不均勻性。再加上一個回歸年（從地球上看，太陽繞天球的黃道一周的時間）是365.242日，比一歷法年略長。所以古代天文學家們發現，原來的“平氣”處理并不能準確反映太陽周年運動，他們于是將天球黃道作24等分，太陽每行過一份之弧，即為一節氣，因太陽運行并非勻速，所以每一節氣的時間就參差不同，不再如“平氣”時為常數，這便是“定氣”。“古人對太陽運動的深入研究，在于精確推算和預報交食（尤其時日食）。古代歷法中惟一與農業有關的部分也就是24節氣的推求。”江曉原指出，太陽運動的基本規律，比較容易。它甚至可以通過早期“簡陋”的天文觀測得到，所以這一規律可以在各文明體系內各自獨立生成。但太陽視運動的不均勻性卻相對較難，因為這需要建立一個數學模型，描述太陽運動的具體情況。

　　盡管公元六世紀時，劉焯所編纂的《皇極歷》中已經將太陽運動不均勻性考慮在內，但依然有一些證據顯示，劉焯在編訂《皇極歷》時，參考了北魏時的天文學家清河張子信的觀測結果。

　　但相當部分科學史研究者認為張子信的發現存在疑問。李約瑟指出，張子信的包括太陽運動的不均勻性在內的一系列成就，可能受到了印度—希臘天文學的影響。江曉原則認為，這些發現與塞琉古王朝時期的巴比倫數理天文學有著密切的關系。

　　事實上，描述太陽視運動不規律性的模型最早就出現在古希臘早期文明中。隨后，巴比倫人經過長期觀測，準確地描繪出太陽的視運動規律。

　　中國古代天文學家可能受到了巴比倫的數值工具的影響。

　　在《皇極歷》以后，中國天文學在太陽運動理論方面進步非常迅速。一行就在其制訂的著名歷法《大衍歷》中給出了頗為完善的太陽運動不均勻性改正表——日躔表。“《皇極歷》等歷書中出現的與巴比倫相似的諸現象，皆為此前中國天文學所未有。這使我們有理由推測：巴比倫的若干天文學知識很有可能在公元六世紀傳入中國并被采納到中國天文學的傳統體系中去了。”江曉原指出，中國古代天文學和巴比倫古代天文學之間的具體關聯還有待于進一步的證實。

　　問題3

　　農歷為何喪失了活力？

　　答案 公歷一年更接近回歸年的長度，而農歷主要承擔的星占需求已經式微。

　　傳統中國流傳而來，與農業文明密切相關的農歷，逐漸在工業社會的精密節奏中喪失了原有的活力。

　　現在，二十四節氣曾在傳統社會中所起的意義已變得極為微弱。搖擺不定的春節也曾引發要對春節改期的爭議———前兩年，這甚至一度引起了全民的大討論。一些天文歷法學家指出要將春節定位在立春這一天。事實上，這種呼吁一直持續之今。

　　在江曉原看來，這樣的爭論并非沒有道理。

　　由于陰陽合歷的特點，每年春節的日期都并不一定，這給社會生活帶來許多麻煩。相較之下，如果能將春節的日期固定下來，就會方便許多。改期的提議者指出，節氣中的立春每年與陽歷的誤差很小，因為兩者都是根據太陽的運動來確定的，而且，從傳統習俗來看，立春本身就有“一年起始”的意義在內，因此完全可以負載春節的文化意義。

　　江曉原同時指出，“這些人只考慮了歷法本身的合理性，但沒有考慮到改動一種歷法給社會帶來的成本。春節一直是中國傳統文化的重要組成部分，很難用行政規定使之突然改變。”更何況，世界上沒有盡善盡美的歷法，各種歷法都有不合理之處，即使是現在在全世界范圍內較為通行的公歷也是如此。

　　最初古埃及人創立了埃及太陽歷，并在西方世界流行開來。

　　這一歷法將一年定為365日。然而回歸年的長度，比埃及太陽歷的一年略長了一些。為了協調歷法年與回歸年的長度，公元前46年羅馬統治者儒略·愷撒（Julius Caesar）對該歷作了修改，制成儒略歷。儒略歷分一年為十二個月，平年365日；年份能被4整除的為閏年，共366日。這樣，儒略歷歷年平均長度便是365.25日，同回歸年長度365.2422日相差0.0078日。從實施儒略歷開始到十六世紀末期，累差約為10日。

　　為了消除這個差數，教皇格里高利十三世決定，把儒略歷1582年10月4日的次日定為10月15日，中間消去10天。他同時還修改了儒略歷置閏法則：能被4除盡的年份仍然為閏年，但逢世紀年（如1600年、1700年……）時，則只有當其能被400除盡的才為閏年。這樣一來，每400年中就只有97個閏年，比原來減少了3個。

　　這就使歷年平均長度為365.2425日，更接近于回歸年的長度。

　　被修改的儒略歷也就稱為格里高利歷，亦稱格里歷。

　　格里歷最初僅通行于天主教國家中，至上世紀初為世界各國普遍采用，所以又叫公歷。該歷法成為目前使用最普遍的歷法的一個原因是其歷法年與回歸年較為接近，另一個重要原因則是該歷未考慮月相，簡單易行。

　　事實上，歷法一旦結合月相，便變得極為復雜。那么，這樣復雜的歷法與古代中國農業生產的關系又如何呢？

　　事實上，即使在古代，結構復雜的農歷與農業生產也并沒有太大的關系。農歷中結合了月相和太陽運動規律，并制訂了極其復雜的置閏方法。可傳統農歷中的陰歷部分參照對象只是月相。

　　新月、滿月與否，與農時并無關系，因此無法據此指導農業生產。

　　江曉原進一步指出，我們今天講到“歷法”，腦子中就會想到一個月份牌。實際上傳統社會的歷法指的是數理與天文學。中國歷代王朝陸續頒布過100多部歷法。

　　但在其中任何一部歷法中，與二十四節氣有關的內容都只占有很小的比例。古代歷法中更多的是描述太陽、月亮、金星、木星、水星、火星、土星這七個天體（七曜）的運動規律，“研究七大天體其實是為了星占學服務的。”古代中國的統治者們也就是因為這一點，將天文歷法之學視為不能公開的秘密。

　　而在現代社會，傳統歷法喪失了其在星占學方面的獨特意義，也必然會在效率至上的現代生活中日漸式微。

　　■延伸

　　渾天儀助陣陰陽協調

　　云座解決陰陽歷協調的問題，要依靠精確的觀測與計算。因此，“晝參日影，夜考極星”就成為中國古代天文歷算家們的重要工作。這樣的精確觀測離不開精密的天文儀器。渾天儀就是中國古代天文歷算家進行此類觀測的重要儀器。

　　渾天儀的制造與使用可以追溯到漢武帝時代，最初的渾天儀由洛下閎制造。漢宣帝時耿壽昌再造渾天儀。到漢和帝時，賈逵則鑄造了黃道銅儀。隨后，渾天儀在張衡那兒得到繼承和發展。元初四年（公元117年），張衡制造出著名的銅鑄渾天儀。

　　渾天儀主體是幾層均可運轉的圓圈，最外層周長一丈四尺六寸。各層分別刻著內、外規，南、北極；黃、赤道，二十四節氣，二十八列宿，還可以表現有“中”、“外”星辰和日、月、五緯等等天象。

　　現存放于北京古觀象臺的璣衡撫辰儀是中國歷史上制造的最后一件大型古典天文儀器。

　　它實際上是一架簡化的渾天儀。該器鑄造于1744年，主要結構分六合、三辰和四游三個部分。在刻度上則完全采用了西方的分圓周為360度的六十進制，用角戳線分割法在每度之間用劃對角線和平行圈的方法以細分內插格值，將度和分細分為1/ 60，分與分以下的小數則采用刻度盤上裝配的游表精讀。

　　其中的六合儀部分，去掉了地平環，僅留有兩個環圈，即南北正立于坐標環架的子午環合與它相交的天常赤道環。子午環刻有周天360度，天常赤道環刻有時刻度分。三辰儀部分，則由游旋赤道環和二至雙環構成，去掉了黃道雙環和二分點到北極天的象限弧部分。四游儀部分則由已四游雙環和窺管構成，并在窺管的一端裝上了用以提高觀測精度的十字絲。

　　用此儀觀測天象時只要轉動四游儀和窺管，當天體、十字絲中央及圓孔三者成一直線時，就可以直接在赤道圈和赤道經圈上讀出天體的赤道經度和緯度了。

　　本專題感謝：

　　江曉原（上海交通大學教授）

　　王玉民（北京古觀象臺副研究員）

　　專題采寫/本報記者 李健亞 本版 制圖 劉月