第一章 曆法常識
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什麼是曆法
曆法,簡單來說就是根據天象變化的自然規律,計量較長的時間間隔,判斷氣候的變化,預示季節來臨的法則。思兔閱讀520官網
曆法是關於時間的計算方法的科學,是在人類生產與生活中逐漸形成的,它直接與天體運行周期相關。比如,2010年1月2日,光緒三十三年三月初九,唐朝從公元618年到907年共統治了290年等等,這些時間都是通過三個天體——太陽、地球、月亮的運轉周期的比例計算出來的。然而,準確地計算時間是十分複雜的,因為太陽、地球、月亮這三個天體運轉周期的比例都不是整數,通常說的一年12個月或360日,只是一個概數。實際上,一個回歸年為365.2422日,一個朔望月為29.5306日,它們既不是月的整數倍,也不是日的整數倍。所以,歷月有大月和小月之分,歷年有平年和閏年之別。
人們為了使用和計算方便,使年、月、日的周期能夠相互配合起來,並且都能用整數進位,人為規定曆法中的年和月都是整數日,通過大月和小月,平年和閏年的適當搭配和安排,使其平均歷月等於朔望月,或平均歷年等於回歸年。這就是曆法的主要內容。
因此,曆法是計算太陽、地球、月亮運轉周期的比例的學問,是以這三個天體的運轉比例為研究對象的。用不同的方法來計算這種比例關係,就是不同的曆法。
日常使用的日曆,對每一天的「日期」都有極為詳細的規定,這實際上就是曆法在生活中最直觀的表達形式。
年、月、日是曆法的三大要素。曆法中的年、月、日,在理論上應當近似等於天然的時間單位——回歸年、朔望月、真太陽日。
任何一種具體的曆法,首先必須明確規定起始點,即開始計算的年代,稱為「紀元」;規定一年的開端,稱為「歲首」。此外,還要規定每年所含的日數,如何劃分月份,每月有多少天等等,這需要長期連續的天文觀測作為知識基礎。
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歷史上各地存在過千差萬別的曆法,但基本原理不外乎三種:太陰曆(陰曆)、太陽曆(陽曆)和陰陽曆。三種曆法各自有各自的優缺點,目前世界上通行的「公曆」實際上是一種太陽曆。
曆法的形成與發展
曆法主要是農業文明的產物,最初是因為農業的生產的需要而創製的。公元前3000年,生活在兩河流域的蘇美爾人根據自然變換的規律,制定了時間上最早的方法,即太陰曆。蘇美爾人以月亮的陰晴圓缺作為計時標準,把一年分為12個月,共364天。公元前2000年左右,古埃及人根據計算尼羅河泛濫的周期,制定出了太陽曆,這是公曆最早的源頭。中國的曆法起源也很早,形成了獨特的陰陽曆法。在世界歷史上,不同的時期和不同的地區,還採用過各種不同的曆法,比如伊斯蘭教曆、中國的農曆、藏曆等。��
《周易·繫辭上》說:「仰以觀於天文,俯以察覺於地理,是故知幽明之故。」天文學的實踐主要是觀察,曆法也是在觀察的基礎上產生的。「在天成象,在地成形,變化見矣。」觀察天上的「象」即日月星辰,觀察地上的「形」即山川動植萬物,對天象地形的觀察,可以看到自然的變化。天上變化最明顯的是日月,因此,可以猜測古人最早觀察的對象應是日。
在觀察時,人們首先感覺到的是晝夜的變化,這個變化跟太陽的升落密切相關,太陽從東方升起的時候,天就亮了,太陽西落之後,天就黑了。第二天又是這樣重複一次。晝夜變化和太陽升落形成了最早的時間概念:日。月亮的圓缺變化當然也不會被人們所忽視。從娥眉月到滿月,經過月圓與月虧的循環變化,人們對月亮這種位相變化周期,也就是月相有了認識,從而形成了時間的另一個概念:月。�
「日月運行,一寒一暑」,「變通莫大乎四時」(《周易·繫辭上》)。四季氣候的寒暑變化同樣給人們留下了深刻的印象。但由於周期太長,界線並不那麼明顯,因此對它的認識要晚一些。在寒暑變化的同時,植物也有明顯的變化,葉生葉落,花開花謝,也呈現著周期性。寒暑之氣的變遷和物候的更替,形成了氣候的概念。四季氣候的變化,人們開始只是十分模糊的概念,後來才逐漸明確起來,並且日益精密、準確。曆法就是這樣形成的。
在中國十代曆法中,甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸被稱為「十天干」;子、丑、寅、卯、辰、巳、午、未、申、酉、戌、亥被稱為「十二地支」。兩者按固定的順序互相配合,組成了天干地支相配的紀年,簡稱「干支紀法」,這標誌著中國曆法的產生。
曆書與萬年曆
關於曆書
曆書是排列年、月、節氣等供人們考查的工具書。曆書在我國古時稱通書或時憲書,在封建王朝的時代,由於它是皇帝頒發的,所以又稱「皇曆」。
傳說,在黃帝時代就已經有了曆法,但不足為憑。據成書於春秋時代的典籍《尚書·堯典》所載,帝堯曾經組織了一批天文官員到東、南、西、北四方去觀測星象,用來編制曆法、預報季節,但有關曆法的材料至今尚未發現。
原始的觀象授時曆書《夏小正》
《夏小正》成書不晚於春秋時代(公元前8世紀至公元前5世紀)。此曆書按12個月的順序分別記述了當月星象、氣象、物候,以及應該從事的農業和其他活動。例如,書中記載道:「正月,鞠則見,初昏參中,斗柄懸在下。三月,參則伏。四月,昴則見,初昏南門正。五月,參則見,初昏大火中。六月,初昏斗柄正在上。七月,漢案戶,初昏織女正東鄉,斗柄懸在下則旦。八月,辰則伏,參中則旦。九月,內火,辰繫於日。十月,初昏南門見,織女正北鄉則旦。」
《夏小正》的曆法十分簡單,它只是把一年分成12個月,沒有置閏月的方法,更沒有春夏秋冬四季的概念;它所記載的自然界現象以動植物的變化最多,所記的生產活動也只有農業、畜牧、漁獵、採集,手工業生產在當時還很不發達。許多跡象表明,它很可能是夏朝流傳下來的關地生產活動的世代經驗的積累。
第一部具有歷史意義的科學曆書《四分曆》
周代(公元前600年左右)已經發明了用土圭測日影來確定冬至(一年中正午日影最長的日子)和夏至(一年中正午日影最短的日子)等重要節氣的方法;周代的天文學家已經掌握了推算日月全朔的方法,並能夠定出朔日,這可以從《詩經》中得到證實,《小雅·十月之交》中記載:「十月之交,朔月辛卯,日有食之,……彼月而食,則維其常,此日而食,於何不臧?」「朔月」二字在我國典籍中首次出現,我國也第一次明確地記載日期(周幽王六年,即公元前776年)的一次日食。周代曆法到春秋末至戰國時代,已經定出回歸年長為365日,並發現了19年設置7個閏月的方法。在這些成果的基礎上,誕生了《四分曆》。
我國有完整資料的第一部傳世曆書《太初曆》
與《四分曆》相比其進步之處有三點:以正月為歲首,將我國獨創的二十四節氣分配於12個月中,並以沒有中氣的月份為閏月,從而使月份與季節配合得更合理;行星的會合周期測得較準確,如水星為115.87日,比現在測量值115.88日僅小0.01日;採用135個月的交食周期,即一食年為346.66日,比今測值只在0.04日。
第一部載有定朔算法的曆書《乾象曆》
該曆書由東漢末年劉洪(公元158年~167年)制訂。曆書首次將回歸年的尾數降至1/4以下,成為365.2462日;第一次將月球運行有快慢變化引入曆法。
祖沖之的《大明曆》
《大明曆》由南北朝時代的祖沖之所編制。此曆書首次將東晉虞喜(公元281年~356年)發現的歲差引用其中,並且定出了45年11個月差1度的歲差值。祖沖之測定的交點月長為27.21223日,與今測值僅差十萬分之一。到了隋代,劉焯(公元544~610年)在制訂《皇極曆》時,採用的歲差值較為精確,是75年差1度。
占有重要地位的《黃極歷》
《皇極曆》是隋代劉焯所制訂,此曆書考慮了太陽和月亮運行的不均勻性,為推得朔的準確時刻,創立了等間距的二次差內插法的公式,這一創造不僅在中國制歷史上有重要意義,在中國數學史上也占重要地位。
唐代著名曆書《大衍曆》和《宣明歷》
唐代一行在大規模天體測量的基礎上,於開元十五年(公元727年)撰成《大衍曆》的初稿,一行去世後,由張說和陳玄景等人整理成書。《大衍曆》用定氣編制太陽運動表,一行為完成這項計算,發明了不等間二次差內插法。《大衍曆》還用了具有正弦函數性質的表格和含有三次差的近似內插法,來處理行星運動的不均性問題。《大衍曆》以其革新號稱「唐歷之冠」,又以其條理清楚而成為後代曆法的典範。
徐昂制訂的《宣明歷》頒發實行於長慶二年(公元822年),是繼《大衍曆》之後,唐代的又一部優良曆法,它給出的近點月以及交點月日數分別為27.55455日(今測值27.5545503日)和27.2122日(今測值27.2122206日);它尤以提出日食三差,即時差、氣差、刻差而著稱,提高了推算日食的準確度。
宋代較為完善的《統天曆》
宋代在三百餘年內頒發過18種曆法,其中以南宋楊忠輔制訂的《統天曆》最完善。《統天曆》取回歸年長為365.2425日,是當時世界上最精密的數值,歐洲著名的《格里高歷》,即當今世界通行的公曆,其回歸年長亦取365.2425日(公元1582年頒發),但比《統天曆》晚了383年。《統天曆》還指出了回歸年的長度在逐漸變化,其數值是古大今小。
沈括和他的《十二氣歷》
沈括的《十二氣歷》是宋代最富有革新的曆法。我國歷代頒發的曆法,均將12個月分配於春、夏、秋、冬四季,每季三個月,如遇閏月,所含閏月之季即四個月;而天文學上又以立春、立夏、立秋、立冬四個節令,做為春、夏、秋、冬四季的開始。所以,這兩者之間的矛盾在曆法上難以統一。針對這一弊端,沈括提出了以「十二氣」為一年的曆法,後世稱它為《十二氣歷》。《十二氣歷》實為一種陽曆,它既與實際星象和季節相合,又能更簡便地服務於生產活動,但由於傳統習慣勢力太大而未能頒發實行。
古代曆法的巔峰《授時曆》
中國古代曆法,歷經各代制歷家的改革,至元代郭守敬、王恂等人制訂的《授時曆》達到了高峰。郭守敬、王恂等人在制訂《授時曆》過程中,既總結、借鑑前人的經驗,又研製大批觀天儀器;在此基礎上郭守敬主持並參加了全國規模的天文觀測,他在全國建立了27個觀測點,其分布範圍是空前的,南起北緯15°,北至北緯65°;東邊起東經138°,西至東經102°。這些地點的觀測成果為制訂優良的《授時曆》奠定了基礎。
《授時曆》博採眾家之長,如朔望月、近點月、交點月等數值,採用了金代趙之微《重修大明曆》的數據;回歸年長則取《統天曆》的數值等。《授時曆》創新之處頗多,如廢棄了沿用已久的上元積年;取消了用分數表示天文數據尾數的舊法;創三次差內插法求取太陽每日在黃道上的視運行速度和月球每日繞地球的運轉速度;用類似於球面三角的弧矢割圓術,由太陽的黃經求其赤經、赤緯,推算白赤交角等。《授時曆》於至元十七年(公元1280年)製成,次年正式頒發實行,一直延用到明亡(公元1644年),長達363年,足見《授時曆》的精密。
具有劃時代意義的《崇禎曆書》
明代末年的《崇禎曆書》,是初次引進歐洲天文學知識、計算方法和度量單位等的曆書。當時一批懂天文學的耶穌會傳教士來華傳教,我國學者向他們學習了歐洲天文學的計算方法。萬曆三十八年(公元1610年)和崇禎二年五月乙酉朔(公元1629年6月21日)日食,欽天監預報有錯,而徐光啟按西法預報均得應驗。於是,崇禎皇帝接受禮部建議,授權徐光啟組織曆局,修訂曆法。徐光啟除選用我國制歷家之外,還聘用了耶穌會士鄧玉函、羅雅谷、湯若望等人來曆局工作。歷經五年的努力,撰成46種137卷的《崇禎曆書》,該曆書採用了第谷的宇宙體系和幾何學的計算體系;引入了圓形地球、地理經度和地理緯度的明確概念;引入了球面和平面的三角學的準確公式;採用歐洲通用的度量單位,分圓周為360°,分一日為96刻,24小時,度、時以下60進位制等。徐光啟的編歷不僅是中國古代制歷的一次大改革,也為中國天文學由古代向現代發展,奠定了一定的理論和思想基礎。
清代新曆本《時憲書》和《西洋新法曆書》
清初,湯若望將《崇禎曆書》刪改為103卷,連同他編撰的新曆本一起上呈清政府,得到頒發實行。新曆本定名為《時憲書》。刪改後的《崇禎曆書》更名為《西洋新法曆書》。
我國現在使用的幾種曆法
陽曆
陽曆全稱太陽曆,是當今世界上大多數國家、地區和民族通用的曆法,所以又叫「公曆」。
陽曆是基於地球繞太陽運行所出現的規律制定的。它把地球繞太陽一圈所用的時間,定為一個回歸年。回歸年是太陽曆的基本周期,這個周期起始定為365日,後來經過精密計算確定為365日5小時48分48秒,約合365.2422日。�
太陽曆最早形成於古埃及。4000年前,古埃及人根據天狼星的出現和尼羅河泛濫的日期規律,計算出一年是365天,分12個月,每月30天,多餘的5天為年終節日,這就是古埃及的太陽曆,也是西方最早的太陽曆。�
近兩千年以來,古埃及的太陽曆經過兩次修訂,才形成當今世界廣泛應用的陽曆。第一次是在公元前46年,古羅馬的儒略·凱撒大帝主持修改曆法,他以古埃及的太陽曆為基礎,修改後實施四年一閏,這個曆法後人稱為「儒略曆」、「凱撒歷」。第二次是在公元1582年,羅馬教皇格列高里十三世組織人員修改曆法,這次修改的曆法稱「格列歷」。格列歷規定每400年減去3個閏年,也就是當今世界通用的陽曆。�
陽曆有月大月小之分,每年12個月的月天數不規則,月大31天,月小30天,平年2月28天,閏年2月29天。除2月有平年閏年之分外,每年各月的天數都有一定數目:7月以前,單月是31天,雙月30天;8月以後,雙月是31天,單月30天。為了記憶方便,人們編了一首歌訣:
一三五七八十臘,每逢此月全是大;
四六九冬三十天,唯有二月二十八。
每逢四年閏一日,一定準在二月加。
歌訣里的冬即十一月,臘即十二月。�
陰曆
陰曆全稱太陰曆。據史料記載,我國早在4200年前就有陰曆的叫法,它是根據月亮的變化周期來制定的。我國的先民們把月亮圓缺的一個周期稱為「朔望月」,把完全見不到月亮的一天稱為「朔日」,朔日定在陰曆的每月初一;把月亮最圓的一天稱為「望日」,望日定在陰曆的每月十五(或十六)。從朔到望是朔望月的前半月,從望到朔是朔望月的後半月,從朔到望再到朔為陰曆的一個月,一個朔望月的天數是29天12小時44分2.8秒,約合29.5306天。�
陰曆一年12個月,單月是大月共30天,雙月是小月共29天,全年共354天,12個朔望月總計354.367天,二者一年相差0.367天。如果不調整,40年後,朔望日期就會發生顛倒。所以陰曆需要安排「閏年」,辦法是每30年給規定的11年中的每年最後一月加1天,陰曆經過這樣調整以後,每30年和月亮繞地球的步調只差16.8分了。�
由於月亮圍繞地球運轉和地球圍繞太陽運轉速度不均勻,為保持朔日必在陰曆每月初一,也要進行調整,因此有時出現一連兩個陰曆大月或一連兩個陰曆小月的情況。
民間通常把「農曆」稱為「陰曆」,是不對的。農曆不是一種純粹的陰曆,而是「陰陽曆」。
陰曆作為一種曆法,由於它與農業生產和人們的日常生活不相協調,所以當今世界上除了幾個伊斯蘭教國家因為宗教上的原因仍然使用外,其他國家一般已經廢棄不用了。�
陰陽合曆叫「農曆」�
把陽曆和陰曆二者配合起來的曆法稱為「陰陽合曆」。陰陽合曆在我國夏代時就已制定,所以歷史上長期稱其為「夏曆」。這種曆法安排有二十四節氣,以指導農事活動,而且主要在廣大農村使用,因此稱為「農曆」,又叫舊曆、中歷。它用嚴格的朔望周期來定月,又用設置閏月的辦法使年的平均長度與回歸年相近,兼有陰曆和陽曆的性質,因此說它是一種陰陽兩歷並用的曆法。�
農曆把日、月合朔的日期作為月首,即初一,也是把朔望月的時間作為歷月的平均時間。在這一點上和純粹的陰曆相同,但多運用了設置閏月的辦法和二十四節氣的辦法,使歷年的平均長度等於回歸年,這樣它又具有陽曆的成分,所以它比純粹的陰曆好。�
農曆基本上以12個月作為一年。但12個朔望月的時間是354.367日,和陽曆比起來,前後要相差11天。這樣每隔3年就要多出33天,即多出1個多月。為了把多餘的日數消除,每隔3年就要加1個月,這就是農曆的閏月。農曆平年354天或355天,閏年時為383天或384天。�
農曆的歷年長度以地球繞太陽的周期(回歸年)為準。但是一個回歸年是365.2422日,這個數目比12個朔望月的日數多,而比13個朔望月的日數少。如果農曆固定每年都是12個月,則一年只有354天左右,和一回歸年相比就差11天左右。�
古代天文學家考慮到這一點,在編制農曆時,為使一月中任何一天都含有月相的意義(如初一都是無月的夜晚,十五左右都是圓圓的月亮),就以朔望月為主,同時兼顧季節時令,採用了「十九年七閏」的方法,使它和回歸年吻合。在19年當中有12個平年,每一平年為12個月;有7個閏年,每一閏年為13個月。經過推算,19年加7個閏月較符合實際,因為:19個回歸年=365.2422日×19=日;而19個農曆年加7個閏月後,共有235個朔望月,(19×12+7)=235×29.5306日=日。這樣兩者就差不多相符了,所以農曆的月份季節可以在長期內保持大體上一樣,不會發生寒暑顛倒的現象。�
農曆閏月的安插完全是人為的規定,歷代對閏月的安插也不盡相同。漢武帝太初元年(公元前104年),把閏月分插在一年的各月,以後又規定不包含「中氣」的月份為前一個月的閏月,直到現在仍沿用此種規定。正確的現行農曆是「中氣置閏」法,更準確地說是「定冬至」法(定冬至所在月為十一月法)。所以農曆的平均歷年長度就是最新的回歸年數(這個數也是變化的),利用這種置閏法的好處就是能永遠與回歸年對應,而不會產生誤差。�
在推算農曆時,「冬至」是處於首要地位的,確定了冬至也就是確定了農曆的年長(是12個月還是13個月),「春分」(回歸年是以它作為起點定義的)也非常重要。十二中氣是農曆歷月的標誌,都是農曆置閏的重要依據。十二節氣中的「四立:立春、立夏、立秋、立冬」是我國傳統四季的正式起點。農曆節氣是直接以黃經度數計算的「真節氣」,其精度很高。
農曆的三要素:日(太陽日)、朔(農曆中的陰曆成分)、氣(農曆中的陰曆成分)。�
農曆的循環規律:陽曆以回歸年為準,而且每年的長短都差不多:每年總是12個月(365日或366日),各月的大小(除2月外)也很有規則,而且年年相同。所以在陽曆里各節氣和中氣的日期大致上是固定的。但農曆就不這樣,每年月份的大小極不規則,有的連續兩個、三個、四個大月或連續兩個、三個小月。年的長短也不一樣,而且差距很大,平年是353~355天,而閏年是383或384天。這樣一來,在農曆里各節氣和中氣分布的日期就不能年年大體上固定了。農曆似乎顯得很複雜,但實際並非如此,它還是有一定的規律。因為在農曆19年裡所包含的日數和19個回歸年差不多相等,這樣就使農曆在每隔19年裡,月份和每月初一日、節氣和中氣日期、閏月的循環保持大體相同的情況。
農曆是我國古代偉大創造之一。它的特點是任何一日都含有月相的意義;利用農曆日期可以推算潮汐。幾千年來,我國習慣使用這種曆法,所以稱它為「農曆」。我國現行農曆的版本是明末清初的《時憲歷》。
年、月、日和星期
回歸年
地球繞太陽公轉一周的時間,為一年。全年為365天又1/4天(365.2422日),也就是365日5小時48分46秒,又稱「回歸年」。
曆法上的年為了應用方便,不採用回歸年,而是採用了完整的天數。公曆的平年是365天,閏年是366年,每四年一閏,每百年少閏一次。使用的整天數的年曆法上稱為「歷年」。
農曆是根據月亮的朔望月共12個月算一年,一年是354天。每三年有一個閏年。閏年是383天或384天。
一年又是氣候變化的周期,氣候由冷變熱,再由熱變冷,這包括了人們從事農業自耕種到收穫的全過程。所以人們從很古的時候起,就用氣候冷熱周期變化這個自然規律作為計算時間的大單位,把一年作為制訂曆法的根據。
歷月
月亮繞地球一周,就是一個朔望月。一個朔望月的長度是29.53059日,也就是29日12時44分3秒,又稱為「歷月」。月亮是個球體,由於月亮繞著地球不停地公轉,同時又跟著地球繞著太陽轉,所以月亮對地球和太陽的位置也在不斷地變動,這就形成了月亮的圓缺循環。當看不到月亮的時候,稱為「朔」(多在陰曆的初一和三十日)。過十四、十五天,月亮又恢復成滿月形狀,稱為「望」(多在陰曆十四、十五、十六日)。月亮由這次朔到下次朔或由這次望到下次望,月亮繞地球轉了一周,稱為「朔望月」。
太陽日
地球自轉一周的時間,為一日。也就是一個白天加一個黑夜,共計24小時。
地球是橢圓形的,自己不會發光,所在同一個時間裡,地球只有一半向著太陽,向著太陽的這一半地球就是白天,地球背著太陽的一面,太陽的光照不到地球上,這一半地球上就是黑夜。由於地球在不停地自轉,這樣就形成了白天和黑夜有規律的循環。
一天通常是指這個天象變化的規律,人們所掌握並利用它來作為計算時間的基本單位。日,是曆法上的第一種單位。
這種用太陽定出來的日,稱為「太陽日」。太陽日又有「真太陽日」和「平太陽日」兩種。真太陽日有長有短,這是因為地球繞著太陽轉的軌道是橢圓形的,冬季地球離太陽遠一些,所以公轉就慢一些。地球公轉的速度有快有慢,所以一天的時間也就有長有短。因此「真太陽日」的時間是不完全一樣長的,這樣用起來就很困難。為了方便起見,曆法上用的不是真的太陽日,而是一個長短不變的日,這個日就是一年之中,真太陽日的平均時間長度,叫「平太陽日」。按照現在慣例,一日的時間分成24等份,就是24小時,把24小時作為一日。一日是從半夜0點開始,到次日的半夜24小時止。
國際日界線
地球每天自西向東旋轉,黎明、正午、黃昏和子夜,由東向西依次周而復始地在世界各地循環出現。那麼,地球上新的一天究竟應該從哪裡開始,到哪裡結束,關於這個問題,歷史上曾有不少爭論,也產生過不少的誤會和麻煩。據說,19世紀在俄國伊爾庫次克附近一個小鎮上,一個郵政官於9月1日早上7點鐘給芝加哥郵局拍了一份電報,可回電卻說「8月31日9時28分收到來電……」這讓人簡直莫名其妙,9月里拍的電報,怎麼會在8月里收到的呢?類似這樣的誤會那時幾乎天天發生。
為了避免日期上的混亂,1884年國際經度會議規定,位於太平洋中的180°經線,作為地球上「今天」和「昨天」的分界線,稱為「國際日期變更線」(現在已經改稱為國際日界線)。
為避免在一個國家中同時存在著兩種日期,國際日界線並不是一條直線,而是折線。它北起北極,通過白令海峽、太平洋,直到南極。這樣,日界線就不再穿過任何國家。這條線上的子夜,即地方時間零點,為日期的分界時間。按照規定,凡越過這條變更線時,日期都要發生變化:從東向西越過這條界線時,日期要加一天,從西向東越過這條界線時,日期要減去一天。
國際日界線是一日開始和終了的界線,因此,它所通過的東西12時區就成為一個十分特殊的時區。在這個時區里,時間都一致,而日期卻不同,僅一線之隔,東西竟相差一天,西邊要比東邊早一天。居住在日界線西邊楚克茨克半島上的人,是全世界迎接新年最早的人,而居住在這條線東邊的、僅一水之隔的美國阿拉斯加人,卻要等待一晝夜之後才能過新年。
閏年閏月的計算法
一個回歸年的長度是365.2422日,也就是365天5小時48分46秒,積累4年共有23小時15分4秒,大約等於一天,所以每4年增加1天,加在2月的末尾,得366天,就是「閏年」。但是4年加1天實際回歸年多了44分56秒,積滿128年左右就又多算了一天,也就是在400年中約多算了3天。
陽曆閏年規定,公元年數可用4整除的,就算閏年。為了要在400年減去多算的3天,並規定公元世紀的整數,即公元年數是100的整數時,須用400來整除的才算閏年,如1600年、2000年、2200年、2400年就是閏年。這樣就巧妙地在400年中減去了3天,陽曆規定每年都是12個月,月份的大小完全是人為的規定,現在規定每年的1、3、5、7、8、10、12月為大月,每月31天;4、6、9、11月為小月,每月30天;2月平年是28天,閏年是29天。
為了要把多餘的日數消除,每隔3年就要加一個月,這就是農曆的「閏月」。有閏月的一年也叫閏年。所以農曆的閏年就有13個月。至於閏哪個月是由節氣情況決定的。
農曆置閏的方法同中氣的劃分和採用定氣方法密切相關。由於兩個節氣的長度平均約為30.5日,而陰曆歷月平均約只有29.5日,因而每月中節氣所在的日期必然會較上一個月推遲1~2天。如此下去,總會有一個月只有節氣而沒有中氣。這一個月被規定為「閏月」,作為該月所在農曆歷年多餘的第13個月。既然節氣嚴格按回歸年長度周而復始地出現,根據上述規定來設置閏月必然能保證農曆歷年的平均長度與回歸年十分接近。十九年七閏法就是這樣來置閏的。
由於定氣方法的採用,冬季一節一氣的平均長度約為29.74天,比朔望月長不了多少,節氣逐月向後推遲得很慢,所以冬季設置閏月的可能性就很小。相反,夏至附近地球運動得慢,交節氣也慢,一氣可達16天之多,因而夏季及其前後幾個月,如農曆三、四、五、六、七月,閏月設置較多。在公元1821年到2020年的200年中共有農曆閏月74個。其中,閏正月、閏十一月、閏十二月一次也沒有,而閏五月最多,達16次。
星期的由來
關於星期的來歷有多種說法:
一種說法是埃及人最早根據月亮繞地球運行規律而制定的。據理是月亮由朔日到上弦,再由上弦到望日,或由望日到下弦,由下弦再到朔日,差不多都是7日。這種講法大概就是現在星期制度的前身了。
雖然埃及人是最早制定星期制度的,但據歷史材料分析,最早實行星期制度的,不是埃及人,而是古巴比倫,那時古巴比倫人對星象的觀測和對星辰的崇拜。把每個周日置於一個神或一個同神相對的星宿的保護之下。古巴比倫人曾以7個天體「日、月、火、水、木、金、土」各代表一日,7日就成為一周,太陽神則主管星期日。「星期」,就是「星」中的日期。
隨著古巴比倫占星術的出現,羅馬人也接受了每星期7日的制度。羅馬人也同樣地按照某一顆星象或某一個神來稱呼每個周日。對此,在今天許多歐洲國家如英國、法國等的語言裡還可以找到證明。英法等國是這樣稱呼每周7日的:第1日星期日,是祭獻太陽神,所以稱為太陽日;第2日星期一,祭獻月亮神,所以叫月亮日;第3日星期二,祭獻火星(戰神),叫火星日;第4日星期三,祭獻水星(商業之神)叫水星日;第5日星期四,祭獻木星(雷神)叫木星日;第6天星期五,祭獻金星(愛神維納斯),稱金星日;最後一天星期六是祭獻土星(農神薩忒思),稱土星日。這就是當時7顆知名的星宿。
另一種說法是星期起源於《聖經》中所說的「神在第7日休息」。在古猶太人看來,「7」被認為是個幸運的數。據西方古典哲學家溫斯坦萊的記載,在摩西統治下的以色列共和國時代,摩西所頒布的法律中有一項規定,7天中要抽出一日作為百姓的休息日,原因有三:一是讓百姓有時間去友好往來;二是讓人和牲畜都能歇息一下;三是讓教區的神甫有機會去宣傳法令和教義,讓百姓都可以做彌撒等。這就是現在所講的「禮拜」了。
基督教把休息日(星期日)放在聖日之後,根據《聖經》,聖日這一天是耶穌復活日,因此,俄國稱星期日為復活日;但是,俄羅斯人和斯拉夫人與其他歐洲人不同,他們是不按史前時期的神來稱呼的,除了星期日之外,依照次序來稱呼:星期一作為一周的第一天,星期日作為最後一天。星期二稱為「第二」,星期三稱為「中間」,星期四稱為「第四」,星期五稱為「第五」,而星期六稱為「聖日」。
一些國家曾有過改變每星期7日的嘗試。1792年,法國革命會議曾制定出一種十進位的歷制,其中包括10日為一個星期的星期制度。但很快就被拿破崙廢止。1929年,蘇聯政府曾宣布過每星期為5日,在1932年又規定一星期為6日,但是兩次變革都遇上了麻煩。到了1940年,才再度恢復每星期7日的制度。顯然,7日為一個星期的制度已經得到了廣大民眾的認可。
在不同地區,由於宗教信仰的不同,一星期的開始時間並不完全一致。埃及人的一星期是從土曜日開始的,猶太教以日曜日開始,而伊斯蘭教則把金曜日排在首位。在我國,起初也是以七曜命名一星期中的各天,到清末才逐漸為星期日、星期一……星期六所代替,習慣上認為星期一是開始時間(某些地區也有把星期日作為一周的開始)。
在目前國際通用的公曆中,星期是一個重要的紀日制度,例如星期日就是國際公認的公休日。
晝夜交替和四季的變化
地球繞著自轉軸不停地旋轉,每轉一周就是一天。自轉產生了晝夜交替的現象,朝著太陽的一面是白天,背著太陽的一面是夜晚。當中國是白天的時候,處在地球另一側的美國正好是夜晚,地球自轉的方向是自西向東,所以日月星辰從東方升起逐漸向西方降落。
地球不但自轉,同時也圍繞太陽公轉。地球公轉的軌道是橢圓的,公轉軌道的半長徑為149,597,870千米,軌道的偏心率為約0.0167,公轉一周為一年,公轉平均速度為每秒29.79千米,公轉軌道面與赤道面的交角約為23°27』,且存在周期性變化。
地球自轉和公轉運動的結合產生了地球上的晝夜交替、四季變化和五帶(熱帶、南北溫帶和南北寒帶)的區分。
由於地球自轉軸與公轉軌道平面斜交成約66°33′的傾角,因此,在地球繞太陽公轉的一年中,有時地球北半球傾向太陽,有時南半球傾向太陽。總之,太陽的直射點總是在南北回歸線之間移動,於是產生了晝夜長短的變化和四季的交替。
地球公轉與自轉的軌道所在的平面有夾角(黃赤交角),導致地球斜著轉動。地球的公轉軌道近似一個橢圓形,而太陽大概處於其中一個焦點附近。所以,在地球公轉的不同時間段離太陽的遠近不同。而且由於夾角的存在導致在不同的時間段地球南北所受太陽照射的強烈和太陽光線的角度也不同(太陽光線照射角度小的熱量就小)。這樣不同的時間段就會有不同的氣候,一年四季也就互相更替了。
由於赤道附近總是處於太陽光線的直射狀態下,所以熱帶地區只有夏季。還有地球兩極也因為同樣的原因出現極晝和極夜的現象。四季更替其實是地球的自轉傾角和繞太陽公轉共同作用的結果,如果沒有了其中的一個條件,四季更替就不會產生,地球上的一切也將隨之而改變。
地球圍繞太陽公轉有一個軌道,這個軌道在一個平面上,這個平面稱為「黃道面」。黃道面和天球相交的線,稱為「黃道」,也就是太陽一年中運動的軌道。將與地球赤道平面平行的平面無限伸延出去,與天球相交,被稱為「天赤道」的交線。
地球環繞太陽一周的經度為360°,相應地,黃道一周的經度也是360°。二十四節氣將黃道劃分為24等份,每等份的經度為15°。因為每年的春分節氣,白天和黑夜的時間一樣長,所以將春分的黃經度作為起點,定為黃道經0°,以後每個節氣段跨越15°。當太陽到達黃經15°時就是清明節氣,30°時就是穀雨節氣,其餘順勢類推,到第二年的345°時,就是驚蟄節氣,驚蟄到春分再加15°,一共是360°。
各節氣的黃經度既是本節氣的起點,又是上下節氣的終點。例如黃經60°,既是小滿的起點,又是立夏的終點;黃經180°,既是秋分的起點,又是白露的終點。�
每個節氣段的黃經度處,也是相鄰兩個節氣的交節氣點。如黃經0°既是驚蟄節氣的終點,又是春分節氣的起點,同時更是驚蟄和春分的交節氣點。
認識時間
時區
1884年,華盛頓召開的一次國際經度會議(又稱國際子午線會議),規定將全球劃分為24個時區。即中時區(零時區)、東1~12區,西1~12區。每個時區橫跨經度15°,時間正好是1小時。最後的東、西第12區各跨經度7.5°,以東、西經180°為界。
當上海太陽升起時,居住新加坡的人要再過半小時才能看到太陽升起。而遠在英國倫敦的居民則還在睡夢中,要再過8小時才能見到太陽。
世界各地的人們,在生活和工作中如果各自採用當地的時間,對於日常生活、交通等會帶來許多的不便和困難。為了照顧到各地區的使用方便,又使其他地方的人容易將本地的時間換算到別的地方時間上去。有關國際會議決定將地球表面按經線從南到北,劃成一個個區域,並且規定相鄰區域的時間相差1小時。在同一區域內的東端和西端的人看到太陽升起的時間最多相差不過1小時。當人們跨過一個區域,就將自己的時鐘校正1小時(向西減1小時,向東加1小時),跨過幾個區域就加或減幾小時。這樣使用起來就很方便。
實際上,常常1個國家,或1個省份同時跨著2個或更多時區,為了照顧到行政上的方便,常將1個國家或1個省份劃在一起。所以時區並不嚴格按南北直線來劃分,而是按自然條件來劃分。
以下是各個時區的經度範圍及中央經度線(授時線):
所在時區時區經度範圍授時經度線
零時區7.5°W~7.5°E時區中心線0°
東1區7.5°E~22.5°E時區中心線15°E
東2區22.5°E~37.5°E時區中心線30°E
東3區37.5°E~52.5°E時區中心線45°E
東4區52.5°E~67.5°E時區中心線60°E
東5區67.5°E~82.5°E時區中心線75°E
東6區82.5°E~97.5°E時區中心線90°E
東7區97.5°E~112.5°E時區中心線105°E
東8區112.5°E~127.5°E時區中心線120°E
東9區127.5°E~142.5°E時區中心線135°E
東10區142.5°E~157.5°E時區中心線150°E
東11區157.5°E~172.5°E時區中心線165°E
東12區172.5°E~180°時區中心線180°
西12區180°W~172.5°W時區中心線180°
西11區172.5°W~157.5°W時區中心線165°W
西10區157.5°W~142.5°W時區中心線150°W
西9區142.5°W~127.5°W時區中心線135°W
西8區127.5°W~112.5°W時區中心線120°W
西7區112.5°W~97.5°W時區中心線105°W
西6區97.5°W~82.5°W時區中心線90°W
西5區82.5°W~67.5°W時區中心線75°W
西4區67.5°W~52.5°W時區中心線60°W
西3區52.5°W~37.5°W時區中心線45°W
西2區37.5°W~22.5°W時區中心線30°W
西1區22.5°W~7.5°W時區中心線15°W
在世界區域版圖上可見,我國共跨越了5個時區。中原時區:以東經120°為中央子午線;隴蜀時區:以東經105°為中央子午線;新藏時區:以東經90°為中央子午線;崑崙時區:以東經75°(82.5°)為中央子午線;長白時區:以東經135°(127.5°)為中央子午線。
區時
區時是一種按全球統一的時區系統計量的時間。每個時區的中央經線上的時間就是這個時區內統一採用的時間,稱為區時。
每當太陽當頭照的時候,就是中午12點鐘。但不同地方看到太陽當頭照的時間是不一樣的。例如,上海已是中午12點時,莫斯科的居民還要經過5個小時才能看到太陽當頭照;而澳大利亞的雪梨人早已是下午2點鐘了。所以如果各地方都使用當地的時間標準,將會給行政管理、交通運輸、以及日常生活等帶來很多不便。為了克服這個困難,天文學家就商量出一個解決的辦法:將全世界經度每相隔15°劃一個區域,這樣一共有24個區域。在每個區域內都採用統一的時間標準,而相鄰區域的區時則相差1個小時。
當人們向東從一個區域到相鄰的區域時,就將自己的鐘表撥快1小時.走過幾個區域就撥快幾個小時。相反,當人們向西從一個區域到相鄰的區域時,就將自己的鐘表撥慢1小時,走過幾個區域就撥慢幾個小時。在飛機場等交通中心,常將世界各大城市所對應的區時用圖表示出來,以方便旅客。
不同時區的時間計算方法是:「同減異加,東加西減。」「同」指同在東時區或同在西時區,則兩時區相減,例如東8區和東5區都在東時區,則8-5=3。「異」則相反。
我國的標準時間「北京時間」
我國採用東8時區的標準時即北京時間為準。北京時間是我國的標準時間。北京時間並不是北京地方的時間,而是東經120°,也就是距離北京以東約340千米處的地方時間。北京時間是我國行政管理、生產、交通運輸等工作的時間計量標準。因為北京離120°經線很近,而且是我國的首都,所以很自然的以東經120°地方的時間定為我國的標準時間,即「北京時間」。
朔望兩弦
認識月相
月亮圓缺變化的各種形狀稱為月相。由於月球本身不發光也不透明,但能反射太陽光。在太陽光照射下,總是一面亮一面暗,向著太陽的半個球面是亮面,另半個球面是暗面。
月球繞地球公轉的同時,又繞太陽公轉,所以,月亮相對於地球和太陽的位置不斷變化,這就使它被太陽照亮的一面有時正對地球,有時背向地球,有時對著地球的部分大一些,有時小一些,從而產生不同的視形狀,月相變化就是這樣產生的。
由於地球的自轉,月球每日從月出到月落大約為半天,即月球有半天掛在天空。月球在地平線之上時,並不一定能見到月相,若月亮和太陽同在天空,則月光淹沒在陽光之中,見不到月相。正午月出,子夜月落,但能見到月相的時間只是從黃昏到子夜這段時間,即上半晚。子夜月出,正午月落,但能見到月相的時間只是從子夜到清晨這段時間,即下半晚。
朔月、望月、上弦月和下弦月
農曆的每月初一,當月亮運行到太陽與地球之間的時候,月亮以它黑暗的一面對著地球,並且與太陽同升同沒,人們無法看到它。這時的月相稱為「新月」或「朔月」。
到了農曆初八左右,從地球上看,月亮已移到太陽以東90°角。這時可以看到月亮西邊明亮的半面,這時的月相稱為「上弦」。上弦月只能在前半夜看到,半夜時分便沒入西方。
到了農曆十五、十六時,月亮在天球上運行到太陽的正對面,日、月相距180°,即地球位於太陽和月亮之間,從地球上看,月亮的整個光亮面對著地球,這時的月相稱為「望月」或「滿月」。黃昏時滿月由東邊升起,黎明時向西邊沉落。
農曆每月二十二、二十三日只能看到月亮東邊的半圓,這種月相稱為「下弦」。對應上弦月,下玄月月相盈虧狀一樣,但出現的時間、位置及亮面的朝向是不同的。上弦月出現在前半夜的西邊天空,西半邊亮;下弦月出現在後半夜的東邊天空,東半邊亮。
在朔望兩弦期間,月相也有不同的變化規律,此時月亮的形狀稱為娥眉月(凸月或殘月)。
新月過後,月球向東繞地球公轉,從而使月球離開地球和太陽中間而向旁邊偏了一些,即月球位於太陽的東邊。月球被太陽照亮的半個月面朝西,地球上可看到其中有一部分呈鐮刀形,凸面對著西邊的太陽,稱為蛾眉月。蛾眉月日出後月出,日落後月落,與太陽同在天空,在明亮的天空中看不到月相。只有當太陽落山後的一段時間才能在西方天空看到蛾眉月。
約在農曆每月十一、十二,在地球上的觀察者看到月球西邊被太陽照亮部分大於一半,月相變成凸月。凸月正午後月出,黃昏時在東南部天空,月面朝西,然後繼續西行,黎明前從西方地平線落下,大半晚可見。農曆每月十八、十九,望月過後,月相又變成凸月,月面朝東。此時為黃昏後月出,正午前月落,大半晚可見。農曆每月二十五、二十六,下弦月過後,月相又變成蛾眉月(殘月),亮面朝東。此時子夜後月出,黃昏前月落,黎明前可見。
可見,月相的變化依次為新月→蛾眉月→上弦月→凸月→滿月→凸月→下弦月→蛾眉月(殘月)→新月。月亮從新月位到再次回到新月位置所需時間平均為29.5天。在不太強調天文學上的月相概念時,很多情況下,上半月的娥眉月也被統稱為上弦月,農曆大約初二到初八九。上半月娥眉月有時也被稱為新月。從朔到上弦、上弦到望、望到下弦、下弦到朔,這種朔望兩弦四相,每相大約7日的現象,是一種天然的計時單元。
在天文學中,關於朔望兩弦的解釋是:「朔望兩弦均以太陽及太陰視黃經為準;凡日月同度為朔,相差半周天為望,相距一直角為弦,月東日西為上弦,日東月西為下弦。」簡單來說,「朔」指的是每個月最看不到月亮的那一天,「望」是其相對180°,也就是一個月裡面月亮最圓滿的那一天。以月亮繞行地球的圓周來看,如果0°是「朔」,180°是「望」,那麼中間的90°與270°便是上弦與下弦。所以,朔望與兩弦可以說是這圓周的四個極角。由此可知,朔望與兩弦主要是月球與地球的互動關係。
朔望兩弦與「潮汐」
潮汐是沿海地區的一種自然現象,古代稱白天的潮汐為「潮」,晚上的稱為「汐」,合稱為「潮汐」,它的發生和太陽、月球都有關係,也和我國傳統農曆對應。
在農曆每月的初一即朔點時刻處太陽和月球在地球的一側,所以就有了最大的引潮力,所以會引起「大潮」,在農曆每月的十五或十六附近,太陽和月亮在地球的兩側,太陽和月球的引潮力你推我拉也會引起「大潮」;在月相為上弦和下弦時,即農曆的初八和二十三時,太陽引潮力和月球引潮力互相抵消了一部分所以就發生了「小潮」,故農諺中有「初一十五漲大潮,初八二十三到處見海灘」之說。
太陽距離地球的距離是月亮的389倍,因而就對地球的引力而言,月亮引潮力是太陽引潮力的2.25倍。所以,潮汐現象是月亮起主導作用,但也不能忽略太陽的影響,在天體運動過程中,月亮、地球和太陽形成直角時,由於月球和太陽的引潮力,相互抵消了一部分,海面的漲落差距很小,這就是小潮;當太陽、月亮和地球處在一條直線上時,月亮引潮力和太陽的引潮力齊心合力,引潮力就大,這就是大潮。每年春分和秋分的季節,地球離太陽最近,加上月亮的力量,就形成特大潮。聞名於世的錢塘江大潮,就發生在秋分時節。
由於月球和太陽運動的複雜性,大潮可能有時推遲一天或幾天,一太陰日間的高潮也往往落後於月球上中天或下中天時刻一小時或幾小時,有的地方一太陰日就發生一次潮汐。
中國古代人早就發現月亮的運行與地球的潮汐有密切關係。例如東漢王充在《論衡》一書中便指出了潮汐和月亮的依賴關係,他說海潮「隨月盛衰」。唐寶應和大曆年間(公元762年~公元779年),竇叔蒙在《海濤志》一文中也指出:「月與海相推,海與月相期」,「盈於朔望,……虛於上下弦」。地球有70%的地表是海洋,人體裡也有70%的成分是液體。顯然,古代的人們早就發現潮汐的作用不只影響地球,同時也影響著人體。
兩弦與地震的關係
2008年5月12日,我國四川汶川地區發生大地震,這一天恰好是上弦月(農曆四月初八)。這天,上弦時刻出現在中午11時47分。上弦時,太陽、地球和月球排列成一個直角三角形;從地球上看,太陽和月球的角度恰好等於90°,上弦這天,有來自兩個不同方向的引潮力對地球施加影響。
汶川大地震時刻恰好出現在太陽月球地球3個天體處於同一個平面上。在平時,月球與太陽地球的運行不是處於同一個平面,而是有一個5°多的夾角。當3個天體處於同一個平面上,可能對地球地殼的某些板塊產生特殊的或共振的影響。
汶川大地震前夕,月球和太陽位於同一條緯線上。5月11日,太陽位於天空北緯18°,而月亮由北往南掠過北緯18°。也就是說,5月11日有一瞬間,太陽和月球位於同一條緯線(北緯18°)上。日月兩天體位於天空同一條緯線上,這種合力可能對地球的地震起引發作用。
歷史上有些大地震也發生在上弦或下弦的前後,如《明孝宗實錄》弘治十四年二月:「四川汶川縣初八日地震,至日,復震,俱有聲如雷。」上弦日;芮氏9.1級的美國阿拉斯加大地震,發生在1957年3月9日(農曆二月初八),這天恰好是上弦;芮氏8.8級的南美洲厄瓜多大地震,發生在1906年1月31日(農曆正月初七),次日為上弦;芮氏8級的我國甘肅古浪大地震,發生在1927年5月23日(農曆四月廿三),次日為下弦;芮氏7.3級的我國遼寧海城大地震,發生在1975年2月4日(農曆十二月廿四),2月3日為下弦。
朔望節律對人體生理的影響
朔望月節律,又叫月亮的盈虧節律,指月亮完成一次盈虧變化的自然現象,其周期是29.5天。月亮的盈虧變化與人類(包括其他動物)的生理存在著一定的關係。
《素問·八正神明論》云:「月始生,則血氣始精,衛氣始行;月廓滿,則血氣實,肌肉堅;月廓空,則肌肉減,經絡虛,衛氣去,形獨居。是以因天時而調血氣也。是以天寒無刺,天溫無疑。月生無泄,月滿無補,月廓空無治,是謂得時而調之。因天之序,盛虛之時,移光定位,正立而待之。」
月亮初生的時候,人的血氣隨月新生,衛氣亦隨之暢行;月亮正圓的時候,人的血氣充實,肌肉堅實飽滿;月黑無光的時候,人的肌肉減瘦,經絡空虛,衛氣不足,形骸獨居。所以要順應天時而調和血氣的。因此說,氣候太寒了,不要行針刺;氣候暖了,不要錯過針刺時機;月初生的時候,不要用泄法;月正圓的時候,不要用補法;月黑無光的時候,就不要進行治療。這就叫做能夠順應天時而調養血氣。按照天時推移的次序,結合月亮的盈虧變化,來確定人身血氣盛衰情況,並聚精會神地等待治療的最好時機。
人類占體重80%的液體幾乎保留著海水中的所有的元素,這樣,當月亮作用於地球的海潮的同時也同樣作用於人類,造成人體的「生物高潮」和「生物低潮」。滿月的時候海潮盛大,人的生物潮處於高峰,月亮對對人行為的影響比較強烈,這時人的頭部和胸部的電位差較大,人的氣血精神充實,體重增加,情緒高漲。當月亮隱沒,海潮衰弱,人的氣血也就顯出了不足,處於了「生物低潮」。
此外,我國古代《黃帝內經》中也有人與月亮的關係的論述。
《靈樞·歲露論》里說:「人與天地相參也,與日月相應也。故月滿,則海水西盛,人血氣積,肌肉充,皮膚致,毛髮堅……至其月廓空,則海水東盛,人氣血虛,衛氣去,形獨居,肌肉減,皮膚縱,腠理開,毛髮殘……」。
《周易參同契》:「三日出為爽,震庚受西方。八日兌受丁,上弦平如繩。十五乾體就,盛滿甲東方。蟾蜍與兔魄,日月炁雙明,蟾蜍視卦節,兔者吐生光。七八道已訖,曲折低下降。十六轉受統,巽辛見平明。艮直於丙南,下弦二十三。坤乙三十日,東北喪其朋。」
《洗髓經》:「朔望及兩弦,二分並二至。子午守靜功,卯酉乾沐浴。」意思是要告訴我們,每個月注意把握月亮的盈、虧、上弦、下弦這四天,每年的春分、秋分、夏至、冬至這四天,以及每天的子、午、卯、酉四時。
這些論述均指出了人與天地自然相應(天人感應),人體的陰陽消長變化與天地自然保持同步,如是則二者相應而相合,達到陰平陽秘的和諧狀態。
日食和月食
日食
日食現象是當月球繞地球轉到太陽和地球中間時,如果太陽、月球、地球三者正好排成或接近一條直線,月球就會擋住了射到地球上去的太陽光,月球身後的黑影正好落到地球上,這時就會發生日食現象。發生日食的時間必定在「朔日」,也就是農曆初一。
每年日食最多出現5次,如果出現5次,那麼一定都是偏食。地球上每年至少有2次日食。在南北極地區只能看到日偏食。日全食大約1年半發生一次。每次日食都是在日出時從某一點開始,然後沿著日食帶在日沒時結束。從開始點到結束點大約繞地球半圈。
以下是近20年(1980年~2009年)出現的日食概況。
2009年7月22日日全食
全食帶從印度西部開始,經過尼泊爾極南部、孟加拉國極北部、錫金、不丹、中國、太平洋西部,在大洋洲東部結束。我國西藏南部、四川中部、湖北南部、河南南部、安徽南部、江蘇南部、浙江北部、上海可以看到全食,其餘地區可見偏食。
2008年8月1日日全食
北京時間18:00左右,在我國新疆、甘肅、內蒙古、寧夏、陝西、山西、河南等省、自治區的部分地區出現壯觀的日全食天象,其它地區可以看到偏食。本次日食發生的時間正值北京奧運會開幕的前夕,國外有的網站將這次日全食稱為「中國日全食」。
2007年3月19日 日偏食
此次日食掩食帶主要覆蓋亞洲、北冰洋大部、北美洲極西部,而我國完全處於掩食帶中,觀測時間也比較有利,多數地區日食發生在上午9:00至11:00之間。由於我國幅員遼闊,各地區日偏食的最大食分也有很大差別,比如廣州的最大食分只有0.188,北京為0.396,最西端的喀什地區最大食分可達0.73。此外,由於地理經度的差異,越是靠西日出就越晚,喀什等地的人們可以看到帶食日出的景象。
2006年9月22日 日環食
此次日食發生在南美洲,環食帶從南美洲的蘇利南開始,經過法屬蓋亞那、大西洋,在印度洋的西南部結束。此次能看到日環食的地方幾乎都在海洋上,所以在我國看不到這次日環食和偏食。
2006年3月29日 日全食
本次日全食在北京時間16:35左右(日出),從南美洲的巴西東部開始出現,途經大西洋,非洲的加納、多哥、貝寧、奈及利亞、尼日、查德和利比亞,地中海,黑海,亞洲的土耳其、哈薩克斯坦,俄羅斯,19:47左右(日落)在蒙古西部結束。整個狹長的路線有14500千米,覆蓋了近半個地球。利比亞是這次日全食的最佳觀測點,其次還有土耳其。上述地區人們均可看到日全食,在我國只有新疆、東北大興安嶺一帶能看到日偏食。
2005年10月3日 日環食
環食帶從大西洋北部開始,經歐洲、地中海、非洲、在印度洋結束,我國拉薩南部及西部部分地區上午11時許可看到日環食的偏食。
1997年3月9日 漠河日全食
1997年3月9日9時零7分40秒至9分30秒,黑龍江省漠河縣境內發生日全食,同時伴有海爾-波普慧星出現。本次日全食發生於俄羅斯斯比克以北,和我國新疆阿爾泰地區,掃過蒙古、我國漠河,最後結束於北冰洋。日食帶上唯一城市漠河,由於基礎條件好、太陽高度角適中,成為世界最佳觀測點。此次是我國20世紀最後一次日全食,與2400年回歸一次的海爾-波普慧星相遇,這在我國科普史上尚是首次。
1995年10月24日 日全食
日全食帶從中東伊朗開始,向東途經阿富汗、巴基斯坦、印度,掠過印度洋北端,再經馬來西亞、泰國、柬埔寨、越南,我國南沙,馬來西亞太平洋西部結束。全食帶最寬處僅78千米,全食最長時間為2分9秒。
1987年9月23日 日環食
我國居民從上海經太原到烏魯木齊的一條狹長區域裡可見到日環食,次持續1分30秒左右,其他地方可見到日偏食。
1980年2月16日 日全食
此次日全食發生在春節,在我國雲貴地區觀可看到日全食,當日下午6:34左右日全食開始發生。當時的太陽正處在太陽活動峰年,看到的日冕大致呈圓形。
一次日全食及日環食的過程包括以下五個時期:初虧、食既、食甚、生光、復圓。一次日偏食只有三個時期:初虧、食甚和復圓。
初虧:由於月亮自西向東繞地球運轉,所以日食總是在太陽圓面的西邊緣開始的。當月亮的東邊緣剛接觸到太陽圓面的瞬間(即月面的東邊緣與月面的西邊緣相外切的時刻),稱為初虧。初虧也就是日食過程開始的時刻。
食既:從初虧開始,就是偏食階段。月亮繼續往東運行,太陽圓面被月亮遮掩的部分逐漸增大,陽光的強度與熱度顯著下降。當月面的東邊緣與日面的東邊緣相內切時,稱為食既。此時整個太陽圓面被遮住,因此,食既也就是日全食開始的時刻。
食甚:生光食既以後,月輪繼續東移,當月輪中心和日面中心相距最近時,就達到食甚對日偏食來說,食甚是太陽被月亮遮去最多的時刻。
生光:月亮繼續往東移動,當月面的西邊緣和日面的西邊緣相內切的瞬間,稱為生光,它是日全食結束的時刻。
復圓:生光之後,月面繼續移離日面,太陽被遮蔽的部分逐漸減少,當月面的西邊緣與日面的東邊緣相切的剎那,稱為復圓。
太陽是一個發出極度強光的天體,因此對日食進行觀測時,不可用肉眼直接觀看。即使日偏食的時候,當太陽光被遮掩得只剩下一部分時,也不要用肉眼直接觀測,否則會被強烈的陽光刺傷眼睛。
肉眼觀看日食的安全方法:找一塊玻璃,塗上些墨或用煙燻黑,顏色層要塗熏均勻,用來觀測日食,以太陽呈古銅色,保證眼睛不會被陽光刺傷為宜。
用黑白膠片作為濾光片進行觀測。將膠片拉出,人工曝光。將多塊底片疊在一起(根據太陽光的強弱增減底片的張數),透過其觀測太陽。
用特製的塑膠薄膜做成的太陽屏濾光片,它可以降低陽光里的可見光,還能阻擋陽光里的紅外線和紫外線的通過,這是非常安全的觀測方法。
另外,不能直接將不加遮擋的望遠鏡對準太陽,否則將燒壞眼睛致盲。必須在望遠鏡上加上濾光片才能直接觀測。攝影者也不可以用沒有採取濾鏡保護措施的相機直接拍攝太陽。
月食
月食是一種特殊的天文現象,當太陽、地球、月球恰好在同一條直線上時,月球和地球之間的地區會因為太陽光被地球所遮閉。
月食分為月偏食、月全食和半影月食三種。當月球只有部分進入地球的本影時,就會出現月偏食;而當整個月球進入地球的本影時,就會出現月全食。月球只是掠過地球的半影區,造成月面亮度極輕微的減弱,稱為半影月食,由於很難用肉眼看的出差別,因此不為人們所注意。由於月球的體積比地球小的多,所以不可能出現月環食。
月食發生望日即在農曆十四至十七之間,以十五,十六居多。當月食發生的時候,太陽和月球的方向會相差180°,所以月食必定發生在「望」(即農曆15日)前後。要注意的是,月食只能發生在滿月的時候,這時,太陽,地球和月球成一直線,整個月面被照亮。然而並不是每次滿月都會發生月食,因為月球繞地球的軌道偏離了黃道約5°的交角,只有當滿月時刻正好是在月球在其軌道上穿過黃道平面時,才會發生月全食。
每年發生月食數一般為2次,最多發生3次,有時一次也不發生。據觀測資料統計,每世紀中半影月食、月偏食、月全食所發生的百分比約為36.60%,34.46%和28.94%。
最早的月食記錄是前2283年美索不達米亞的記錄。我國在漢朝時,張衡就已經發現了月食的原理。前4世紀的亞里士多德根據月食看到地球影子的圓形而推斷出地球是圓的。前3世紀古希臘的天文學家阿里斯塔克、前2世紀的喜帕恰斯都提出過通過月食來測定太陽、地球、月亮的大小。伊巴谷還提出在相距遙遠的兩個地方同時觀測月食,來測量地理經度。2世紀,托勒密利用古代月食記錄來研究月球運動,這種方法一直延用到今天。
月食的過程分為初虧、食既、食甚、生光、復圓五個階段。
初虧:月球剛接觸地球本影,標誌月食開始。
食既:月球的西邊緣與地球本影的西邊緣內切,月球剛好全部進入地球本影內。
食甚:月球的中心與地球本影的中心最近。
生光:月球東邊緣與地球本影東邊緣相內切,這時全食階段結束。
復圓:月球的西邊緣與地球本影東邊緣相外切,這時月食全過程結束。
月球被食的程度稱為「食分」,它等於食甚時月輪邊緣深入地球本影最遠距離與月球視經之比。
月全食的觀測方法:使用雙筒望遠鏡或者天文望遠鏡,7倍以上就可以清晰地觀看到。也可以站到高處用肉眼直接觀察。
日月交食
日食和月食統稱交食。由日月食的原理可看出,交食的出現與日、地、月三者的會合運動密切相關,此會合運動具有周期性,所以日月食自然也應有周期性。交食的周期是古代巴比倫人發現的,稱為「沙羅周期」(「沙羅」是重複的意思),為18年零11天多一點,即6585.32天。
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