節(jié)氣與歷法：時(shí)間如風(fēng)，星移斗轉(zhuǎn)

蕭耐園

二十四節(jié)氣是我國(guó)古代歷法的獨(dú)特創(chuàng)造。幾千年來(lái)，歷法中節(jié)氣的設(shè)置不僅對(duì)我國(guó)農(nóng)牧業(yè)的發(fā)展起了重要作用，同時(shí)圍繞節(jié)氣也產(chǎn)生了許多民間節(jié)日和民俗活動(dòng)，體現(xiàn)了我國(guó)博大精深的傳統(tǒng)文化。

二十四節(jié)氣是我國(guó)傳統(tǒng)歷法的重要組成部分。二十四節(jié)氣的名稱是根據(jù)地球在公轉(zhuǎn)軌道上位置所反映的寒暑變化并結(jié)合相應(yīng)的氣象條件和自然現(xiàn)象（即物候）來(lái)命名的。其中春分、夏至、秋分、冬至，是季節(jié)的轉(zhuǎn)折點(diǎn)。在北半球，一年之內(nèi)，春、秋分日晝夜等長(zhǎng)，夏至日白晝最長(zhǎng)，而冬至日則白晝最短。

最初的二十四節(jié)氣是把一回歸年的日數(shù)等分成24份，例如在漢代人們認(rèn)定冬至在赤道斗宿21度，我國(guó)古代把全天分成365度，自此每經(jīng)一節(jié)氣加一個(gè)平均值365/24=15度，即為各節(jié)氣太陽(yáng)所在的赤道宿度值。這相當(dāng)于從冬至以后每隔15.218日，為一個(gè)新的節(jié)氣。

西漢漢武帝元封七年（公元前104年）頒布了新制定的《太初歷》，首次把二十四節(jié)氣完整地引進(jìn)歷法。《太初歷》用的是平氣法：從冬至開(kāi)始，等間隔地依次相間安排各個(gè)節(jié)氣;每月有一個(gè)節(jié)氣，一個(gè)中氣，如立春為正月節(jié)氣，雨水為正月中氣。由于兩個(gè)節(jié)氣之間的時(shí)間大于一個(gè)朔望月的時(shí)間，所以可能出現(xiàn)一個(gè)月內(nèi)只有一個(gè)節(jié)氣或一個(gè)中氣的情況。因而《太初歷》規(guī)定節(jié)氣可以在上月的下半月或本月的上半月出現(xiàn)，而中氣一定要在本月出現(xiàn)。如果遇到?jīng)]有中氣的月份，則定為上月的閏月。于是，從閏月以后的這月開(kāi)始，將一直保持每月有一個(gè)節(jié)氣、一個(gè)中氣，直到兩年多以后再一次置閏。這種置閏原則一直沿用至今。

北齊張子信經(jīng)20余年的精心觀測(cè)與潛心研究，在公元570年前后發(fā)現(xiàn)了太陽(yáng)在天空中周年視運(yùn)動(dòng)的不均勻現(xiàn)象。地球在冬至后不久過(guò)近日點(diǎn)，在夏至后不久過(guò)遠(yuǎn)日點(diǎn)。過(guò)近日點(diǎn)時(shí)運(yùn)行速度最快，在冬至前后兩個(gè)節(jié)氣間的日期差要短于平均值，只有14天多，之后逐漸減慢;直至到達(dá)遠(yuǎn)日點(diǎn)運(yùn)行速度最慢，夏至前后兩個(gè)節(jié)氣間的日期差近16天，之后逐漸加快，所以他發(fā)現(xiàn)了各個(gè)節(jié)氣之間的時(shí)間間隔是不等長(zhǎng)的。

隋仁壽四年（公元604年），劉焯在他編制的《皇極歷》中根據(jù)這種不均勻現(xiàn)象對(duì)二十四節(jié)氣的推算提出改革。他把太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的軌道——黃道等分成24份，太陽(yáng)移行到每一等分點(diǎn)時(shí)就是每一節(jié)氣的時(shí)刻，此法稱為定氣。他把太陽(yáng)的運(yùn)動(dòng)看作等加速、等減速運(yùn)動(dòng)，用時(shí)間的二次函數(shù)擬合太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)。劉焯創(chuàng)立了二次差內(nèi)插算法，并用這種算法計(jì)算太陽(yáng)位置和定氣時(shí)刻。

元朝初年，郭守敬和王恂等人編制了《授時(shí)歷》。他們認(rèn)為前人對(duì)于太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的認(rèn)識(shí)比較粗疏，太陽(yáng)運(yùn)行的度數(shù)不是時(shí)間的二次函數(shù)，而是三次函數(shù)，以三次差內(nèi)插算法應(yīng)用于太陽(yáng)運(yùn)行的計(jì)算。此外，郭守敬還創(chuàng)制了許多出色的天文儀器，其中最值得一提的是留存至今的登封測(cè)景（即“影”）臺(tái)。郭守敬通過(guò)實(shí)測(cè)獲得了許多精確的數(shù)據(jù)?！妒跁r(shí)歷》所采用的一些數(shù)據(jù)在當(dāng)時(shí)幾乎是最精確、最先進(jìn)的。

（作者系南京大學(xué)天文系教授、中國(guó)科學(xué)院紫金山天文臺(tái)客座研究員）