4月5日是农历的清明节气。
很早以前,中国古人就总结了二十四节气,用以指导农业生产,还有许多有关节气的农谚,比如:清明前后,种瓜点豆。过了芒种,不可强种等等,这充分说明了我国古人高超的农业智慧。
你有没有发现:每一年每个节气的公历日子几乎都是固定的:比如雨水总是在2月19日附近,清明总是在4月5日附近,夏至总是在6月21日附近,冬至总是在12月21日附近…不仅如此,每个月还都刚好有两个节气。
二十四节气不是我国古人发明的吗?为什么和西方传入的公历如此契合呢?这就要给大家讲讲公历和二十四节气之间的关系了。
1二十四节气的含义
阳历,又叫太阳历,是根据地球绕太阳运动的规律规定的历法。人们观察太阳高度的变化、四季的更替循环,就有了年的概念,地球围绕太阳公转一圈的时间就是一年。现在世界通用的公历(格里高利历)就是一种典型的阳历,通过平年365天、四年一闰、百年不闰、四百年再闰的方法,平均每个阳历年的时间非常接近地球围绕太阳公转的周期。
中国在很久以前就进入了农业社会,对太阳历的需求变得十分迫切,这是因为太阳是影响地球上气候变化的主要因素,按照阳历来规定日期能够更加方便的指导农业生产。在这样的背景下,中国古人创造出了被誉为“中国第五大发明”的二十四节气。
地球围绕太阳公转的平面称为黄道面,地球在黄道面上公转时,同时还在绕着地轴自转,而且,地球的自转轴并不是垂直于黄道面,而是与黄道面夹66.5度的角。
地球自转轴与黄道面

在地球公转的过程中,太阳光直射地球的位置会发生变化。有时候太阳光直射北半球,北半球温度较高,白天比晚上时间长,就是夏季;有时候直射南半球,北半球温度较低,晚上比白天时间长,就是冬季。

二分二至
每年6月22日左右,地球会运动到一个特殊的位置:太阳光直射点在地面上最靠北的位置——北回归线。这一天北半球的白天最长,中国古人就称之为夏至。
半年以后,大约在12月22日,地球会运动到另外一个特殊位置:太阳光直射点在地面上最靠南的位置——南回归线。这一天北半球白天最短,中国古人就称之冬至。
在冬至和夏至之间还有两个特殊日子,太阳光会直射赤道,此时北半球会昼夜平分,就称之为春分(3月21日左右)和秋分(9月23日左右),这就是二分二至。
为了更好的解决农业生产,人们又在二分二至中间添加了其他的节气,于是就形成了二十四节气:
有一首歌可以方便的记住这二十四个节气:
春雨惊春清谷天,夏满芒夏暑相连,
秋处露秋寒霜降,冬雪雪冬小大寒。
二十四节气的名字也非常艺术,比如“惊蛰”就表示打雷,惊动了地下的虫子,“谷雨”就表示雨水充沛、谷物生长,“芒种”表示有芒的作物开始播种,“白露”表示草木上有露珠,天气正式转凉等等。

2二十四节气的日期
当然,在中国古代,人们并不清楚地球围绕太阳公转,也不清楚地球和太阳的位置关系,不过聪明的古人通过“立竿见影”的方法就找到了定冬至的方法。
在冬天,太阳光直射南半球,正午太阳高度较低,立起的杆子形成的影子比较长,人们就把影子最长的那一天定为冬至。在夏天,太阳光直射北半球,正午太阳高度较高,立起来的杆子形成的影子比较短,人们就把影子最短的那一天定为夏至。按照影子长度的不同,人们就可以定出二十四个节气。

不过,冬至表示的是太阳光直射北回归线的时刻,一般并不在正午,所以每年冬至影子的长度也是不完全相同的。中国南北朝时期的数学家和天文学家祖冲之,经过长期的观测和计算,找到了一种测量冬至时刻的方法。再通过两个冬至之间的时间,祖冲之推算出一年的时间是365.2428天,相比于现代人们精确测量出的365.2422天,仅相差不到一分钟。
祖冲之塑像

节气日期的确定在历史上也有变化,在祖冲之编纂的《大明历》中首先要确定每年冬至的日期,然后再按照每过15或16天一个节气的方法来定出其他节气,这种方法称为平节气。到了元代,郭守敬等人主持编纂了更加准确的《授时历》一直使用到明末。
郭守敬塑像
但是,由于这部历法没有考虑到近日点进动现象,误差逐渐增大,以至于错误的预报了日食日期。崇祯年间,徐光启等人成立历局编纂新历法。
利玛窦和徐光启
徐光启受到利玛窦等西方传教士的影响,聘请了欧洲科学家翻译哥白尼、第谷、开普勒等人的著作,最终完成了137卷著作《崇祯历书》,书中介绍了西方的天文学理论和数学计算方法,并依据西方的方法计算得到了天文日期表。只可惜,这部历法还没来得及使用,明朝就灭亡了。
后来清朝皇帝决定使用这部历法,并改名为《时宪历》,在这部历法中,将节气的规定改为地球在公转轨道上每转过15度角为一个节气,这种规定节气的方法称为“定节气”。在冬天,地球转动速度快,两个节气的时间间隔短;而在夏天,地球转动速度慢,两个节气的时间间隔长。
总之,24节气是依据地球公转确定的,而公历也是根据太阳公转确定的,因此就不难理解为什么每年每个节气的阳历日期都基本确定了,前后不超过一两天的差别。二十四节气是我国古代劳动人民的伟大创造,为指导农业生产提供了巨大便利,也代表了我国古代天文学的极高成就。
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