机械表时刻之问

《时间之问》是一部作者和学员对话交流的“记录”,拔取“时间”作为跨学科琢磨的媒介,联接起数学、天文、历史、集成电路、中国太古知识等不同科目,这多少个话题像一颗颗分流的串珠,被“时间”这根主线串联起来。这里既可以赶上祖冲之、郭守敬、庞加莱、普赖斯(Price)(Price)等大地理学家,也会意识庄子休、博尔赫兹、史铁生、柏拉图(Plato)等文哲大家。

一周后的同一时间,同一家食堂。老师和学员又赶上了。老师穿了一件棉麻布质的中式马褂,对襟开的。

入座后,学生嘴角表露一丝浅浅的微笑,问道:“老师,您穿成这么,不会是刚从18世纪穿越回去吧?”

“怎么?像啊?可是我手里可不曾从过去带回一枝花啊!”

“但,您怎么穿得这样传统呢?难道和前几天的话题有关吗?”

“还真让你猜对了,你可真会以“衣”取人!”

“那和哪一个观念有关吗?”

导师端起茶杯喝了一口茶接着说道:“你听说了吧?二十四节气申请联合国文化遗产成功了!

“哇!是啊?真是太好了!哪一天啊?”

“不久前,2016年1月,联合国教科文协会开会把中国报名的二十四节气列入了人类非物质文化遗产代表作名录。”

“真是一个大大好消息!”

“可是,说实在的,这种传统的事物现在倒是越来越被众人忘记了。本次申遗成功正好是两遍人们重新认识传统文化的转机,让众人重新认识出色的历史观文化。”

“嗯,是的。”

二十四节气“申遗”成功!

“你还记得所有24个节气的名目吗?” 先生问。

“当然记得了。其实自己是记忆一第一节气歌:

春雨惊春清谷天,
夏满芒夏暑相连。
秋处露秋寒小满,
冬雪雪冬小清明。

相应的24个节气就是:

立春、雨水、惊蛰、春分、清明、谷雨、
立夏、小满、芒种、夏至、小暑、大暑、
立秋、处暑、白露、秋分、寒露、霜降、
立冬、小雪、大雪、冬至、小寒、大寒

对不对?”

“完全正确!”

“不过老师,为啥前天大家要聊二十四节气呢?其实刚才一进门看到你穿着中式服装,我就很迷惑。现在得以揭破谜底了吗?”

“可以。不过自己想先请您想起一下,我们前五次聊天的主题是怎么?”

“当然是时刻了!大家聊了“现在”的意思,那个远去的充满神秘和惊喜的“过去”,还有看不见的、难以预知的愚昧的“未来”。”

“对。那你认为二十四节气和“时间”有涉及吧?”

“啊哈!原来如此啊!”学生豁然开朗。

要是您想像一年就是一个持续回归的圆圆,而浑圆上有24个刻度,而二十四节气所代表的就是光阴的刻度。”

“嗯,我能想象得到 。”

节气 (Wikipedia)

“刚才我们提到传统文化,24节气是价值观文化里这个首要的一部分。这我先问一个题材吧:二十四节气是旧历依旧农历呢?

“哦?这也算是问题?当然是公历了!”学生不假思索地商议。

“为啥呢?”老师追问道。

“这很容易精通啊,24节气是大家老祖宗发明的,而我辈金朝中华人一贯在用农历呀。所以24节气既然是观念文化的一有些,这也决然是旧历了。至于阳历,这是洋人发明的嘛!”

“哦!这你说中国人用旧历的益处是何等啊?”老师追问道。

公历最大的利益就是福利!因为公历是遵照月亮的圆缺周期来标注日期,任何一个不识字的人到了下午一经抬头看月就知道前几日是几号。西晋的国家核心都是农业国家,而大部分人都不识字,家里即便有日历也看不懂,而月相不用识字就可以看懂,而且不怕帝国领土辽阔,不论处在的人收看的平等的月相,所以不会招致误解。不仅中国,世界上还有不少国度从前都采纳农历。”

纯阳历以月相变化来规定日期 (Wikipedia)

“是这样的,不过节日是节日,似乎还有另外三回事… …”老师欲言又止。

学员跟着说:“你看,中国的传统节日和风土人情都是和公历相关的,例如12月尾一新春佳节、2月底五青龙节、十一月十五端午。可是导师您干什么问这么简单的题目吧?”

“你说的新年、重阳、腊八节都是按照阳历那没错。你有没有察觉这个节日每年对应的公历不等同?”

“当然了,那一个传统节日是公历,而近日历法是农历,当然不相同了。”

太阳历一年是365天多或多或少,那么公历一年是有些天吧?

“这我还并未想过。”

“好,让大家共同算算。阳历是月亮历,每个月是月球绕地球一周的年华,平均大约是29.5天多或多或少,所以12个月就是29.5加倍12,是354天多或多或少,比农历的365天师长近11天呢!

“啊,我怎么没有想到呢?这将近11天的异样不会造成什么问题吗?所以每年的上巳节对应的农历日期都在变,是这么吧?”

“是的。但是刚才自己想说的是:节日是节日,节气是节气,它们是一遍事吗?万一中秋节呢,它每年的日子在变呢?”

“啊,原来如此,我精通了!年年的明朗的生活总是很固定,九月4日或5日,大寒的日期也是原则性在历年1十一月21日或22日。”

“对,这就是我的意趣。”

晴天上河图 (Wikipedia)

“真是意料之外,为何节气却和阳历日期对应的如此巧啊?看来节气和节日真不是一遍事。”

“对啊?” 先生显露一丝得意的笑容。

学生仍然有些疑惑,“然而,我们的老祖宗真的懂公历吗?”

“如若老祖宗在坟墓听到你这样的发问,估算会气的爬出来教训你了。”

“啊?老师您别吓我,老祖宗真的懂农历啊?没悟出啊。”

“这自己先问问您知不知道另外节气对应的阳历日期?” 先生抬头问了一句。

“记得多少个,比如大寒是二月4日紧邻,小暑是十一月21日邻近,冬至是2月21日邻近,冬至是四月21相邻。”

“这我们就以大暑和爽朗为例吧,这是几个相邻的节气,你看看它们之间隔了稍稍天?”

“从3月21日到4月4日,大约15天,也就是五个节气之间是半个月。”

“对,从而24个节气刚刚就是12个月,对吗?注意那里的月是农历的月哦,因为您说的日子都是阳历。”

学生有点诧异地说:“真是神奇!不过老祖宗怎么来测定每个节气对应的日期呢?”

“刚好,我的无绳电话机里又一个万年历的应用程序,大家先看看2019年的节气都是什么时候吧。”

“好啊。”

教员打开手机,学生凑过来一起看前年的节气分布。

学员看了看问道:“奇怪,怎么节气旁边还标注着某一天的某部时刻。清明:2017年4月4日,
22时17分16秒
,哇!都准确无误到秒了。节气不是何时吗?怎么还有时刻呢?”

“是的,从农业耕作的角度看,早一秒和晚一秒似乎并未分别,然而那一个题材大家过一会再细说。其实最令人惊愕的是,东汉中华人在未曾现代仪器的情景下得以规范推算到那么些随时。一千五百多年前的南北朝时期的炎黄人就足以精确到一分钟之内了!”

“不会吧?不过这时连钟表都并未呀!”

“那就是祖师爷的灵气了。”

“我直接觉得四大发明是神州人最大的了解结晶,没悟出这24节气也这么神奇!”
学生的眼力里表露了令人羡慕,但也呈现出茫然。

“还真让你说着了,这24节气被气象学家认为是中国的第五大发明,是汉朝东方人独有的一种思考问题的艺术,是东方智慧的结晶。”

“这24节气和农历对应的这么好,这么说24节气是阳历了?”

“不过你的话音好像还有些怀疑?然则有嫌疑是好事,大家就是要搞清楚到底是怎么回事!”

学员听到导师肯定了疑虑的做法,就延续说:“毕竟中国太古向来不选用公历而是使用了旧历作为历法。”

但老师却说:“这句话似是而非。适于地说,中国太古使用的历法叫农历而不是旧历!

学生挠了挠头说:“我越弄越繁杂了,公历不就是旧历吗?”

教授逐渐地协议:“其实两边是不完全相同的。农历是咱们最先的叫法,实际上我们利用的不是纯阴历,而是一个更是高档的历法,那个历法里不仅考虑了月球的圆缺周期变化,还考虑了日光的周期变化,所以是个阴阳混合历。要弄懂这多少个,要先弄通晓什么是阳历,什么是阳历。刚才您早就讲了怎么是阳历,农历是一点一滴按照月亮的圆缺周期来制订的历法,月相循环变化三遍的光阴就是一个月29.5天,12个月唯有354天。对吗?”

“对。”

旧历是基于月相以及地球太阳的相对地点来规定月份和日期 (Wikipedia)

但是要是严酷遵从旧历,那么每12个月作为一年,就会和太阳的变迁周期发生11天的误差。也就是说三年就少了一个多月,换句话说农历新年就会比农历新年提前一个多月来临,那么这么继续下去,18年就少了半年多,那样新年就会提早半年过来,这样就劳动大了,假设二〇一九年是在冰冷的夏季过新春,18年之后就要到火热的冬天过中秋了。你能想象得到摇着扇子、吃着冰棒过年的感到呢?

“这也无奈过年啊!庄家在地里还没成熟,鸡鸭也未曾养肥呢!那中国人是如此解决这多少个问题的?”

“你应有能猜出来吧?不知你有没有留意到,每年端午对应的公历日期具有一定的波动性,总是在五月下旬和6月下旬以内波动。”

“是的,总是在7月和1月,没有无限期地向秋日和冬季偏移。”学生自然地说。

“比方说,我现在打开了一个万年历,你看这一年的下元节在五月底旬,第二年就提前到了9月上旬,再到第三年又继续提前到了12月下旬,到了第四年突然又推迟到十一月底下旬,之后第五年又反方向提前到了10月上旬,第六年又超前到了三月下旬。为何第四年的新年不再向前提,而是是推后了吧?”

“哦,让自己啄磨,是不是因为闰月的原因吧?

“我想听你详细说说。”

“第四年的新春佳节于是不再接续向前移,有可能是因为在第三年里扩展了一个闰月,所以新年须臾间延迟了1个月。是如此的吧?”

“是的。”

这现在还有严峻按照公历历法而不设置闰月的国家吗?

“有,穆斯林国家就是规定一年有12个月亮月,一贯不扩充闰月。”

“哦,这他们的冬至节日期真的是络绎不绝前移吗?”

“是的,可是确切地说,他们最大的节日是开斋节,相当于大家的新年。”

“开斋节?这词挺熟的,好像在情报里听过。这开斋节是伊斯兰历法的几月几日呢?”

“伊斯兰历法的二月1日,因为10月是穆斯林斋月,而三月1日是斋月截止后庆祝的首先个日子,就是开斋节。”

“比方说近年来几年的开斋节是公历的什么日期呢?”

“我们可以查一下:2015年的开斋节是二月17日,2016年是十月7日,二〇一七年是九月26日。”

“难怪,每年都向前移了11天左右。可有时是10天?”

“那也是可能的,我想是因为月亮的圆月有时是大月30天,有时是小月29天,所以有时是无止境移动10天。”

假设前几日开斋节是在冬天,那么18年之后就会跑到夏日?

“是的。”

“还真有点不习惯吗。”

“是啊,不过世界上就是有这样奇妙的事体,在您听到它此前完全想不到它会是其一样子。”

“老师,这公历呢?是怎么来的吗?”

“那些要从古布加勒斯特说起了,公元45年,哥本哈根的天骄凯撒发布了一个新的历法:儒略历,规定一年12个月,大月和小月交替分布,每年365天,每4年扩张一天,也就是平均每年365.25天。由于后来误差累积越来越大,到了1582年,教皇格里高二世不得不对闰年的不二法门做了一回优化以便减小误差,扩张了100年和400年置闰的规定,这个新历法称谓格里高历。这些历法基本稳定下来。”

太阳历的大小月份分布 像左右三个拳头放在一块儿 (Wikipedia)

“这也就是大家明日的农历吗?”

“对,每四年多加一天,每100年时不扩大一天,但每400年要么增加一天。

“这么看来,仍旧农历的置闰方法大概一些。”

“可是别忘了,我们刚刚说了,公历也有友好的利益。”

可是为什么阴历需要如此复杂的调停呢?到底怎么设置闰月呢?看似没有怎么显著的法则可循。这背后的原由到底是如何?”学生不解地问道。

“我先举个例子吗,你看道墙上这些机械钟了啊?”老师一边说,一边指着餐厅收银台后边墙上的圈子钟表。

学生回眸了一下。

教工随后说,“其实很是简单,这是一个常规的机械表,深夜9点,时针刚好指向数字9,分针刚好指向数字12。当时针转了所有一圈后到了夜晚9点,分针也刚有起色完12圈,指到了12的职位,这样时针和分钟又回来了原来的最先地方。接下来又是一个12刻钟的大循环,来到了下午9点,依次轮回。”

“对,这很简短。”

机械钟表

“接下去想象一个有故障的机械表,依旧从早上9点整先河。1钟头后,分针已经转过了一圈还多了2分钟,也就是说已经过了数字12的地方。这样每时辰就多走了2分钟。那样到了夜间9点就多走了不怎么分钟啊?”

“12乘以2,多走了24分钟。”

“对。12钟头后,时针绕了一圈回到了9点,而分针远远超过了数字12又多跑了一段,到了24分的地方。”

“是的。”

“那么,再过12个时辰,时针又重新指到9时,分针又多走了24分钟。也就是到了48分的岗位。”

“对。”

这样一来,时针和分针就无法赶回原来的9和12的地方。

“是的,没法回去最初的职务。”

“这大家得以猜度一下,要等到稍微次次这样的巡回之后,时针和分针才同时再一次重回正常的9点整的职位?”

“我算一算,每12钟头,时针回到原先的职位,但分针多走24分钟,要想让分针重新归来60分的地方,就是看这24分钟累积到何时才能够直达60的整数倍?
时针绕三圈时分针多走了72分钟,一回就是多走96分钟,只有到三遍之后,分针刚好多走了24倍增5等于120分钟,是60分钟的平头倍,这时分针才又回来了数字12的职位。”

时针绕5圈后,时针和分针才回去最初的职务,也就是2天半将来了。”老师总括道。

“对,然则说了半天,我都有点晕了,这究竟和公历公历有咋样关系呢?”学生不解地问道。

“别急,其实这多少个事例就是一个简化版的阴公历。搞懂了这个就弄懂农历的置闰了。”

“是吗?为啥吗?”

“你看一旦一年刚好有360天,而一个月刚好30天,那么农历和公历就全盘一样,不用区分了。”

“是的,这是最卓绝的情事。”

“对,这就像是首个健康的机械钟,每刻钟刚好有60分钟。每经过12刻钟,分针和时针又回到最初的职务。那么对于太阳、地球和月亮来说也是一致,每经过一年地球、月球和日光的相对地方又回去最初的旗帜。”

“可是地球和日、月的实际上运行周期并不是这种卓绝的情状。”

“是的,这多亏问题的基本点所在,正像这多少个故障的时钟,一刻钟不是60分针,而是62秒钟。同理,地球绕太阳的一年不是360天,而是多出了5天多,而月球绕地球的一个月又比30天少了邻近半天,这样一年过后,太阳地球月亮的职务并未回到原先的职位,而是差了一点点,就像分针没有重新指回到12的地方一样。”

“差了有些啊?”

“确切的说,一年过后,月亮超过了它最初的地点,还多走了将近11天的离开,那样就劳动了。假设把分针转一圈比做一个月,而把时针转一圈比做一年的来说,当时针转了全套一圈时,分钟多转了一段;或者当分针整整转了12圈时,时针还从未转完一整圈。”

“既然这样麻烦,这为啥还要用夏历呢?”

“我们刚刚说过,对于一个识字率很低的农业国家来说,一个不识字的小农到了下午假设抬头看月就清楚前天是几号。其它,国家的行政命令规定的日期可以更好地执行,而不会挑起混乱和误解。”

“这公历的补益是如何啊?”

“除了简单以外,也和农业有关!没有农历,农民每年都要总括二〇一九年要在哪个月先河播种,哪个月去得到。比如现在的十月是在青春,那么18年后的12月就跑到春季了。借使确定三月播种,我们总无法到了春天才播种吧?

“看来都离不开一个“农”字,无论怎么时候都急需种田。只是既要保留公历的亮点,又要保障公历的助益,就要找一个万全之策。有点子吧?

“办法嘛, 对于聪明人来说,仍旧有的……”

欲知详情,下次分解…


  • 后记

写完这篇著作,外出散步,阳光明媚,一扫今日的阴雨霏霏,猛然发现明天刚好是二十四节气的“春分”

“立夏” 这一节气意味着太阳在天球上经过黄经0°与赤道交点(升交点)的时刻

前年的立夏时刻是:二零一七年8月20日18:28.



关于作者:笔名偶遇科学,微电子学学士,喜欢追逐事物背后的原由和不同学科的交换,寻求科学与人文的休戚与共。求学和教学的经验让她收获了谨慎的构思精神,更让他理解了科学背后温情和人文不可或缺。周周他和学员在食堂的固化约会,话题无所不包,一起发现科学、并分享思考的野趣。


参考文献:

  • 陈之藩,《陈之藩小说 卷三 – 思与花开》
    (著作:“节气是公历”),加州圣地亚哥分校大学出版社,2012

未特别标明来源的图形都来源于pixabay.

相关文章