上下四方曰宇,古往今来曰宙。请随我们进入“时间”的故事。
目前世界通用的日历是阳历,它的起点被国际上定义在耶稣诞生日,周期是地球绕太阳的运行周期。实际使用的主要日历除了阳历,还有阴历和农历。阴历考虑的是月亮的运行周期,农历则同时考虑月亮和太阳两者。
由于地球自转、地球绕太阳公转和月亮绕地球公转的3个周期之间不是整倍数关系,因此历法制定者就需要协调这3种周期,不同的协调方法产生了不同的历法。
阳历根据地球绕太阳的公转周期来确定一年的长度,接着确定月的长度。阳历的月有28天、29天、30天、31天,大月和小月出现的次序有些无序。为什么会出现以上这些现象呢?这是科学和政治协调的结果。
图1. 阳历的产生根据人们对太阳的观测而来(图源:作者)
阳历的制定,需要协调地球自转周期和地球绕太阳的公转周期。随着人们对“年”长度的测量精度的不断提高,阳历也被不断更新。
公元前45年,罗马皇帝儒略·凯撒采用了埃及天文学家对时间进行测量后的结果,确定一年为365.25天。他们当时制定阳历的基本思路是:使阳历的年有两种长度,一是小于回归年,定为365日,叫做平年;一是大于回归年,定为366日,叫做闰年。
然后就是解决“几年一闰”,合理设置闰年的问题。一个回归年的零数为6小时,积累4年则将近一日,设置“四年一闰”较为合理。
凯撒的生日在7月,于是就把单月定为大月,每月31天,6个大月共186天;除2月份以外的双月定为小月,每月30天,5个小月150天;2月则比较特殊,闰年时设为30天,平年是设为29天。这样,一年的366或365天就此形成。
这就是儒略历。
凯撒去世后,他的侄子屋大维即位。屋大维生于8月,而8月竟然是小月,这让他很生气,后果很严重。
天文学家没办法,只好把8月改成大月。于是把8月以后的偶数月(10月和12月)也都改成大月,奇数月(9月和11月)则都改成小月。如此一来:大月有1、3、5、7、8、10、12共7个月217天,小月有4、6、9、11共4个月120天,这时只好把2月改成平年28天和闰年29天。这样的阳历历法,被叫做奥古斯都历。
图2. 大小月示意图(图源:网络)
虽然奥古斯都历搞乱了大小月的次序,但这种历法仍然准确协调了地球的自转和公转周期,用起来也还算方便。
在奥古斯都历使用了一千多年后,天文学家发现了问题。早前测量的“年”比实际的稍微长了一点。一年比365天并不是多6小时,而是多了6小时再减去大约650秒。别小看这650秒,累计400年就会是大约3天。也就是说400年里多闰了3次。
1582年,罗马教皇格里高利十三世对儒略历进行了修订,改成格里高利历。格里高利历主要改革之处就是调整了闰年的设置方法,让每400年少闰3次。凡公元年数能被4整除的年份为闰年,但公元年数后两位均为零者,如1600、1700、1800、1900、2000……等等,能被400整除时,才能定为闰年。如此这般,每400年就可以少闰3次,设置为97个闰年。
格里高利历也叫公历,是20世纪以来世界通用的历法。
格里高利历调整闰年设置规则后,虽然很准,但从儒略历到格里高利历经过了上千年,中间又出了几次错误,到1582年的时候,已经多闰了10次。也就是说,日历的日期落后了10天,需要调回去。也就是需要跳过10天,在1582年10月4日之后,直接为10月15日。
图3. 不少城市都有太阳历广场(图源:作者)
素以保守著称的英国人,大不列颠及其北美殖民地直到1752年才弃用儒略历、改用格里高利历。结果就是这是需要跳过11天,从9月2日直接变为9月14日。这一改动在伦敦引起轩然大波,市民们认为自己被骗取了11天房租,上街游行者的口号则更为愤怒:“还我11天的生命来”。
当时,身在美洲的富兰克林劝告人们不必沮丧,因为“你可以在本月2日平静地躺下,直到14日早晨才醒来”。俄罗斯则更为固执,直到1918年革命后才改用格里高利历,这次需要跳过13天!因而当列宁在宣传“资本主义的最后一夜是寒冷的”时,当时还是儒略历10月24日夜,这也就是为什么十月革命纪念日被定为11月7日的原因。
虽然乱,但阳历的历年与回归年十分接近,与季节和节气吻合,便于在生产和生活中应用,所以被世界各国普遍采用。但由于屋大维搞乱了阳历的历月制度,而且格里高利历本身也并不十分完美,它处于对阳历不断探索改革的过程中。针对格里高利历的不足,联合国很早就提出改革历法,建议实行新的《世界历》,但这个问题一直在讨论过程中,并未形成统一的结论。
作者简介:
李孝辉,中国科学院国家授时中心研究员,博士生导师。国家卫星导航重大专项专家组成员,主要研究时间频率测量、时间同步、卫星导航。
孟令达,博士,中国科学院国家授时中心助理研究员。主要从事时间频率测量、时频科学数据管理、数据融合分析等方面的研究工作。
来源: 光明网