中国古代曆法详解——杨景磐
中国古代曆法详解——杨景磐
寒來暑往的周期是一年，一年的長度在先秦時期是365.25日；月盈月虧的周期是一個朔望月，一個朔望月的長度在先秦時期大約是29.53日。年、月、日構成了曆法的三個基本要素。曆法的主要任務就是合理地安排年、月、日三種周期，以使它們成為整數，這樣不但便於記憶，也便於使用。
曆法編算有三種：一是只考慮太陽運動的陽曆。最先使用陽曆的人大約是古埃及人，他們根據尼羅河的泛濫周期，把一年定為365天，一年分為12個月，每月30天，在12月之後加入5天假日，湊成了365天。後來，羅馬人的統治者愷撒把這五天分別插入了不同的月中，還從他們認為不吉利的2月抽出兩天，也插入了其他的月份中，這樣一來，一年就有7個31天的月，4個30天的月，一個28天的月。羅馬時期，天文學家已經知道一個回歸年有365.25日，如果只按照這種規則安排，每四年就要差出一天來。於是，他們就把多出的一天加在了2月。根據月相變化製定的曆法叫做陰曆，現在使用陰曆的國家已經不多了，只有少數阿拉伯人使用的「伊斯蘭曆」按照陰曆方法編製。
中國的陰陽合曆
中國的陰陽合曆是第三種編算方法，它不僅考慮月亮的圓缺變化，而且要考慮到太陽的周年視運動。據考證，中國大約從殷商時期就已經開始使用陰陽曆了。
陰陽曆的平年有6個30天的月，6個29天的月，加起來是354日，與一年的長度365日差11天。如果總是這樣安排的話，那麼，每三年就會差出一個多月。於是古人就想出了每三年加一個月的辦法，這個多加的月就叫做閏月。但是，後來人們發現三年加一個月太少，不能補上三年差出的33天；五年加兩個閏月太多，又超出了五年差出的55天，如果在19年中加上7個閏月就能得到滿意的結果。 19個回歸年是6939.75日。19年有228月加7個閏月是235個月，235個月合計是6939 .55日，與19個回歸年的日數6939.75只差0.2天，也就是差不到5個小時。
陰陽曆基本上能保持月份和氣候的冷暖相一致，不會像陰曆那樣，甚至在六月也可能出現下雪的天氣。
二十四節氣
二十四節氣依次指立春、雨水、驚蟄、春分、清明、穀雨、立夏、小滿、芒種、夏至、小暑、大暑、立秋、處暑、白露、秋分、寒露、霜降、立冬、小雪、大雪、冬至、小寒、大寒，其中奇數序叫節氣，偶數序的叫中氣。二十四節氣究竟有什麼意義，是怎樣編排進日曆中的呢？
二十四節氣實際上是把太陽周年視運動劃分成24等份。按照中國古度一周天為365.25度，每一等份就是15度多一點。中國古人在很長一段時間認為太陽運動是均勻的，而且一天走一度，那麼每一等份就相當於15天多。古人根據實際觀測得出某年冬至發生的時刻，然後就從這個時刻開始累加，冬至累加15天多得到小雪，小雪累加15天多得到大雪，依此類推就可以得到全年的節氣。
由於二十四節氣描述的完全是太陽運動，那麼它就和氣候變化緊密相連；而自然界中物候的變化、農民春播秋種的時間又是由氣候的直接決定的，因此二十四節氣就多以物候變化和農作物的生長來命名，如「驚蟄」就是指春雷響動，驚動了蟄伏在地下冬眠的小動物，它們將出來活動；「芒種」就是有芒的作物開始成熟，此時也是秋季作物開始播種的時候了。安排二十四節氣也是中國古代曆法的重要內容。
結繩記日刻木相會
生活在現代的我們，隨時都可以知道今天是何月何日。因為我們的牆上、桌子上、手錶上、電腦上處處都有日曆。它們在我們的生活中是如此平凡普通，以至於我們對它們已經熟視無睹了。
可是在遠古時代，人們根本沒有日曆用來記日。他們該怎麼辦呢？一個人要離家外出，他怎樣知道自己離開家有多少天了？為了解決這個問題，古人想出了一個「結繩記日」的辦法。當一個人要出遠門時，就在自己腰間繫一根繩子，過一天在繩子上打一個結。到達目的地後，數數繩子上的結，就知道他走了多少天。往家返時，過一天就解一個結，等所有的結解完了，差不多人也就到家了。這種方法，中國的一些少數民族甚至在二十世紀四、五十年代還在使用。
如果兩個人約好在十天後再見面，他們就會在一個小木片或者小竹片上刻上十道刻痕，然後從中間劈開，各拿一半，每過一天，兩個人都削去一道刻痕。當竹片上的十道刻痕削完了，他們再見面的日子也就到了，這就是「刻木相會」。
甲骨片中的历法
殷商時代的帝王和貴族常常要向占卜人詢問：近期天氣怎樣？今年農業收成如何？發生在某年某月某日的日食或月食，是吉兆還是凶兆？占卜人就會用青銅刀把這些問話刻在龜甲上，然後用燒紅的青銅簽燙龜甲的內面。灼熱的青銅簽會讓龜甲裂出不同的紋路，占卜人就是根據這些紋路來回答問詢者。這些刻在龜甲上的文字就成了我們漢字最古老的祖先：甲骨文。
在河南安陽殷墟出土的幾塊甲骨片上，整整齊齊地刻著六十干支表。這些甲骨片不像其他那樣有灼痕，顯然不是占卜用的，後人推測它們可能在殷商時期起著日曆的作用，是專門用來記日的。干支記日法就是用十個天干：甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸和十二地支：子、丑、寅、卯、辰、巳、午、未、申、酉、戌、亥依次相配，以六十為一周期。如果假設某一天為甲子日，那麼第二天就是乙丑日，第三天就是丙寅日，依此類推，循環往復。干支記日法是中國古人的一項重要創造。關於殷代曆法，人們普遍認為它是以干支記日、月亮的月相變化記月、太陽的周年運動記年。平年十二個月，閏年13個月，閏月加在一年的年尾稱為十三月。月有大小之分，大月30天，小月29天，大小月間隔，有連大月。
占星术
讓我們從一個占星術的故事，以大致了解一下中國古代的占星家是如何占星的。南北朝時期北魏的崔浩不僅是皇帝的御前顧問，而且是著名的占星家，經常以占星的方式參與國家大事的決斷。有一次，太史令向皇帝報告，在匏瓜星官中的火星不知何時失去了蹤跡，可能下到了某個國家，要給那個國家帶去災難。皇帝聽了很害怕，立即詢問大臣火星到哪里去了。
安徽阜阳出土的汉28宿圆盘
崔浩就根據火星失蹤兩天的干支：即「庚午」和「辛未」判斷說，按照十二分野庚和午都是秦國的分野，所以火星肯定去了後秦（與北魏同時的一個小國家）。當時，朝中的大臣沒人相信崔浩的話。結果，過了八十天後，火星果然在秦的分野井宿中出現，而且停在井宿不動。那一年，後秦國中發生了嚴重的旱災，謠言四起，民心浮動。第二年，國王死了，他的兩個兒子互相爭鬥，沒有幾年國家傾滅了。這次星占被時人稱為神占，事實上，崔浩知道火星在運行中有順行、逆行、還有留，只要略加推算，他就能夠知道火星去了哪裡；而且作為皇帝的御前顧問，他掌握了很多後秦社會政治方面的情況，因此他對後秦國家命運的判斷並沒有什麼神秘可言。
分野
春秋戰國時期，分封出來的諸侯國多不勝數。這就為星占學家提出了一個問題：天下如此之大，分封出的諸侯國又是如此之多，而天只有一個，如果天上發生某種天象，警告的應該是哪一國、哪一地區呢？古代中國人的解決辦法就是讓地上的州、國瓜分天球，這樣一來某一天區出現的天象，就對應到了某州、國的頭上，這就是分野之說。
《晉書?天文志》記載了一份兗州、豫州、幽州、揚州、青州、并州、徐州、冀州、益州、雍州、三河、荊州十二州，鄭、宋、燕、吳越、齊、衛、魯、趙、魏、秦、周、楚十二古國瓜分十二次、十二辰和二十八宿的完整資料。對於二十八宿，由於二十八不是十二的整數倍，且二十八宿佔據天空的範圍有寬有窄，星占家們就把某些宿次分割開來，讓同一宿分屬不同的州和諸侯國。
從《晉書?天文志》中記載的十二國分野的名稱來看，作為占星術基礎的分野之說可能定型於春秋戰國時期，但是早在《周禮》中就有：「以星土辨九州之地，所封封域，皆有分星，以觀妖祥」的字句，這幾乎涉及到了分野之說的所有要點。
歲星紀年法
歲星即木星，它的公轉周期為11.86年。在古人看來，大約十二年之後，木星又會在同一天區出現。於是，人們把赤道帶均勻地劃分成十二等分，從冬至點開始自西向東依次叫做星紀、玄枵、娵訾、降婁、大梁、實沈、鶉首、鶉火、鶉尾、壽星、大火、析木。這種劃分方法叫做「十二次」。當一些重大的歷史事件發生時，記下木星在十二次中的位置就說明了事件發生的時間。例如《國語》記載周武王打敗殷紂王的年代就說：「武王伐紂，歲在鶉火」。這種紀年法叫做歲星紀年法。
十二辰十二次
黃赤交角
地球有公轉也有自轉，它的公轉軌道面向外延伸和天球相交形成的大圓叫做黃道；自轉軌道面向外延伸和天球相交形成的大圓叫做赤道。黃道面和赤道面並不重合，它們之間有一個24度左右的夾角，叫做黃赤交角，中國古代稱為黃赤大距。
渾儀是中國古代測量日月五星位置的主要儀器，它測出的資料是天體的赤道座標；而我們都知道太陽在黃道上運行，其他的月亮和五大行星也在黃道附近運行，所以古人在編算曆法時，就要經常把赤道座標換算成黃道座標。而要做這樣的換算，就不可避免地要用到黃赤交角的資料。漢代人一般認為黃赤交角約為誤差約1分左右。唐代徐昂測得誤差為37秒，達到了相當高的精確度。
《周髀算經》中記載了一個很簡單的用八尺圭表測量黃赤大距的方法。冬至正午測得表的影長是一丈三尺，夏至影長是一尺五寸，又知道測量的地理緯度，利用最基本的天文知識和三角知識就可以求得黃赤大距。
歲差
歲差是由於太陽、月亮和行星對地球赤道突出部分的吸引，使地球自轉軸的方向發生變化而產生的。很多人小時候都玩過一種叫做陀螺的小玩具，自轉軸不斷發生變化的地球就像一個傾斜旋轉的大陀螺，它一面繞自轉軸自轉，同時自轉軸也在天空中轉圈圈，不過速度沒有玩具陀螺那樣快罷了。地球自轉一周需要一天時間，而它的自轉軸在空中轉一圈卻需要約兩萬六千年，這種緩慢的移動就是歲差。歲差在天文觀測上表現為兩個方面：一是黃道和赤道的交點：春分點和秋分點沿黃道向西移動；一是北天極在恒星背景中不斷地變換位置。
岁差成因图 春分点西移
公元330年，東晉的虞喜把他觀測得黃昏時某恒星過南中天的時刻，與古代記載進行比較時發現，春秋分點、冬夏至點都已經向西移動了，因此他得出了一個很重要的認識：太陽在恒星背景中的某一位置運行一圈再回到原來的位置所用的時間，並不等於一個冬至到下一個冬至的時間間隔。於是，他提出了「天自為天，歲自為歲」的觀點，這就是歲差的概念，同時他還給出了冬至點每經五十年沿赤道西移一度的資料，成為中國古代對測定歲差值日趨準確的開始。
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