《上知天文》十一、天文学基础知识：历法
天文学与历法息息相关，也与我们的生活息息相关。在人类发展过程中，我们只有确定每一天在其中确切的位置，才能记录历史、安排生活。我们现在使用的日历，对每一天的日期都有几位详细的规定，这实际上就是历法在生活中最直观的表达方式。
一、历法的定义
历法是天文学的分支学科，它是一种推算年、月、日的时间长度和它们之间的关系，制定时间的序列的方法。简单说，历法就是根据天象变化的自然规律，计量较长的时间间隔，判断气候的变化，预示季节来临的法则。中国古代天文学史，在一定意义上来说，就是一部历法改革史。
历法能使人类确定每一日再无限的时间中的确切位置并记录历史。历法以使用方便为目的，按一定法则，科学地安排年月日。日以上的时间系统计量与安排属于历法范畴。历法是在人类生产与生活中逐渐形成的，年、月、日都直接与天体运行周期相关。
图11.1
很久以前，人们就把四季更迭的周期（回归年）定为年，把月亮盈亏变化的周期（朔望月）定为月。一回归年365.2422日，一朔望月为29.5306日，它们既不是月的整数倍，也不是日的整数倍，使用起来很不方便。因此在人为规定历法中的年和月都是整数日，这种整数日的年和月，称为历年和历月。
任何一种具体的历法，首先必须明确规定起始点，即开始计算的年代，这叫“纪元”；以及规定一年的开端，这叫“岁首”。此外，还要规定每年所含的日数，如何划分月份，每月有多少天等等。因为日、月、年之间并没有最大的公约数，这些看似简单的问题其实非常复杂，不仅需要长期连续的天文观测作为知识基础，而且需要相当的智慧。
二、历法的种类
在世界各地，存在过千差万别的历法，但就其基本原理来讲，不外乎三种：即太阴历（阴历）、太阳历（阳历）和阴阳历。三种历法各自有各自的优缺点，世界上通行的“公历”实际上是一种太阳历，而中国传统历法-农历属于阴阳历（下篇文章单独详述）。
图11.2 月相变化
太阴历（阴历）
太阴历也叫阴历、月亮历，在天文学中主要指按月亮的阴晴圆缺基本变化周期来制定的历法，以月球绕行地球一周(以太阳为参照物，实际月球运行超过一周。)为一月，即以朔望月作为确定历月的基础，一年为十二个历月的一种历法。世界上现存阴历的典型代表是如今伊斯兰教的阴历就是这种纯阴历，主要是在宗教事务上使用。
阴历要求历法月同朔望月（月亮绕地球公转一周）基本符合。朔望月的长度是29日12小时44分2.8秒，即29.530587日，两个朔望月大约相当于地球自转59周，所以阴历规定每个月中一个大月30日，一个小月29日，12个月为一年，共354日。由于两个朔望月比一大一小两个阴历月约长0.061日（大约88分钟），一年要多出8个多小时，三年要多出26个多小时，即一日多一点。
为了补足这个差距，所以规定每三年中有一年安排7个大月，5个小月。这样，阴历每三年19个大月17个小月，共1063日，同36个朔望月的1063.1008日，只相差约2小时25分9.1秒了。阴历年同地球绕太阳公转毫无关系。由于它的一年只有354日或355日，比回归年短11日或10日多，所以阴历的新年，有时是冰天雪地的寒冬，有时是烈日炎炎的盛夏。
图11.3 玛雅天文台
太阳历（阳历）
太阳历又称为阳历，是以地球绕太阳公转的运动周期为基础而制定的历法。太阳历的历年近似等于回归年，一年12个月，这个'月'，实际上与朔望月无关。阳历的月份、日期都与太阳在黄道上的位置较好地符合，根据阳历的日期，在一年中可以明显看出四季寒暖变化的情况;但在每个月份中，看不出月亮的朔、望、两弦。
如今世界通行的公历就是一种阳历，平年365天，闰年366天，每四年一闰，每满百年少闰一次，到第四百年再闰，即每四百年中有97个闰年。公历的历年平均长度与回归年只有26秒之差，要累积3300年才差一日。
阴阳历（农历）
阴阳历是兼顾月亮绕地球的运动周期和地球绕太阳的运动周期而制定的历法。阴阳历历月的平均长度接近朔望月，历年的平均长度接近回归年，是一种“阴月阳年”式的历法。它既能使每个年份基本符合季节变化，又使每一月份的日期与月相对应。它的缺点是历年长度相差过大，制历复杂，不利于记忆。我国的农历就是一种典型的阴阳历。
我国的历法在几千年的过程中，不断改进、充实、完善，逐渐演变为现在所用的农历。农历实质上就是一种阴阳历，以月亮运动周期为主，同时利用节气与“19年7闰”法兼顾表示地球绕太阳运动的周期。
图11.4 二十四节气（纯阳历）
三、现行公历的产生、变化和发展
如今世界通行的公历是一种太阳历，平年365天，闰年366天，每4年一闰，每100年少闰一次，到第400年再闰，即每400年中有97个闰年。公历的历年平均长度，与回归年只有26秒之差，要累积3300年才差一日。目前通行世界的公历，是我们大家最熟悉的一种阳历。这部历法浸透了人类几千年间所创造的文明，是古罗马人向埃及人学得，并随着罗马帝国的扩张和基督教的兴起而传播于世界各地。
公历最早的源头，可以追溯到古埃及的太阳历。尼罗河是埃及的命根子，由于计算尼罗河泛滥周期的需要，产生了古埃及的天文学和太阳历。七千年前，他们观察到，当天狼星第一次和太阳同时升起的那一天之后，再过五、六十天，尼罗河就开始泛滥，于是他们就以这一天作为一年的开始，推算起来，这一天应该是现行公历每年的“7月19日”。最初，埃及人把一年定为360天，后来改为365天。这就是世界上的第一个太阳历。后来，他们又根据尼罗河泛滥和农业生产的情况，把一年分为三季，分别叫做洪水季、冬季和夏季。每季4个月，每月30天，每个月里10天一大周，五天一小周。全年12个月，另加5天在年尾，作为年终祭祀日。
这种以365天为一年的历年，是由于观测天狼星定出来的，因此通常叫做“天狼星年”。它和回归年相差约0.25天，因而在日历上，每年的开始时间越来越早，经过1461个历年，各个日期再次与原来的季节吻合，以后又逐渐脱离。看起来，天狼星年好象在回归年周期左右徘徊，因而又叫它为徘徊年、游移年，1461年的循环周期，被称为“天狼周期”。
后来，埃及人通过天文观测，发现一年的真正周期是365.25日，但僧侣们为了使埃及的节日能与祭神会同时举行，以维护宗教的'神圣'地位，宁愿保持游移年。后来出土了一块石碑，上面有用埃及文和希腊文所写的碑文，记载了欧吉德皇帝在公元前238年发布的一道命令：每经过四年，在第四年年末的五天祭祀日之后、下一年元旦之前，再加一天，并在这天举行欧吉德皇帝的节日庆祝会，以便让大家记住。欧吉德皇帝校正了以前历法的缺陷，这增加一天的年叫定年，其它年叫不定年。
未完待续……