二十四節氣背后的時空圖像

肖 軍

北京天文館

0 引言

中國天學在《二十四史》中被分為兩部分——律歷與天文，即：歷法與星象。從漢代到清朝延續了兩千年，沒有中斷，共完成了102 部歷法。最后一部時憲歷，實際是崇禎歷書的改版，引入了西方天文學的方法，完成的還是中國的歷書，實現了徐光啟的制歷方針：“取彼方之材質，入大統之形模。”研究的還是時間問題。為什么中國古代這么重視時間問題呢？從尚書所言堯帝時代，“歷象日月星辰，敬授人時。”到清朝以時為法的《時憲歷》，上下四千年。天文學是研究時空的一門學問，“四方上下曰宇，古往今來曰宙”，西方天文學從古希臘經過中世紀、文藝復興到近現代，可以說是在空間的維度上不斷擴展的過程，從地心體系到日心說、太陽系、銀河系、河外星系，然后擴展到標準化宇宙模型的大宇宙。而中國的天學，蓋天說、渾天說和宣夜說都是天地之間的宇宙論，也就是四千年來始終一脈相承的是在時間維度上的探索發展。這可能是中西方天文學一個主要的不同點，甚至說是一個分水嶺。隨著空間的擴大，地球、人越來越小；而在時間的維度上，由于生命的有限存在，讓天地間出現的人顯得越來越珍貴，天與人反倒是越走越近。

在時間的維度上，古人在秦漢之前就完成了時序與天象的相合，也就是時節與天象的相互關聯，確定了中國的天象系統。從漢代到明朝末年，在中國傳統的陰陽合歷中先人完成了太陽與月亮的相合，每一個朔望月中都必有一個中氣。通過發現太陽與月亮的運行規律，確定了中國的歷法體系。在內經系統中，最遲到漢唐之際，古代先賢完成了天與人之間的相互關聯。所以天人合一是古人在時間維度上的一種建構，從時節與天象、太陽與月亮，然后再到天與人的相互關聯，其中的路徑方法蘊含在古代的天學系統中。天象系統和歷法體系的確定是古人構建天人系統的基礎，需要我們現代人去重新梳理與發現。

二十四節氣現在能夠看到的最早的完整記載，是在《淮南子》中。但二十四節氣的建立應該是有歷史發展過程的，在《尚書·堯典》中有用四仲中星的方法確定二分二至的描述，用四個星宿的昏中來尋找四季的時中。這樣春秋分、冬夏至就成為二十四節氣最早的溯源，在四千年前的帝堯時代，古人就開始通過觀象來授時了。在《易經》和《黃帝內經》中也出現有和二十四節氣相關的概念內容：“七日來復”和“天道六六之節”，嚴格地說是二十四節氣中的十二個中氣，讓我們看到在二十四節氣的背后是有一套宇宙觀和觀測作為基礎和背景的。了解二十四節氣，就需要對傳統的蓋天說與古代立竿測影的方法有所認識。

二十四節氣在中國傳統的陰陽合歷中，屬于陽歷部分，也就是和太陽運行相關的部分。古人實測到太陽在星空上運行一周要經歷365.25 d，然后把周年的天數平分為二十四份，這就是一個節氣的平均時長15.22 d，稱為平氣。明朝末年傳教士用西方天文學編算中國的歷法，將平氣改成了定氣，平分360°的黃道，太陽在黃道上運行15°為一個節氣。將對時間的平分，改為了空間上的平分，一個微小的改變，破壞了從太初歷開始沿用了一千五百余年的“無中置閏”的置閏法則。由于太陽運行的不均勻性，在一個朔望月中有可能出現兩個中氣。而在時憲歷之前，每個朔望月中都必定只有一個中氣，可以用中氣來紀月。形象地看，朔望月中都有一個代表太陽的中氣，實現了月亮與太陽的同步相合。《漢書》中言：“歷數者以閏正天地之中”，這是古人對“中”的一種追求。

1 與二十四節氣相關的宇宙觀

古人用立竿測影的方法構建了一個定量的宇宙觀——蓋天說。“蓋天說”是中國早期的一種獨特的量化宇宙觀，發源于“渾天說”之前，用七個日道來描述太陽的周年視運動變化。天與地相對分開，形似兩個倒扣的覆盆，日月五星在天蓋上運行。在“蓋天說”中古人還不知道太陽是在黃道上運行的，也沒有天球的概念。天與地在計算時是做平面處理的，因為發現千里影長差一寸的現象，用勾股法測量并計算出太陽高度是8 萬里，古人以為這就是天地之間的距離。然后進一步計算出內衡與外衡的半徑，也就是北極距離夏至日道和冬至日道的距離，再分劃出七個日道，在《周髀算經》中一一標出直徑與周長。所以“蓋天說”是一量化的宇宙觀，是古人通過實測、計算得出的一幅宇宙圖像。為什么是七個日道呢？因為它對應的是二十四節氣中十二個中氣時的太陽視運動軌道，是太陽從冬至到夏至，又回到冬至的往復過程，對應于《易經》復卦中的“七日來復”。古人用蓋天說的七衡六間圖可以解釋周年太陽升落方位的變化，按照《周髀算經》中的數據復原的七衡六間的天地模型，可以看到春秋分、冬夏至太陽的升落方位，基本上可以對應太陽的實際升落方位。

明朝末年歐洲幾何模型式的宇宙觀傳入中國，于是中外學者也在傳統天文學中尋找中國的宇宙觀。但中國沒有古希臘幾何模型式的宇宙觀：把地球作為宇宙的中心，太陽、月亮和星星都按自己的軌道圍繞著地球運行，由近及遠，月亮、水星、金星、太陽、火星、木星、土星，最外面是恒星球殼。在視覺上與這種宇宙觀相像的是蓋天說的七衡六間圖，七衡是不同時節太陽的運行軌道，實際上是十二個中氣時的太陽視運動軌道——日道。最里面的是夏至日道，內衡；中間是春秋分的日道，中衡；最外面是冬至日道，外衡。古人以為地面上四季溫度的變化是因為距離太陽的遠近造成的。這幅圖（見圖1）看起來像是幾何模型式的宇宙觀，但實際上，是十二個中氣的日道圖，是一幅和時間相關的圖像，冬奧會獎牌的設計就是源于七衡六間圖。

圖1 七衡六間圖（繪制 肖軍 肖如星）

而且七衡六間圖與周易復卦中“七日來復”和《黃帝內經》“天之道六六節”直接相關，是經文所言的現象依據，也都是在描述和時節相關的事情。復卦的六爻，直觀地看像是在說離家的路越走越遠，天數越多走的越遠，所以尋找回家的路越來越困難。但復卦講的是冬至陰極一陽生，是一年的事情，所以是太陽在七個日道上來回往返的現象。《黃帝內經》中的“天之道六六節”就更加形象，從最遠的冬至外衡向里面走，外衡為零起點，大寒、雨水、春分、谷雨、小滿，第六步走到夏至；然后從最里面的內衡夏至往外走，內衡為零起點，大暑、處暑、秋分、霜降、小雪、第六步走回冬至，所以天之道六六節，就是在講時間、時節的變換。所以蓋天說是與時間相關的宇宙觀，描述的是太陽在十二個中氣時的視運行軌道。在用圭表的正午測量時，在一年的光影消長中可以看到太陽在內衡與外衡之間的往返運行。這就是復卦“七日來復”和《黃帝內經》“天之道六六節”的現象依據。所以二十四節氣與中國傳統的宇宙觀相對應，是一個系統中的理論表述，和經典中的基本概念相一致，下面還會看到中醫中“三陰三陽”的概念定義也與節氣相關。

2 古代天文儀器中的二十四節氣

在漢代形成的渾天說中，古人已經認識到太陽是在黃道上運行的，所以在渾儀上可以看到二十四節氣完整地刻畫在黃道上。在渾儀中間的三辰儀部分，黃道與赤道的交角是23.5°，太陽沿著黃道自西向東運行，升交點是春分點，降交點是秋分點。春分之后，太陽慢慢升高，到夏至走到最高點，這時用圭表測得的正午日影長度最短。秋分之后，太陽慢慢回落，冬至走到最低點，用圭表測量的日影最長。古人根據測量冬至的日影長度，計算出一個回歸年的長度，到元朝的郭守敬實測回歸年的長度為365.242 5 d，與現行公歷值一樣。

清光緒23 年（1897 年）晷儀出土于內蒙古托克托城，現收藏于中國歷史博物館，在一個百刻的圓周上均勻刻劃了69 條線，另外的31 條線留白未刻（見圖2）。雖然看似簡單，但對它的觀測原理卻一直存有多種說法。主要的看法有三種，因為其刻劃線的均勻平分，陳美東先生最后堅持認為他是最早的赤道式日晷[1]；李鑒澄先生綜述了多種看法之后，認為它是古人測定方向的一架儀器[2]；而孫機先生根據宋代的日短日永圖，認定他與漏刻的計量相關[3]。而我在2009 年通過計算晷儀出土地點的冬至日出方位，判定它是用來測量一年中太陽升落方位變化的一架儀器。把晷儀空白的部分對向正南，第69 線對向冬至日出，第1 條線對向冬至日落。之后發現69 條線的劃分，每空兩條線就對應一個中氣時的太陽升落方位，所以晷儀實際上是測量十二個中氣時太陽升落方位的一架儀器[4]。

圖2 晷儀與十二中氣及三陰三陽的關系圖（繪制 肖軍 肖如星）

用晷儀出土地點的地理緯度，可以準確計算出在托克托城太陽冬至時的升落方位。把晷儀的空白處對向正南，子午線到1 線，和69 線都是58°，計算冬至日出的角度58.6°。太陽不會落到1～69 線之間的空白處，所以可以確定晷儀是古人用來測量太陽升落方位變化的一架儀器。考慮黃赤交角的變化，如果太陽的出沒方位正好是第一條線和第六十九線的方位：58°和302°，那么晷儀的年代應早于公元前100 年，很可能是秦漢時期、甚至是戰國時期，古人就已經開始使用晷儀來觀測太陽升落位置的變化了。那么二十四節氣中的十二個中氣，很可能是早于十二個節氣出現的，晷儀為我們對二十四節氣的形成過程提供了文物依據。

3 用晷儀發現《黃帝內經》中三陰三陽的天文定義

《黃帝內經·素問·六微旨大論》中言：

“岐伯稽首再拜對曰：明乎哉問，天之道也！此因天之序，盛衰之時也。

帝曰：愿聞天道六六之節盛衰何也？

岐伯曰：上下有位，左右有紀。故少陽之右，陽明治之；陽明之右，太陽治之；太陽之右，厥陰治之；厥陰之右，少陰治之；少陰之右，太陰治之；太陰之右，少陽治之。此所謂氣之標，蓋南面而待之也。故曰：因天之序，盛衰之時，移光定位，正立而待之，此之謂也。”

文中最后說：“因天之序，盛衰之時，移光定位，正立而待之，此之謂也。”“移光定位，正立而待之，”不就是立竿測影嘛！所謂“因天之序，盛衰之時，”就是在一年里的四時變化，這里古人用立竿測影定義了《黃帝內經》中非常重要的三陰三陽的概念，用晷儀來模擬一下這段文字的描述：站在晷儀的南面“南面而待之”，從冬至開始，少陽、陽明、太陽對應了冬至、春分、夏至太陽的升起方位；厥陰、少陰、太陰對應了夏至、秋分、冬至太陽的落下方位。古人用二分二至的太陽升落方位定義了三陰三陽。結果是在《素問·六微旨大論》前后篇中的三陰三陽的上下、左右的位置關系都可以從此獲得很好的對應[5]。

《黃帝內經》中“五運六氣”學說，“運”為木火土金水，“氣”為風熱濕火燥寒，五運是六氣的本。三陰三陽：厥陰、少陰、太陰、少陽、陽明、太陽，是六氣的標。標本相合成為厥陰風木、少陰君火、少陽相火、太陰濕土、陽明燥金、太陽寒水，五行也與三陰三陽合在了一起。“標”指的是二分二至時立表的影子，“本”是風熱濕火燥寒六氣，中氣就是二分二至。冬至太陽升起時的日影指向厥陰風木，冬至太陽落下時的日影指向太陽寒水；夏至太陽升起時的日影指向太陰濕土，夏至太陽落下時的日影指向少陽相火；春分太陽升起時的日影指向少陰君火，秋分太陽落下時的日影指向陽明燥金。冬至時的風與寒，夏至時的濕與熱，春分時的火，秋分時的燥，古人對標本中氣的定義和四季的氣候特點也是相互對應的。用晷儀的實測演示，為我們理解《黃帝內經》中的概念設計提供了直觀的現象說明。

4 古代都城設計中的二十四節氣

二十四節氣已經申遺成功，北京的中軸線正在申遺的過程中。在古人建都的過程中，測量一年中太陽的升落方位是一件非常重要的事情。在詩經《國風·鄘風·定之方中》 中描述了古人營建宮室時是根據觀察太陽來定中的：

“定之方中，作于楚宮。揆之以日，作于楚室。樹之榛栗，椅桐梓漆，爰伐琴瑟。

升彼虛矣，以望楚矣。望楚與堂，景山與京。降觀于桑。卜云其吉，終焉允臧。靈雨既零，命彼倌人。星言夙駕，說于桑田。匪直也人，秉心塞淵。騋牝三千。”從中可見古人營建楚宮時是用“揆之以日”的方法來“定之方中”的。通過晷儀的觀測原理，我發現北京中軸線是郭守敬、劉秉忠規劃設計元大都時，通過觀測太陽的升落方位確定的。今天站在景山上，冬至時太陽會從古觀象臺的方位上升，從白云觀的方位落下（見圖3）。幾十年前在白云觀的西側還有一處高地，一直被人認為是薊丘，唐代幽州城還曾建有薊丘樓和天長觀。元朝在此建有長春宮，是元代統治者為禮遇丘處機建造的，“費時二十載，規模宏大，元時大都人往往登長春宮遠望。迄明代宮廢，其地高臺仍存。登之可東望京地全貌，” 所以元朝設計大都的格局時，白云觀的位置應是可以用來觀測的地點。劉秉忠、郭守敬在規劃設計元大都時，曾建過一個中心臺，景山在元朝被稱為青山，也是一處很好的觀測點。1279 年，天文學家王恂、郭守敬在今天的建國門西北側建立了當時世界上最大的天文機構——太史院和司天臺，成為北京古觀象臺最早的源頭，就是一處專業的觀測點。通過測量計算，發現如果以景山作為觀測點，古觀象臺就位于冬至時太陽的升起方位，白云觀位于冬至時的日落方向，也就是晷儀的第1和第69 線的方位上。所以中軸線的確定是通過觀測冬至時太陽的升落方位定出來的，他的方法就是“定之方中，揆之以日”，在都城的規制上，含有時間的要素，與太陽和節氣相關。從天文觀測的角度看，元代的中心臺應該就是建在景山上的。

真正的中軸線應該是自然的子午線，但北京城人為的中軸線卻偏離子午線2°，為什么如此？眾說紛紜，在元朝建都時人的測量能力是可以與子午線吻合的，所以可以確定都城軸線的偏離是人為設定的。這也應和了詩經中這首詩的詩文：“景山與京，匪直也人。”這也許古人對后人的一種提醒，中是通過觀測太陽的運行來確定的，不要忘記了都城的自然背景，與古人追求人與天合的初衷。作為都城，應該是一座中都，“中”的原初的定義明文于《周禮·地官司徒·大司徒》：“以土圭之法測土深。正日景，以求地中。日南則景短，多暑；日北則景長，多寒；日東則景夕，多風；日西則景朝，多陰。日至之景，尺有五寸，謂之地中，天地之所合也，四時之所交也，風雨這所會也，陰陽之所和也。然則百物阜安，乃建王國焉，制其畿方千里而封樹之。”中者，懷抱日月天地，這也是天地日月壇建造于北京城的東南西北子午卯酉的緣由。《周禮》尋中建國的理念方法，經秦漢時代的晷儀到郭守敬擇中營建元代都城，貫穿了二千多年，在中國最后一個帝都的設計建造上依然可見建“中”的跡象。由此可見，“中”在傳統文化中的重要地位。

5 歷法中的太陽與月亮

中國傳統文化的一個核心內容是歷法，《尚書·堯典》中云：“歷象日月星辰，敬授人時。”就用日、月、星等天文現象來描述、認識時間。在古代天文學中，中國傳統天文主要做的就是歷法，歷經朝代更迭，共制定了102 部歷法。清朝最后頒行的歷法名為《時憲歷》，從字義上看就是以時為法，可見歷法在中國傳統社會中的重要性。

既然講時間文化，就讓我們從眼前的時序安排來看，我國1912 年開始使用公歷，即格里高里歷，是一種太陽歷。年、月的開始都與自然現象無關，只是年的長度采用回歸年365.242 5 d。年的開始是基督誕生后的第七天，月的長度分大、小月，小月30 d，大月31 d，都比朔望月29.530 6 d 長。每個月的開始也與月相無關。也就是說，公歷的年月日只是一種時間的排序，為了與回歸年的天數相合，人為的把平年的二月定為28 d，閏年的二月29 d，每4 年一閏。

而中國傳統歷法的年、月、日都與自然現象相關，年月日之間也相互關聯，在更長的時間周期里，建構了一張時間的大網，“天網恢恢，疏而不漏。”由于百年來使用公歷，現在的中國人大多慢慢遺忘了我們自己的時間系統，在空間的維度上四處游走，不知今夕是何年？

年從哪里開始？目下人們每年至少要過兩個年，一個是公歷的元旦，1 月1 日；一個是傳統農歷的春節，大年初一，是謂年首。而中國還有一個開始：歲首——立春。干支紀年的年號的改變是從立春開始，屬相的改變也是從立春。所以一年里我們有三次年與歲的開始，而且年和歲是不同的。年是以正月的朔為開始，平年十二個朔望月354 d，閏年十三個月384 d。歲以節氣的立春為開始，二十四節氣包含十二個節氣、十二個中氣，古時是以中氣的冬至為開始，一歲十二個中氣365.25 d。所以年用的是朔數，歲用的是中數。

唐代孔穎達說：“中數者，謂十二個月中氣一周，總三百六十五日四分之一，謂之一歲。朔數者，朔十二月之朔，一周，謂三百五十四日，謂之年。此是歲年相對，故有朔數中數之別。”所以中數之歲是太陽歷，而朔數之年為太陰歷，為將陰陽相合，古人想出了十九年七閏的置閏方法，十九年里加進七個閏月，一共235 個朔望月6 939.69 d。與十九歲、6 939.75 d 基本相合，朔數與中數經過十九年七閏相合。所以傳統歷法中，含有節氣部分和月朔部分，故是陰陽合歷。年是以月的朔為開始的，所以是大年初一，每個月也是以朔為開始，初一、十五與月的朔望相對應，也就是月份中的每一天都與月相相關。

太初歷中將置閏的法則定為無中氣置閏，哪個月沒有中氣，那個月就作為上一個月的閏月。這一法則的制定，讓日、月在歷法中實現了完美的結合：每一個月中都有一個中氣，也就是能夠用中氣來標定月份。十一月是冬至月，十二月是大寒月等等（見表1）。從漢代的太初歷一直到明朝的大統歷都是如此，每個月里都有一個中氣，如果沒有就自然置閏。“朔不得中，是謂閏月”，這也是陰陽合歷所實現的日月相合，比十九年七閏的古六歷法則又前進了一步。

表1 十二中氣與月份的對應

6 結語

二十四節氣關乎天文，也關乎人文，在簡單的日子里蘊含了古人的系統建構。其中的時空圖像現代人去重新認識和解讀。牟復禮在《中國思想之淵源》一書中說：“對于中國歷史、文化和人們關于人之天職的看法，如果我們要想真正理解，就必須用中國的宇宙觀來解釋，不能用我們的宇宙觀來比附。……中國文化的記載必須要解讀，文獻必須要不斷翻譯，直到我們對歷史和文化的無心的誤用被發現、評估，或必要時被糾正。”[6]所以二十四節氣背后宇宙觀與觀測方法需要我們去重新梳理與認識。