年、歲、歲差

年與歲

在中國古代，用于時間計量單位的“年”與“歲”是兩個不同的概念。

古代的“歲”是指從冬至到下一個冬至的時間長度，稱為“一歲”；而“年”則是指從歷法上從正月初一到下一個正月初一的時間，稱為“一年”。因此，歲和年在古代是不同的，起算點不同，時間長度也不同。

“年”與“歲”這兩個詞，在現代社會“表示人的年齡”這個意義上基本是一致的，我們也經常說“年歲”。兩者的界線不是很嚴格，比如我們說一個人的年齡或“歲數”，老年人經常按農歷生日起算，年輕人多按陽歷生日起算。一般正規場合我們都用實歲（周歲）表示年齡，就是陽歷的某年某月某日出生起算，到第二年的某年某月某日算一周歲。

年與歲的關聯

人們日常生活是過“日子”的，就是按日算一年的長度。用陽歷度量一年的時間，平年365天，閏年366 天，基本上是非常穩定的，其平均周期是回歸年的周期，就是古代“歲”的周期。而用農歷度量一年的長度，則平年（12個陰歷月）的一年為353天～355天（比陽歷一年的時間短）；而閏年（13個陰歷月）的一年為383天～385天（又比陽歷一年的時間長）。當然，中國的農歷在編制上就考慮了陽歷與陰歷的不同步，故采用陰陽合歷的辦法，從而使長期平均下來，二者非常接近。

天文學中的“年”

天文學中有多種不同“年”的定義，每種定義基于不同的參考點和標準。不同“年”的定義反映了天文學中時間測量的多樣性和復雜性，每種定義都有其特定的應用場景和背景。這里介紹恒星年、回歸年的區別與聯系。

1. 恒星年 是指地球圍繞太陽轉一周（360度）所需的時間間隔，或者說是太陽連續兩次經過同一顆恒星的時間間隔。這是從地球上觀測，以太陽與某一顆恒星在天球投影的同一位置為起點（下圖1點），到太陽與此恒星再次對準這個位置時所需的時間，約為365日6時9分10秒（或365.2564日）。由于恒星在天空中是相對不動的，所以這樣測量出來的是地球圍繞太陽公轉的真實周期，也就是地球嚴格完成了圍繞太陽轉過360度。

2.回歸年 又稱為“太陽年”或“季節年”，是從地球上觀察太陽連續兩次通過春分點（或冬至點）的時間間隔，即太陽中心自西向東沿黃道從春分點到春分點所經歷的時間間隔。由于地球自轉軸的緩慢偏移，春分點在黃道上每年會西移約50.26角秒，所以地球在圍繞太陽公轉的時候，從起始點（春分點）到下一次的春分點，轉的度數實際上比360度少一點（上圖中2點）。回歸年的時間長度，也不是每年都一樣的，一般是計算它的平均長度，為365.2422日，或365天5小時48分46秒。這是根據121個回歸年的平均值計算出來的結果。

3.歲差 比較恒星年周期與回歸年周期，二者每年有20多分鐘的差別（回歸年比恒星年短），這就是中國東晉天文學家虞喜說的“天為天，歲為歲”，即“歲差”這個詞的意義。歲差變化很小，在幾百年里不仔細觀察都察覺不出來，但更長時間累積的誤差就可以從古代記錄與當代記錄比較得出（見右圖）。

虞喜從古代史志書中，發現漢代早期沿用的古代歷法，按冬至點在牽牛初度起算，太初歷制定時則根據實測，以牽牛以西斗宿中央附近的建星為冬至點。之后的中國歷代天文學家們對冬至點移動都有記錄，但存而不論，沒有深入探究，所以一直沒有把“周天”（視覺上恒星在空中轉一周，即恒星年）和“周歲”（視覺上太陽在空中轉一周，即回歸年）區分開來。

虞喜針對歷代冬至點位置的實測數據逐漸發生西退的現象，進行了深入的分析和數據研究，得出了太陽一周天并非冬至一周歲的結論，即冬49至一周歲要比太陽一周天差一點——虞喜稱之為“歲差”，從而發現了回歸年與恒星年的差別。

更進一步，虞喜根據《堯典》“冬至日短星昴”（即遠古時冬至點在昴宿）的記載，而虞喜時代實測冬至點在“東壁中”（即壁宿之東），合計西退約五十多度。按《堯典》記載的天象為唐堯時代算起，到虞喜時代已有二千七百余年，由此虞喜推算得出歲差值大約為“五十年退一度”。這個值只是估計值，但虞喜發現的歲差，卻是中國天文學史上的一件大事。其后的天文學家將歲差引入歷法，使中國的歷法更加嚴謹精確。

問題1：你知道中國有個虞喜和祖沖之嗎？你了解他們的哪些事跡？

問題2：你知道中國古人編制歷法既要夜觀星象、測量恒星，也要日觀太陽測量日影嗎？

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