年、岁、岁差

年与岁

在中国古代，用于时间计量单位的“年”与“岁”是两个不同的概念。

古代的“岁”是指从冬至到下一个冬至的时间长度，称为“一岁”；而“年”则是指从历法上从正月初一到下一个正月初一的时间，称为“一年”。因此，岁和年在古代是不同的，起算点不同，时间长度也不同。

“年”与“岁”这两个词，在现代社会“表示人的年龄”这个意义上基本是一致的，我们也经常说“年岁”。两者的界线不是很严格，比如我们说一个人的年龄或“岁数”，老年人经常按农历生日起算，年轻人多按阳历生日起算。一般正规场合我们都用实岁（周岁）表示年龄，就是阳历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岁。

年与岁的关联

人们日常生活是过“日子”的，就是按日算一年的长度。用阳历度量一年的时间，平年365天，闰年366 天，基本上是非常稳定的，其平均周期是回归年的周期，就是古代“岁”的周期。而用农历度量一年的长度，则平年（12个阴历月）的一年为353天～355天（比阳历一年的时间短）；而闰年（13个阴历月）的一年为383天～385天（又比阳历一年的时间长）。当然，中国的农历在编制上就考虑了阳历与阴历的不同步，故采用阴阳合历的办法，从而使长期平均下来，二者非常接近。

天文学中的“年”

天文学中有多种不同“年”的定义，每种定义基于不同的参考点和标准。不同“年”的定义反映了天文学中时间测量的多样性和复杂性，每种定义都有其特定的应用场景和背景。这里介绍恒星年、回归年的区别与联系。

1. 恒星年 是指地球围绕太阳转一周（360度）所需的时间间隔，或者说是太阳连续两次经过同一颗恒星的时间间隔。这是从地球上观测，以太阳与某一颗恒星在天球投影的同一位置为起点（下图1点），到太阳与此恒星再次对准这个位置时所需的时间，约为365日6时9分10秒（或365.2564日）。由于恒星在天空中是相对不动的，所以这样测量出来的是地球围绕太阳公转的真实周期，也就是地球严格完成了围绕太阳转过360度。

2.回归年 又称为“太阳年”或“季节年”，是从地球上观察太阳连续两次通过春分点（或冬至点）的时间间隔，即太阳中心自西向东沿黄道从春分点到春分点所经历的时间间隔。由于地球自转轴的缓慢偏移，春分点在黄道上每年会西移约50.26角秒，所以地球在围绕太阳公转的时候，从起始点（春分点）到下一次的春分点，转的度数实际上比360度少一点（上图中2点）。回归年的时间长度，也不是每年都一样的，一般是计算它的平均长度，为365.2422日，或365天5小时48分46秒。这是根据121个回归年的平均值计算出来的结果。

3.岁差 比较恒星年周期与回归年周期，二者每年有20多分钟的差别（回归年比恒星年短），这就是中国东晋天文学家虞喜说的“天为天，岁为岁”，即“岁差”这个词的意义。岁差变化很小，在几百年里不仔细观察都察觉不出来，但更长时间累积的误差就可以从古代记录与当代记录比较得出（见右图）。

南北朝时期数学家、天文学家祖冲之画像

祖冲之的《大明历》首次将岁差引入历法，上图为《隋书》中关于祖冲之《大明历》的部分记载

虞喜从古代史志书中，发现汉代早期沿用的古代历法，按冬至点在牵牛初度起算，太初历制定时则根据实测，以牵牛以西斗宿中央附近的建星为冬至点。之后的中国历代天文学家们对冬至点移动都有记录，但存而不论，没有深入探究，所以一直没有把“周天”（视觉上恒星在空中转一周，即恒星年）和“周岁”（视觉上太阳在空中转一周，即回归年）区分开来。

虞喜针对历代冬至点位置的实测数据逐渐发生西退的现象，进行了深入的分析和数据研究，得出了太阳一周天并非冬至一周岁的结论，即冬49至一周岁要比太阳一周天差一点——虞喜称之为“岁差”，从而发现了回归年与恒星年的差别。

更进一步，虞喜根据《尧典》“冬至日短星昴”（即远古时冬至点在昴宿）的记载，而虞喜时代实测冬至点在“东壁中”（即壁宿之东），合计西退约五十多度。按《尧典》记载的天象为唐尧时代算起，到虞喜时代已有二千七百余年，由此虞喜推算得出岁差值大约为“五十年退一度”。这个值只是估计值，但虞喜发现的岁差，却是中国天文学史上的一件大事。其后的天文学家将岁差引入历法，使中国的历法更加严谨精确。

问题1：你知道中国有个虞喜和祖冲之吗？你了解他们的哪些事迹？

问题2：你知道中国古人编制历法既要夜观星象、测量恒星，也要日观太阳测量日影吗？

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