天文與歷法中容易誤解的一些概念與數(shù)據(jù)

為了搞清楚天文學(xué)和歷法中容易混淆和誤解的一些概念，然后說明它們?cè)谌藗冇^察中的實(shí)際效果及其在歷法中的實(shí)際應(yīng)用時(shí)，有哪些因素需要考慮，有哪些因素不需要考慮，并建立起相應(yīng)的模型以助于說明問題，讓我們先來看看下面的一些概念和相關(guān)數(shù)據(jù)：

1、【恒星年】與【黃道】圈（以遙遠(yuǎn)的恒星作為參照系來看，地球在繞日公轉(zhuǎn)的軌道上運(yùn)行一周所經(jīng)歷的時(shí)間叫做一個(gè)恒星年。一個(gè)恒星年=365日又6小時(shí)9分9.5秒，約等于365.25636日）

2、【回歸年】與【春分點(diǎn)】（地球繞日公轉(zhuǎn)時(shí)相繼兩次通過“春分點(diǎn)”所經(jīng)歷的時(shí)間叫做一個(gè)“回歸年”。一個(gè)回歸年=365日又5小時(shí)48分46秒，約等于365.2422日?；貧w年比恒星年約短20分23秒）

3、【近點(diǎn)年】與【恒星年】（地球繞日公轉(zhuǎn)時(shí)相繼兩次通過橢圓軌道的“近日點(diǎn)”所經(jīng)歷的時(shí)間叫做“近點(diǎn)年”。一個(gè)“近點(diǎn)年”=365日又6小時(shí)13分49.4秒，約等于365.2596日?！敖c(diǎn)年”比“恒星年”約長(zhǎng)4分40秒）

4、【恒星月】（月球繞地球公轉(zhuǎn)一周的時(shí)間≈27.321661日）

5、【交點(diǎn)月】（月球繞地公轉(zhuǎn)時(shí)，其中心相繼兩次通過白道與黃道的同一交點(diǎn)所經(jīng)歷的時(shí)間，其值≈27.2日）

6、【近點(diǎn)月】（月球繞地公轉(zhuǎn)時(shí)相繼兩次經(jīng)過“近地點(diǎn)”的時(shí)間≈27.6日）

7、【朔望月】[月亮“盈虧”（圓缺）的周期≈29.530588日]

一、【恒星年】與【黃道】圈：

現(xiàn)代科學(xué)表明，萬物都是在不斷運(yùn)動(dòng)著的。宇宙間只有相對(duì)不動(dòng)但卻沒有絕對(duì)不動(dòng)的物體。但是，為了研究的方便，我們總是要選取某一個(gè)在我們看來是相對(duì)不動(dòng)的物體作為參照物，然后來研究其它相對(duì)這個(gè)參照物來說是運(yùn)動(dòng)著的物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。在【球面天文學(xué)】中，我們可以選一個(gè)在很長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)都基本上看不到位移的天體（遙遠(yuǎn)的恒星）作為參照物，然后看太陽在【天球】上移動(dòng)的路徑，當(dāng)太陽在天球上移動(dòng)一個(gè)周期后又回到原來的位置上時(shí)，我們就把太陽繞著天球轉(zhuǎn)了一圈的路徑稱作是【黃道】，而太陽在【天球】?jī)?nèi)旋轉(zhuǎn)時(shí)所投影到天球上的軌跡，我們就稱之為【黃道圈】。

因?yàn)樵凇厩蛎嫣煳膶W(xué)】中，天球是個(gè)假設(shè)的圓球，這樣一來，太陽在天球上走過的路線或其投影，也就是一個(gè)圓圈。因此，在【球面天文學(xué)】中，【黃道】就是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的圓。太陽繞著這個(gè)圓轉(zhuǎn)了一圈的時(shí)間，就叫做【恒星年】。一個(gè)【恒星年】的時(shí)間，是365日又6小時(shí)9分9.5秒，約等于365.25636日

以上概念，是源于以地球?yàn)橹行牡摹厩蛎嫣煳膶W(xué)】。但是，從【日心說】的角度來看，一個(gè)【恒星年】的時(shí)間，實(shí)際也就是地球繞著太陽公轉(zhuǎn)了一圈的時(shí)間。

二、【回歸年】與【春分點(diǎn)】的西移：

在地球上的人們看來，地球上一年之間的寒暑變化，與太陽光在地球的某一點(diǎn)的南北方向上的照射角度直接相關(guān)。我國(guó)春秋時(shí)代的人們，早就發(fā)現(xiàn)了這個(gè)現(xiàn)象，并利用一種叫做【圭表】的物件來測(cè)量太陽光在地球上的這個(gè)角度變化，并進(jìn)而測(cè)出這個(gè)變化的周期大約為365又1/4日?，F(xiàn)代的人們經(jīng)過精確測(cè)量和計(jì)算，得知這個(gè)周期的平均值為365日又5小時(shí)48分46秒，約等于365.2422日。并將這個(gè)時(shí)間稱為【回歸年】。對(duì)于處在北半球的人們來說，“回歸”的含意，就是指某一點(diǎn)上空的太陽，從最北的地方向南去了以后，又返回了原位置的意思。因此，人們就把太陽由最北向南，再回到最北所花的這個(gè)時(shí)間叫做【回歸年】。

在【球面天文學(xué)】中，人們認(rèn)為這種變化是由于太陽繞著【黃道】運(yùn)行的面與地球的【赤道面】存在著一個(gè)23°27′的夾角而造成的。這個(gè)交角也叫做【黃赤交角】。在近代【天體力學(xué)】中看來，這種現(xiàn)象的造成，實(shí)際上是由于地球在繞日運(yùn)動(dòng)時(shí)歪著身子繞日公轉(zhuǎn)所致。而地球歪著身體的的這個(gè)角度，從地球的赤道面與公轉(zhuǎn)的軌道面看，也正好就是23°27′。

當(dāng)人們把【黃道圈】與【回歸年】聯(lián)系起來研究，并按這個(gè)規(guī)律把【黃道圈】按角度等分為24份，并在每個(gè)等分點(diǎn)上取上一個(gè)名字作為每年24個(gè)節(jié)氣的名稱，同時(shí)還規(guī)定：視太陽圓面中心兩次通過【春分點(diǎn)】所經(jīng)歷的時(shí)間就是一個(gè)【回歸年】。從現(xiàn)代天文學(xué)的角度來看，所謂【回歸年】，也就是地球在繞日公轉(zhuǎn)時(shí)，兩次通過【春分點(diǎn)】所經(jīng)歷的時(shí)間。

但是，近代天文學(xué)證明，由于旋轉(zhuǎn)體【進(jìn)動(dòng)】的關(guān)系，地球自轉(zhuǎn)軸的指向是隨著時(shí)間的變化而變化的。這樣一來，就造成了一個(gè)問題：地球在繞日公轉(zhuǎn)時(shí)，還沒有轉(zhuǎn)滿一周，一個(gè)【回歸年】就完成了。這種現(xiàn)象，在客觀上就好象節(jié)氣點(diǎn)在【黃道】上逐年往后退一樣。通常，當(dāng)我們以【春分點(diǎn)】為參照點(diǎn)時(shí)，就把這種現(xiàn)象稱作【春分點(diǎn)】的西移?！敬悍贮c(diǎn)】的西移速度，于黃道的某一定點(diǎn)而言，是每年50.24角秒！約25800年就要移動(dòng)一周。

由此可知，所謂地球繞日公轉(zhuǎn)一周就是一年的說法是不嚴(yán)格的！正確的說法，是地球繞日公轉(zhuǎn)一周就是一個(gè)【恒星年】。因?yàn)椤净貧w年】比【恒星年】的數(shù)值要小，而且其各自的定義都不相同，又因?yàn)槿藗冊(cè)谥贫v法時(shí)，所依據(jù)的是主要是【回歸年】，所以，對(duì)于【春分點(diǎn)】的西移問題，在按【回歸年】周期制定的陽歷歷法中，是可以不用考慮的。換句話說，對(duì)于觀察天體的位置變化而言，【春分點(diǎn)】的西移現(xiàn)象可以被發(fā)現(xiàn)，但從“視太陽圓面中心兩次通過春分點(diǎn)為一個(gè)【回歸年】”的定義來看，在任何一個(gè)【回歸年】里，都不需要考慮【春分點(diǎn)】的變化。這就是制定陽歷歷法時(shí)不需要考慮【春分點(diǎn)】變動(dòng)的理由。

三、【近點(diǎn)年】與【恒星年】的關(guān)系：

近代【天體力學(xué)】表明，任何一個(gè)處于自由運(yùn)行的天體（不包括帶有軌道校正功能的人造“同步衛(wèi)星”），其繞著別的天體作公轉(zhuǎn)運(yùn)行的軌道都不是標(biāo)準(zhǔn)的圓，而是一個(gè)橢圓！當(dāng)?shù)厍蚶@日公轉(zhuǎn)時(shí)，因?yàn)檐壍朗莻€(gè)橢圓，從而就存在著一個(gè)近日點(diǎn)和遠(yuǎn)日點(diǎn)的問題。所謂【近點(diǎn)年】，就是地球在作繞日公轉(zhuǎn)時(shí)，其每一次經(jīng)過“近日點(diǎn)”時(shí)的周期。經(jīng)過現(xiàn)代天文觀察和計(jì)算表明，地球的【近點(diǎn)年】周期平均約為365.2596日。它比【恒星年】約長(zhǎng)5分鐘！

以上這種現(xiàn)象，就相當(dāng)于地球的近日點(diǎn)，每年在【黃道】上要向東（朝前）移動(dòng)約11角秒！約117818年，地球的“近日點(diǎn)”就會(huì)繞著黃道運(yùn)行一周！為什么會(huì)有這樣的現(xiàn)象發(fā)生呢，這是因?yàn)?，地球在繞太陽公轉(zhuǎn)的過程中，同時(shí)還要受到其它天體的引力作用，從而使地球的軌道發(fā)生改變。這種現(xiàn)象，在《天體力學(xué)》上被稱為“攝動(dòng)”。由于“攝動(dòng)”的影響，地球的公轉(zhuǎn)軌道就會(huì)不斷地發(fā)生緩慢的改變。這就是“近日點(diǎn)”會(huì)產(chǎn)生變動(dòng)以及“近點(diǎn)年”要比恒星年長(zhǎng)一些的原因。

如果們?cè)凇军S道】的某一處定一個(gè)點(diǎn)作為參照，那么，相對(duì)于這個(gè)點(diǎn)而言，一方面是春分點(diǎn)每年要向西移動(dòng)50.24角秒，另一方面是近日點(diǎn)相對(duì)于這個(gè)點(diǎn)要向東移動(dòng)約11角秒，這兩個(gè)因素合起來，就相當(dāng)于“春分點(diǎn)”和“近日點(diǎn)”間每年都有61.24角秒的位移。依此計(jì)算，約21163年，地球的“近日點(diǎn)”和“春分點(diǎn)”，就會(huì)交會(huì)一次。同理，對(duì)于24個(gè)節(jié)氣中的某一個(gè)節(jié)氣點(diǎn)而言，也會(huì)有相同的規(guī)律。

由于地球繞日的公轉(zhuǎn)存在著這樣一些因素，這些因素反映到歷法中的公歷里來，那就相當(dāng)于地球的“近日點(diǎn)”相對(duì)于陽歷中的“節(jié)氣點(diǎn)”的位置是在不斷地變化著的。依此計(jì)算，每經(jīng)過約58年，地球的“近日點(diǎn)”就會(huì)后移約一日。就目前而言，地球的“近日點(diǎn)”是在公歷的1月4日，遠(yuǎn)日點(diǎn)是在公歷的7月6日，那么，58年后，地球的近日點(diǎn)就會(huì)后移至公歷的1月5日。580年后，近日點(diǎn)就會(huì)移動(dòng)至公歷的1月14日，余類推。

依據(jù)開普勒第一定律和第二定律，行星在繞日作橢圓公轉(zhuǎn)時(shí)，其近日點(diǎn)的角速度最快而遠(yuǎn)日點(diǎn)時(shí)角度速度最慢的道理，10581年后，如今我們地球上的夏秋季節(jié)氣之間的時(shí)間間隔長(zhǎng)、冬春季節(jié)氣之間時(shí)間間隔短的現(xiàn)象，就會(huì)反轉(zhuǎn)過來。這一點(diǎn)，相對(duì)于現(xiàn)今公歷中的節(jié)氣間隔而言，明顯地是有很大改變的。

以上天文現(xiàn)現(xiàn)象，可以用一個(gè)模型來說明。這個(gè)模型可以由三個(gè)透明的薄板組成：第一個(gè)板，可以叫做“黃道板”，這是個(gè)固定不動(dòng)的標(biāo)準(zhǔn)圓盤，這個(gè)圓盤的邊緣，可以定義為黃道圈。在這個(gè)圓盤的最邊緣上，刻一個(gè)標(biāo)記，表示地球繞這個(gè)圓盤一周，就是一個(gè)恒星年。另外，在這個(gè)圓盤靠邊緣周圍挖出一道槽，以放置可以在旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的作用下自動(dòng)繞黃道盤運(yùn)行的鋼珠。

第二個(gè)圓板，也可以叫做“節(jié)氣板”，這是一個(gè)刻有24個(gè)節(jié)氣點(diǎn)的圓盤，這個(gè)圓盤是可以轉(zhuǎn)動(dòng)的，用這個(gè)圓盤表示地球繞日公轉(zhuǎn)時(shí)“回歸年”的變化情況。

第三個(gè)板，是一個(gè)橢圓形的板。這也可以叫做“軌道板”。用這個(gè)板表示地球繞日公轉(zhuǎn)時(shí)的實(shí)際軌道。并且，在這個(gè)橢圓板的近日點(diǎn)和遠(yuǎn)日點(diǎn)間，刻出一條直線，用以表示近日點(diǎn)的變化情況。

把第一和第二個(gè)圓板的中心鉆一個(gè)孔，再將橢圓板其中的一個(gè)焦點(diǎn)處也鉆一個(gè)孔，然后將這三個(gè)板用釘子串在一起重疊起來釘在桌子上，這個(gè)模型就做成了。此時(shí)，我們將一只小鋼珠放進(jìn)黃道盤上的環(huán)形槽內(nèi)，讓鋼珠在桌面下的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的作用下隨著黃道邊緣上的槽內(nèi)運(yùn)轉(zhuǎn)。在鋼珠開始在黃道板刻有記號(hào)的邊緣處開始運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，我們可以用手慢慢扳動(dòng)上面的“節(jié)氣板”和“軌道板”，“節(jié)氣板”按順時(shí)針方向扳動(dòng)，表示向西；“軌道板”按反時(shí)針方向扳動(dòng)，表示向東。

通過這樣的演示，我們就可以看出，當(dāng)小鋼珠繞“黃道板”運(yùn)行一周時(shí)，對(duì)節(jié)氣板上的某一個(gè)節(jié)氣點(diǎn)而言，它會(huì)提前到達(dá)，而對(duì)“軌道板”上的“近日點(diǎn)”而言，它要多走一段路才到到達(dá)。這是因?yàn)?，?dāng)鋼珠在運(yùn)行時(shí)，節(jié)氣板上的某個(gè)節(jié)氣點(diǎn)在向著鋼珠到來的方向轉(zhuǎn)動(dòng)，就好象是在迎接它的到來一樣；而對(duì)軌道板而言，因?yàn)樵阡撝檫\(yùn)行時(shí)，軌道板在慢慢地朝著鋼珠前進(jìn)的方向走，這對(duì)鋼珠下一次的到達(dá)，起到了要追趕一段路才能到達(dá)的效果。

以上這個(gè)模型可以說明，為什么“近點(diǎn)年”最長(zhǎng)，“恒星年”稍短，而“回歸年”最短的道理。

結(jié)論一：“春分點(diǎn)”在現(xiàn)行陽歷中相對(duì)位置的微小變化只與置閏日的累積誤差有關(guān)，而與該點(diǎn)的在黃道上西移無關(guān)。

結(jié)論二：地球軌道的近日點(diǎn)是隨時(shí)間的流逝而逐漸變化的，于現(xiàn)行陽歷中的一年２４節(jié)氣中的某一節(jié)氣點(diǎn)而言，其位移量約為每５８年后移一日。

以上結(jié)論，只是本人之淺見。由于天文知識(shí)有限，若是此結(jié)論有誤，還望天文專家們不吝賜教?！?/p>

雪竹

2007年5月7日