【图语：二十四节气四时之轮】

　　二十四节气是我国古代历法的独特创造。世界文明古国，在天文学上都曾取得相当高的成就，但是仅有中国除认识到太阳周年视运动到达的4个特殊点：春分、夏至、秋分和冬至之外，还确定了其他20个节气。历史上，随着中外文化的交流，二十四节气还相继流传到了日本、朝鲜和一些东南亚国家，在这些国家中也产生了很积极的作用。

　　时间如风，星移斗转。几千年来，历法中节气的设置不仅对我国农牧业的发展起了重要作用，同时围绕节气也产生了许多民间节日和民俗活动，体现了我国博大精深的传统文化。

　　我国的传统历法是阴阳历，即把阴历和阳历相结合形成的一种历法。单纯的阴历以反映月亮盈亏变化周期的朔望月为时间长度的基准。一朔望月的平均长度为29.53059日。阴历中历月分为大月和小月两种，大月30日，小月29日，一历年12个月的长度大约为354日至355日。然而，如纯粹使用阴历则将与四季变迁的步调不匹配，因为四季变化的周期是一回归年，它等于365.24219日。为了克服这一缺陷，古人想出了置闰的办法，即通过在若干年内加入一个闰月，使这一年(闰年)的历年长度增加为383日至385日，于是在若干年内的历年平均长度就接近于一个回归年。因此，现在每年农历的正月初一只是在公历的1月下旬和2月的上、中旬之间来回移动。古今中外普遍使用的方法是在19年中加7个闰月。我国最迟在战国时期就已确定了这样的置闰法则。

　　设置闰月使阴历与阳历结合起来了。也就是说，阴阳历中加入闰月是“阳”的成分。甲骨文显示，我国至迟在殷商时代就采用了这个方法，一直延续到今天的农历。可是即便这样，由于具体的历年长度毕竟与回归年不符，因而历法上的月和日与农业生产的节令无法形成确切的对应关系。为了克服这个问题，中国古代独创了二十四节气。可以说，二十四节气是我国传统历法中又一种“阳”的成分。

　　我们知道，地球自转一周是1日;地球围绕太阳公转一周是1年，24个节气就是表示地球运动在公转轨道上24个不同的位置。一个节气，首先是指地球在绕太阳的轨道上到达这一位置的瞬间;其次，它又指包含这个瞬间的一日。所以，二十四节气与公历的日期有基本固定的对应性。

　　二十四节气是我国传统历法的重要组成部分。在西汉初年淮南王刘安偕其门人编撰的《淮南子·天文训》(公元前140年左右)中，有完整的二十四节气记载，其名称和顺序都同现今通行的基本一致。二十四节气的名称是根据地球在公转轨道上位置所反映的寒暑变化并结合相应的气象条件和自然现象(即物候)来命名的。其中春分、夏至、秋分、冬至，是季节的转折点。在北半球，一年之内，春、秋分日昼夜等长，夏至日白昼最长，而冬至日则白昼最短。

　　古人不知道地球环绕太阳运行，但是他们早就察觉了太阳在天空中相对于不动的恒星背景在移动，并定出了太阳在天空移动的轨道，把它称为黄道。在某一节气，太阳到达黄道上的一个确定的点。所以节气的安排取决于太阳在黄道上的位置。我国古代创造了一种独特的天体位置计量体系。古人把天赤道与黄道之间的恒星组合成二十八宿，每一宿中确定一颗星，称为距星。它们本身的坐标经过精密的测定，被作为计量其他天体坐标的基准。只要确定了某一天体(例如太阳)与一个距星在赤道上或黄道上的相对距离(称为赤道宿度或黄道宿度)，就能确定这个天体的位置。我国最迟在战国时期就已经出现了一年12个月太阳所在赤道宿度的完整记述。

　　最初的二十四节气是把一回归年的日数等分成24份，例如在汉代人们认定冬至在赤道斗宿21度，我国古代把全天分成365度，自此每经一节气加一个平均值365/24=15度，即为各节气太阳所在的赤道宿度值。这相当于从冬至以后每隔15.218日，为一个新的节气。这种平均安排节气的方法称为平气。后世对于冬至的赤道宿度通过实测不断有所改正，但一旦冬至的赤道宿度确定，以后的各节气便由平均值累加而定。这种方式直到清代才有所改变。

　　西汉汉武帝元封七年(公元前104年)颁布了新制定的《太初历》，并宣布这一年为太初元年。首次把二十四节气完整地引进历法。《太初历》用的是平气法：从冬至开始，等间隔地依次相间安排各个节气;每月有一个节气，一个中气，如立春为正月节气，雨水为正月中气。由于两个节气之间的时间大于一个朔望月的时间，所以可能出现一个月内只有一个节气或一个中气的情况。因而《太初历》规定节气可以在上月的下半月或本月的上半月出现，而中气一定要在本月出现。如果遇到没有中气的月份，则定为上月的闰月。于是，从闰月以后的这月开始，将一直保持每月有一个节气、一个中气，直到两年多以后再一次置闰。这种置闰原则一直沿用至今。

　　北齐张子信经20余年的精心观测与潜心研究，在公元570年前后发现了太阳在天空中周年视运动的不均匀现象。地球在冬至后不久过近日点，在夏至后不久过远日点。过近日点时运行速度最快，在冬至前后两个节气间的日期差要短于平均值，只有14天多，之后逐渐减慢;直至到达远日点运行速度最慢，夏至前后两个节气间的日期差近16天，之后逐渐加快，所以他发现了各个节气之间的时间间隔是不等长的。

　　隋仁寿四年(公元604年)，刘焯在他编制的《皇极历》中根据这种不均匀现象对二十四节气的推算提出改革。他把太阳运动的轨道——黄道等分成24份，太阳移行到每一等分点时就是每一节气的时刻，此法称为定气。他把太阳的运动看做等加速、等减速运动，用时间的二次函数拟合太阳运动。刘焯创立了二次差内插算法，并用这种算法计算太阳位置和定气时刻。

　　元朝初年，郭守敬和王恂等人编制了《授时历》。他们认为前人对于太阳运动的认识比较粗疏，太阳运行的度数不是时间的二次函数，而是三次函数，以三次差内插算法应用于太阳运行的计算。此外，郭守敬还创制了许多出色的天文仪器，其中最值得一提的是留存至今的登封测景(即“影”)台。郭守敬通过实测获得了许多精确的数据。《授时历》所采用的一些数据在当时几乎是最精确、最先进的。因此，《授时历》也成为我国历史上施行最久的历法，历时364年。

　　(作者系南京大学天文系教授、中国科学院紫金山天文台客座研究员)