自然世界历方案(1) 太原科技大学 曾一平

来源: 历法改革 2016-10-07 23:05:30 [] [旧帖] [给我悄悄话] 本文已被阅读: 次 (38197 bytes)
本文内容已被 [ 历法改革 ] 在 2016-10-08 03:29:21 编辑过。如有问题,请报告版主或论坛管理删除.

·       自然世界历方案

 

目录

·       1. 引言——现行世界通用历法和世界历法改革

·       2. 历法的天文基础——太阳日和回归年

·       3. 历法的功能——四季合天和时间计量

·       4. 理想历法的基本原则与自然世界历             

·       5. 一个理想的世界新历法方案——自然世界历方案

·       6.自然世界历千年久用年历表(2000——2100

·       7. 与自然历配套的透明阴历(2000——2100

 

·       附录

·       1.天文四季辨

·       2.历法的时间量尺理论

·       3.诸多历法改革方案简介及比较

 

1.       引言——现行世界通用历法和世界历法改革

 

          现行多数国家通用的历法是格里历。我国称公历,俗称阳历。实际阳历是公历的属性,不是名称。格里历的前身是儒略历。儒略历和格里历都是基督教的教历。儒略和格里高利先后是罗马的皇帝。是儒略首先于公元前46年将罗马原来实行的阴历改为阳历。所以称儒略历。儒略历平年365 天,闰年366天,是平均回归年365.2422日的大小整数日。逢4的倍数年为闰年。实际年平均日数为365.25日。历法的年平均日数较回归年大了。所以经过一千多年后,气候提前了十多日。例如每年的春分日,刚开始实行儒略历时是在每年的3月23日。到1500年,儒略历的3月13日春分提前到3月11日。罗马的天文学家发现了这个气候的异常。罗马皇帝决定改历,纠正这个错误。于是决定将当年10月5日,跳过10 日,改为10月15日。这样,如果把改历这年都按改历后倒数回去,相应的当年春分日就由儒略历的3月11日变成新历的3月21日,(仍比开始实行儒略历时的3月13日提前2日)。其它节气日格里历也都跳了10日。改历同时也修改了闰法,增加逢百倍数年减一闰,逢400倍数年免减闰。 格里历实行到今天。我国于1912年开始实行格里历,并称公历。

         公历的结构是透明的。儒略历的年首日,原本是取冬至日。因罗马的僧侣反对,改于当年的原阴历1月初一日作年首。因12个阴历月比阳历年少约11日,所以一年后的年首就不再是阴历1月初一了。以后每年的年首就再也没有天文意义了。就按闰法规定,平年的365天后是下年的元旦,闰年的366天后是下年的元旦。

         公历的12个月,原本是大小相间,但后来经历任皇帝随意更改,就成现在乱七八糟的样子。不过总还是固定不变了。算是透明的。

         公历里没有24节气概念,只有春分、夏至、秋分、冬至四个特殊日子,按天文计算注明它们所对应的日子。这四个日子与我国的24节气中的春分、夏至、秋分、冬至的黄经位置完全相同。分别是0°、90°、180°、270°。因为黄经度对应的日子是不透明的,所以这分至四点的月日日子是不透明的。

         公历 的闰法,简明实用。其闰年的精确度有时误差稍超过一日,但这不影响一般人的四季生活。而且作闰法的进一步精确化调整,并无困难。

         公历从一开始就与七日星期混合在一起。七日星期是来自宗教圣经传说,是一个非天文的循环。可以说是一个独立的历法。公历历法与七日星期历法混合在一起。由于公历的年、月不是7 的整数倍,所以七日星期就无法在年里固定。这给日子的计数造成很大的麻烦。每人必须每天记月日和星期两个数字。这就叫双轨计日。这成为公历的一个最大的病瘤。这个病瘤是世界历法改革的最主要目标。总起来说,公历的缺点是:年不正,季不清,月不齐,节不明,周不层。周不层是说星期不是月下的层次。公历需要改革,目标就是要革除这些缺点,让新的世界公用历成为:年正、季清、月齐、节明、周层的合天又简明的历法。或者说是合天又是时间量尺的历法。

         上世纪30年代,兴起第一次世界历法改革高潮。当时的国际联盟主持历法改革的事,征求并遴选出两个代表性方案,连同格里历一起征求各国意见。代表性方案为“世界历”和“13月历”。

          世界历方案为:取364日为年的主要部分。分四历季,每历季91天,含13个7日星期。每历季分三个不等月,第一月31天,第2、3月各30天。年剩余的一天作季外日,称“空日 ”,置于年末。闰年的 闰日也称“空日”,置于第二历季末。主要部分的划分层次为:历季91天(31日、30日、30日月);13个7日星期。简单说为:91日历季,七日星期两个层次。两个层次以外,平年剩余一日,闰年剩余二日。因月长不相等,所以月不是层次结构内的单位。只能说世界历的量尺单位为:91日的历季,7日的星期。另有两个层次外日。

         13月历方案为:取364日为年的主要部分。分13个月,每月28天,含4个7日星期。年剩余1、2日作月外日,称空日,置年末。13月历的量尺层次单位为:28日的月,7日的星期。两个层次外日,即月外日。

         由此可见,两个遴选出的方案都没有涉及年首的改革,这表明西方人不知24节气,没有明确的四季概念。他们只看到7日星期与月日计日不能相容的矛盾。只求解决这个矛盾。。解决的思想都是把历法的结构变成量尺结构。两个方案走的都是这个路线。都取了年的主要部分做时间单位量尺。都有单位外日。这反映了历法改革的基本思路。也反映了社会对历法改革的要求的趋势。这要求和趋势就是:年的分段要相等,作为时间单位。人们要按时间单位安排工作,这样才有法律上的公平。时间分段的大单位,要包含整数个小单位。这样便于作时间的计算和经济的计算。简单的说,历法的分层要构成一个时间的量尺。这是社会进步的要求。所以,历法的量尺化就成为先进历法的要求。

         第一此世界历法改革高潮几乎通过了世界历方案,后因第二次世界大战爆发而遭停顿。二战结束后的50年代,联合国教科文组织再次讨论印度等国的历法改革提案。提案基本为前世界历方案。只因美国政府反对改革而被无限期搁置讨论历法改革的议案,直到今天。我国当时尚未取得联合国合法席位,而失去发言机会。

         我国是世界天文历法发展最早,天文历法文明最高的国家。我国天文历法学者对世界历法改革有自己的见解。因此本方案是向我国人民和政府以及世界人民和各国政府,向联合国有关机构提出的一个历法改革方案,供世界公众讨论比较。

 

2.       历法的天文基础——太阳日、回归年、黄道、黄经、赤纬、24节气、规范24节气                                                                                                                                                                                          

        历法是计数日子的方法。计数日子就是用单位度量时间。 太阳日和回归年是来自天文的两个时间基本单位。太阳日是地球自转一圈太阳是地球上光的来源。地球绕着太阳转365天才转一一圈。每天才转不到一度。所以 很难觉察太阳位置的变化。可是地球自己在转圈子。当它面对太阳时,就看见太阳的光,这就是白天。当地球背对太阳时,看不见太阳光了,这就是黑夜。地球自转一圈,一个白天一个黑夜,就是一个太阳日。当然太阳日是从黑夜的正中点即钟表的0点起算的。每一个太阳日并不是完全相等的时间,不过一般人们并不需要计较精确的太阳日长短。只需要平均太阳日的长度,以平均太阳日作为时间的基本单位。一个平均太阳日等分为24份,每份就称一小时。每小时再分为60分,每分再分60秒。时、分、秒就是物理学上的时间单位。历法上通常不用这样小的时间单位。而是用日以上的大单位。但是,能不能像长度量尺一样用十进数定长度的大单位呢?比如模仿,米、千米、千千米……等等,用百日、十日、日、千日…..等等。如果用这样的时间大单位,数学上当然可以。但实际上却不能与有天文意义的时间段相联系。比如,不能与平年、闰年、或历法上分的“小月”“大月”相联系。

        回归年是历法上取作年这个长时间段的依据。通常取回归年的365.2422的小整数365天称平年。取大整数366天称闰年 。因为平年闰年不相等。所以年不能称为时间单位。因为年有三百多天不便于计算,所以需要把年分为较短的时间段。平年和闰年都不能分成相等的12个时间段。所以现在历法中的“月”都不能称为时间单位。

       有必要解释一下什么是回归年。地球表面是的位置要靠地球上的坐标来表示。拿一个地球仪就可知道地球的坐标由经纬度表示。地球的自转轴是贯穿南北极的自转轴。与自转轴垂直的平面为赤道平面。赤道是地球表面分南北的一个大圆。经度就是赤道的360等分度。以英国伦敦格林维治天文台为0度。向东西两方向各分180度。纬度是任一过南北极的经度线被赤道分为南北两段。各90度,赤道点为纬度0度。向南北各分90度。分别称南纬和北纬。

       地球上的经纬度线,由地球中心作辐射源点,向天球投影,就得到天球上的赤经线和赤纬线。这就是天球的坐标。当地球绕太阳转动时,当然太阳是不动的。但是我们能看见太阳好像在天球上移动位置。这就构成太阳的视运动轨迹。这就是黄道。黄道是天球上的一个大圆。因为地球的自转轴与赤道平面有23.45度的交角,所以黄道大圆平面与赤道平面也有约23.45度的交角。黄道这个大圆与天赤道相交点称春分点。黄道上的分度就从春分点开始,春分点为0度,向上计数分度,称黄经度。每15度定一天文名称。这就是24节气点。每一黄经对应一个天球上的赤纬。赤纬对应的是太阳直射地球的地理纬度。以下是24节气点的黄经、名称和对应的赤纬。所以要明白,黄经度与天赤经不是一回事。天赤经是天赤道上的分度。与地球赤道上的经度是对应的。黄经是天空上黄道的分度,春分点是0°。太阳的每个黄经度对应一个赤纬度,赤纬度对应地理纬度。这就是太阳直射地球的直射点的地理纬度。

 节气        立春         雨水         惊蛰         分        清明         谷雨             

黄经        315°        330°        345°        0°           15°           30°     

赤纬       -16°.32    -11°.48   -5°.91      0°           5°.91        11.48° 

节气       立夏         小满         芒种        夏至        小暑          大暑

黄经      45°          60°          75°          90°         105°         120°

赤纬     16°.32     20°.18     22°.58     23°.45    22°.58      20°.18

节气     立秋        处暑         白露         秋分        寒露          霜降    

黄经    135°       150°        165°        180°       195°         210° 

赤纬    16°.32    11°.48      5°.91       0°          -5°.91°    -11°.48 

节气    立冬       小雪          大雪        冬至        小寒         大寒

         黄经   225°      240°         255°       270°       285°        300°

        赤纬   -16°.32  -20.18     -22.58    -23.45    -22°.58    -20°.18  

                 

         太阳经过24节气点的日子,每年是不相同的,而且没有简单的规律。因此我们说它是不透明的。通常在每年的历表中要注明由天文台预先算出的24节气的较精确的时刻。24节气所在的月日称为 交节日。也就是通常所说的节气日。节气日没有规律,所以是不透明的。如果能取较有简明规律的近似的节气日固定下来,就成为规范节气。利用规范节气,人们能够根据历法的日子,近似估计季节的进程。季节的进程就是指示太阳运行到黄到上什么位置的黄经数值。也可以用距离节气日的日子距离来粗略的表示。所以规范节气是有实用价值的。有了规范节气,人们就可以每天根据日历的日期数字,简单算出与前后最近的规范节气的距离日数。从而知道季节的进程。所以在创制新历法方案时,同时定出一套规范节气,是十分重要的工作。

 

        3.   历法的功能——四季合天和时间计量       

          历法是计数日子的方法。那么,为什么要计数日子呢?在日常生活中,常常需要通过日历知道季节到什么时候了。或者说刚刚过去的是什么节气,过去几天了?即将到来的是甚么节气?还有几天到来?

          生活还须要知道您计划要作的事是否快来了?比如,几月要开学?几月要开会?哪天合同到期了?哪天要发工资?周末还有几天?今年过了几天了?等等的事情都需要根据历法来算日子。历法定得结构简明,就容易记忆或计算,历法定得不好,记忆或计算就很麻烦。比如现行的公历,想按月作事都不公平。给职工按月付工资,2月28天,3月31天,明显的不公平。所以现在越来越多的单位不按月发工资,改按周发工资了。工厂的生产计划,越来越多按星期来订了。这都是因为公历不方便的缘故。 历法好不好?要看它的功能全不全,方便不方便。历法的功能,就是要解决上面说的两样事。一个是四季合天的功能;另一个是时间计量的功能。

 3.1四季合天的功能         首先要明白什么是四季。四季就是春夏秋冬。这还有什么问题吗?是的。什么是四季,现在是历法里头等重要的问题。因为什么是春夏秋冬,大家没有统一的共识。有人说分春夏秋冬四季 是气象学的事。有人说分四季是天文学的事。我们现在谈的是历法。历法是来自天文的。所以应该按天文学来定春夏秋冬四季。              

         从四五千年前,就有了历法。中国四五千年前的历法里,就有了春分、夏至、秋分、和冬至的节气名称。这四个名称也是天文学里的名称。它们有严格的定义。它们是四个黄道上的点。从这四个天文点,同时就确定了春夏秋冬四季。春夏秋冬四季原来是黄道上由春分、夏至、秋分、冬至四个天文点为中心的黄道上的四个90度的区域。太阳每年进入了这四个区域,就是进入了春夏秋冬四季。有人质疑说,这怎么能正确呢?在太阳进入以春分为中心的黄道上的90度区域时,北半球是春季,还可以理解。但南半球正好是秋季,怎么能说是春季呢?这个质疑是有道理的。怎样来解释这个现象呢?事情是这样的。世界古代文明的发祥地在北半球。古代发现春分、夏至、秋分、冬至四个天文点的天文学家是北半球地区的天文学家。所以四季的名称是适合于北半球的自然环境的。后来文明扩展到整个地球了,天文学也没有必要再修改已经定下的四个天文点和四季的名称了。但是对四季的名称,不论生活在地球的北半球还是南半球,都要按统一的原始定义来理解。只是南半球的人对春夏秋冬四季的自然情况要作与北半球相反的理解。比如北半球的春季是由寒向热转换的季节。南半球则是由热向冷转换的季节。根据以上所讲,春季就是春分点开始,即黄经315°到45°;夏季是45°到135°;秋季是135°到225°;冬季是225°到315°

         四季概念的分歧,严重的还不是南北两半球理解的困难。严重的是西方的天文学在四季划分的定义上作了违背古代天文学定义的新定义。 新定义说:春季从春分日开始,夏季从夏至日开始,秋季从秋分日开始,即冬季由冬至这天开始。我们过去给学生解释24节气的名称,纠正他们的错误理解。有些人把冬至理解为冬天来到了。老师说,错了,冬至的至字不是“到了”的意思。是“极至”的意思。“极至”就是“最”的意思。比如说“至少有一斤重”。意思是“最少有一斤重。所以“冬至”是冬天到了冬天的“最冬天”的意思。冬天从这天开始,越来冬天的特征越明显。到了“冬至”冬天的特征到了最明显的时候,往后,冬天的特征慢慢减弱,直到立春,冬天 的特征没有了,进入春天,开始有春天的特征了。西方的天文学作出的新四季定义完全与古代流传至今的历法四季的定义相违反。西方的新四季定义在现在的天文学文献上找不到出处的根据。不知道什么时候开始有此定义。不知道何国、何人提出,首先使用。西方不少国家至今还流行在夏至日过“中夏节”的民俗。大文豪莎士比亚写有“仲夏夜之梦”的名剧。足以证明数百年前西方仍以夏至为夏季之中,而非夏季之始。

        一定会有人问,冬天的特征是什么呢?一定会有人回答:冬天的特征是天气冷。要请您注意,这样的回答错了。我们说的是历法上的冬季,是整个地球的冬季。以整个地球说,冬季北半球偏冷,但南半球偏热。所以不能以北半球的天气冷来代表整个地球冷。所以不能说冬季的特征是天气冷。

        那么,冬季的特征正确的说法是什么呢?正确的说法应该按天文的特征。天文的特征是太阳在冬季直射的地球纬度是地球的偏南部分,或者说是太阳走到黄经225度,再增加到黄经315度范围之内的区域。这也可说是太阳光照偏南的黄经区域。

       还有一些天文、地理、气象学家说,四季是气象学的概念。近代气象学中有以五日内的平均气温来划分春夏秋冬四季的标准:摄氏10度及以下属冬季,10~22度属春、秋季,22度及以上属夏季。但是这是气象学的划分法。这种划分法四季的长度因地而异,且每年不同,不能用于历法。

        由于历法中的春夏秋冬四季是按太阳光照的直射点的范围划分,不是按天气气温高低划分的。所以不论北半球还是南半球,都不应该以天气气温来鉴别当地的季节归属。只能按太阳黄经来鉴别季节归属。特别是北半球中纬度的国家,例如我国,经常有所谓“倒春寒”和“秋老虎”一类的说法。似乎“倒春寒”和“秋老虎”都是天气异常了的说法。其实这是很大的误解。在北半球和中纬度立春后的一个月内,气温在摄氏12度以内,并不是气候异常的表现,而基本上是正常的。在立秋之后,气温仍在22度以上,甚至更高,也是正常的。所以有这样被误解的民谚,也是由于对历法里春夏秋冬四季的天文定义缺乏知识的原因。因此,正确的历法四季知识的科普宣传是历法改革的一项很重要的工作。决不能忽视。西方的二分二至的四季主张虽然没有任何理论根据。但是它凭借西方发达国家的政治影响,目前是世界四季概念的主流观点。这是历法改革一个很大的阻力。国内的几位历法人讲出的分至四季理由,有所谓“广义天文四季“定义。

        所谓”广义天文四季定义为:“黄道的任意90度四分区,都可作为一种天文四季的定义。”按照这个定义,那当然分至四分区就是一种天文四季了。按这个广义定义,不要求90度区域有任何特征条件。而只是争取到一个“天文四季”的称号。

       国内几位历法人为分至四季辩护说:分至四季在北半球中纬度地区,其气候特征比四立四季较近似。因此较多的国家愿意接受分至四季,所以分至四季优于四立四季。这个理由显然是不合理的。因为历法上的四季应当是整个地球的四季。不应是个别地区的近似天气四季。分至四季是西方某些天文学者脱离古代 早有的天文学而另行随意制定的一套四季的规定。在下面的“天文四季辨”附录中将再专门加以辨析。这里只是要特别申明,自然世界历方案是基于春夏秋冬光照四季的天文四季理论,即四立四季理论创制的合天世界历法方案。

3.2历法的时间计量功能         首先要明白宇宙是在时间空间内运动着的物质。要认识宇宙,就要对物质、时间和空间进行度量。度量就需要单位,单位系统构成了量尺。物质的量由质量单位系统构成质量量尺。空间由长度单位系统构成长度量尺,然后构成2维、3维……等高维量尺。时间当然也要有时间单位系统量尺。物理学中的时、分、秒系统就是时间的度量量尺。“时”是平均太阳日的1/24。但是物理学的时间单位时、分、秒用于日常生活嫌太小。因此生活上以日作时间基本单位。日以上的大单位,物理上是以“时”的十倍数的十进制作大单位。但是在历法上“时”的十进制倍数却不能表现基本时间单位平均太阳日日的整数倍。地球绕太阳运动有天文的周期现象,人类认为对生活最有意义的是回归年,即春夏秋冬四季循环的周期。可是回归年的长度,不是平均太阳日的整倍数,也不可能是整倍数。因为两者都是变化的量,而不是稳定不变的。经过较长时间的观察测定,得到较精确的平均值为365.2422日。历法只能用整数,所以取其小整数365称平年。取其大整数称闰年。两个年的日数不相等,因此都不能作日以上的大时间单位使用。通常称作“年”。但“年”不是时间单位,只能是“时间段”。

         人使用“年”,还嫌它太长,不便于记忆和计算。想把它分成较短的时间段。模仿阴历月,一年大概有12个月,长度在30日左右,对记忆和计算都合适。就把年也分成12段,而且借用了“月”这个名称。这就是阳历“月”的来源。可是要把365日,或366日分成12等份,除不尽。又不能用小数,只好取大小不等的月。小月30 日,大月31日。因为不相等,所以“月”也不能作时间单位使用。就这样,直到现在的公历,历法中只有基本时间单位“日“,没有日以上的大时间单位。历法里没有时间量尺。没有时间量尺,就没有办法按时间单位办事。如果硬要按公历的“月”办事,比如定合同,付工资,那就产生法律的不公平问题。怎么办?只有把“月”变成30日相等,变成时间单位。但是,这样一年要剩余5、6日,怎么办?我回答说,那就不算在“月”内就是了。算作月外日,该放在哪里就放在哪里。

          要知道这多余的5、6日是怎样产生的。原来地球绕太阳的轨道不是个正圆,而是椭圆。太阳在椭圆的一个焦点。于是地球绕太阳一圈就有有一个近日点,一个远日点。在近日点附近,地球走得快点。远日点附近,走得慢点。现在,远日点在黄经105度附近,即小暑节气附近。所以夏季的日数要长出5、6日。明白这些,就知道就一年多余的5、6日应该放在夏季的后面了。

       多余的日子解决了。每月30天也成为时间单位了。因为30=5*6=10*3,所以月下可以有下层单位5,或10。这就是说,月有了单位系统,成为单位量尺了。这样历法就有了时间量尺 的功能。自然世界历就是有时间量尺功能的历法方案。

请您先登陆,再发跟帖!