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历史明珠:中国古代伟大的科技成就——农历二十四节气

佚名 科学 2020年10月22日

历史明珠:中国古代伟大的科技成就——农历二十四节气

前言

众所周知中国古代有很多的文化成就,其中有不少甚至影响了世界历史的进程。我们喜欢将具有重要意义和作用的四个发明称为四大发明,以此来代表中国古代科学技术的巅峰,实际上还有一些科学成就完全不亚于四大发明,二十四节气就是其中之一。


提到二十四节气很多人更多的把他认为是传统文化,更多人多他的认知停留在文化和习俗的阶段而非科学,甚至有一些人还会质疑他的科学性,那我可以斩金截铁的说二十四节气相当的科学而且还是古代全世界范围内最科学的理发之一。


二十四节气我们小时候都学过关于他的一首儿歌,他应该是世界上用文字描述最短的科学发明之一只有短短的四十八个字。但是这四十八个字却浓缩了古代中国的科学家对于太阳周期运动观察和掌握的精华。那接下来就用事实来告诉大家二十四节气有多科学。


一、二十四节气的内容与含义

  • 历史沿革

上古时代人们通过夜观天象授时定法就已经基本掌握了天文规律,正是由于上古时期就已经开始了对于宇宙和天象的探索,所以在文明之初就奠定了历法的基础。其中“二十四节气”就是中国古代历法体系中的基础历法之一。


首先要说的是二十四节气一开始并不是由太阳而来,因为在白天什么也看不到,不好总结规律只能看到太阳东升西落和昼夜长短而已。最初二十四节气是通过观察北斗星的斗柄转向而指定的,它可以体现太阳的运动规律,因为日月星辰的周期运动都与太阳有关。


完整的节气形成是一个漫长的过程,在上古时候的基础之上又经过后世天文家的观测和记录,最后整合成为符合太阳运动的农业运作规律。


《易经》记载:“变通莫大乎四时。寒往则暑来,暑往则寒来。寒暑相推,而岁成焉。”


在商朝的时候已经出现了四个基本的节气即仲春、仲夏、仲秋、仲冬,而在周朝节气就增加到了八个。


史书上第一次出现二十四节气是在《淮南子》当中,汉代也是中国历法奠定的时代之一。“二十四节气”正是称为国家的法定历法则是在西汉时期,采用了土圭测日影确定了日影最短的冬至日。以冬至为一年起点从此往后等分二十四分,中国农历当中的阳历基本敲定。


而现在我们所使用的“二十四节气”则来源于三百多年前的清代确定的名为“定气法”的二十四节气,“定气法”是中国历朝历代天文学者观察的经验集合,是根据太阳的黄道圆周360度进行等分成二十四分,与现代科学对于原理相同,基本一致。


  • 节气含义

中国传统的历法被称为农历,而农历并不是一种历法而是一种阴阳合历,所谓阴阳就是月亮与太阳。二十四节气最重要的作用是体现太阳的运动规律,并把它反应到农业的运作上面,以此来安排进行农业生产。


而实际的二十四节气制定还不仅仅运用了古人的天文观测得到的科学结论,还有人们日常生活中总结观测出来的气象、万物生灭规律等科学道理。


依据“定气法”,立春为一年的开头,“立”就是开始的意思,意味着春天开始,万物又进入了新的轮回当中。


雨水是典型的地理气象节气,位于春中的雨水节气东风解冻袭来带来了大量的湿气因此是雨水多发的季节,降雨增多意味着万物开始萌动。惊蛰的意思是春雷滚滚惊动了冬眠熟睡的动物,“蛰”就是冬眠的意思。先是雨水唤醒草木,待到草木初具苗头之后才轮到动物复苏符合自然规律,而且春雷季节也是古人对于气象的精准把控。


春分的“分”指的是春天过半,将整个春天分成两半的意思,属于中气。清明是重要的节气与节日融合的代表,到了清明已经代表草木茂盛春天,大地已经完成了蜕变。谷雨是雨量充沛的季节,植物茁壮生长也意味着春天的使命完成接近尾声了。


立夏和立春一样代表着夏天的开始,一年进入了第二个季节又要该换一次天地妆容。按照古代的说法夏季是放纵万物生长的季节,也是一年当中最繁茂的季节。小满指的是春天发芽的种子已经开始籽粒饱满是农业运作当中重要的判断节气。


芒种是作物交接的季节,在广大的北方(古代主要的政治经济中心是北方)一年两熟麦子在此时成熟而又要赶着时节种下稻子,是农民收获忙碌的时节。夏至的“至”和“分”一样是中气,意味着夏季到半。同时夏至日也是一年当中白昼最长的时间,是古代对于太阳观测的精确科学记录。小暑已经到了农历的六月,意味着天气已经开始感到炎热,半个月之后的大暑就是一年中最炎热的季节,符合北半球的规律。


立秋是秋天到了,天地又要换一次颜面。值得一提的是秋天的第二个节气是处暑,意味着暑气接近尾声,这个本该在夏末就出现的节气拖到了秋天,而这正是和中国的地域气候契合被称为"秋老虎"。白露是天气开始转凉,已经可以看到热气凝结而成的露珠发白。


秋分是秋季之中,是昼夜平分的节气,从这一天往后黑夜大于白天。寒露到了农历九月已经可以感到微微的寒冷,露水已经开始冰凉。霜降是夜晚的热气不是凝结成露珠而是直接凝冰成霜,霜的出现意味着秋天要结束冬天要来到了。


立冬是冬季的开始,天地再次改头换面,万物开始收藏。小雪是冬天宣告自己到来的第一波攻势,开始将天地换新颜。而大雪则是冬天的极盛之时,大雪过后天地皆白,万物陷入寂静。冬至是冬季之中,这一天是全年当中白昼时间最短的时候。小大寒凝聚了古人的智慧,雪到而非天寒,雪过之后温度继续降低,迎来了一年当中最寒冷的时间段。


二、二十四节气的科学观测

二十四节气并不是凭空想象出来的,而是古人用时间和精力一代一代的观测总结出来的,中国的天文观测领先世界千百年而且即使面对近代的科学仪器也不逊色太多。


人对于太阳观测最早的方法就是“立竿见影”,《中国科学技术史》中指出:“在所有天文仪器中,最古老的是一种构造简单、直立在地上的杆子。”


根据现代的考古,我们可以确定至少在四千年前已经有完整的观测体系,因为出土了那个时候观测太阳用的器具。


古代测量日影有两个道具,一个是竖着的杆子叫做“表”,一个是横着正南正北放置的尺子叫做“圭”。通过读取长度和方位可以进行授时也可以掌握一年当中四季变化与太阳运动的规律,是中国古代天文观测的重要一步。正是通过持续不断的观测古人发现了一年之间有日影最长和最短的两天并由此确立了夏至和冬至。


中国古代很早就设立了专门用来观察太阳和自然变化的官职叫作“羲和氏”,《世本·作篇》记载:“羲和作占日”,宋衷注:“占其型度所至也。”


北齐时候的张子信发现了太阳运动并不是匀速运动的规律,并且提出了太阳在秋分之后跑得快,在春分之后跑得慢的结论观点。这就解释了在此之前的“平气法”制定的二十四节气在实际使用当中总是差那么几天的原因。


而直到千年之后,借助现代仪器才发现是因为地球轨道是椭圆的导致的。这也是后来二十四节气改为“定气法”的最早科学观测基础。


隋朝之后在观测当中出现太阳运动的不均匀的现象越来越多,在唐朝的时候虽然定注历法还是使用“平气法”,但是在实际的计算和使用上面已经采用了“定气法”,按照现代精密仪器的观测也就是千年之前的“定气法”,其科学性不言而喻。


虽然由于政治等因素“定气法”的推广过程艰难,但是其观测的科学事实不容置疑,最终在清朝的时候经过一番激烈的斗争最终更加科学的“定气法”完全取代“平气法”。中国人在科学的道路上自我完善,自我纠正。


总结

二十四节气经过国人艰难的努力最终申遗成功,作为重要的科技成果被世界公认。在古人的几千年不间断的科学观测下总结出的结果,适应于中国的第一环境与农业运作,即使对比现代天文学也不差分毫。


所以它绝不仅仅是一项传统文化,也绝不仅仅是传统习俗,他代表着中国古代对于宇宙天文探索的最高成就。二十四节气的产生与纠正也代表了中国人对于科学研究的严谨态度,是不可忽视的重要科学技术成果。




参考文献:


《易经》


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