地球/1f. 时间的本质：太阳历、阴历和恒星历

什么是时间？

时间是通过地球相对于其他天体运动来测量的。一天是指地球绕其极轴自转一周所需的时间。一个朔望月是指月球绕地球公转一周所需的时间，而一年是指地球绕太阳公转一周所需的时间。时间的测量至关重要，因为它决定了播种和收割的时间、狩猎迁徙的信号、天气和季节的预测、在机场乘坐飞机、上课和参加期末考试。时间被进一步细分为小时、分钟和秒，因此你生命的每一刻都可以用我们星球的这天体运动来解释。

地球年的长度

几个世纪以来，时间一直是地球速度或速度及其相对于其他天体运动的直接度量。最早的太阳历和阴历设计用于跟踪太阳和月亮在天空中的运动，可以追溯到 7000 年前，远早于青铜时代，当时人类还在使用石器，但已经开始利用农业，并驯化了动物。跟踪时间的流逝变得很重要，因为它可以发出播种和收割的信号。对于游牧民族来说，它还可以发出移动营地的信号，因为冬季和恶劣的天气可能会使游牧民族在意外的冬季风暴中被困，以及发出在一年中与其他部落的大型群体相聚的信号。

太阳历

人们需要解决的关键问题之一是，一年有多少天，值得注意的是，世界各地每个文化和文明都达成了一致意见，认为一年有 365 天，一些文明还认识到多出四分之一天。为了进行这一计算，每个群体必须确定太阳的运动，无论是从地平线上，还是从太阳在天空中的中午最高点。

世界各地都发现了古代石碑和太阳历，它们测量了太阳每天的运动。从夏至（太阳在中午时分达到天空中的最高点）开始，标志着转折点，到冬至（太阳在中午时分达到天空中的最低点）结束，人们需要计算天数。生活在赤道地区的人们，那里四季不明显，不太关心太阳的运行和太阳年的测量，他们经常跟踪月亮在夜空中的运行及其相位。在欧洲、亚洲和前哥伦布美洲的文化中都发现了太阳时间的记录，而阴历时间记录在中东和非洲的文化中更为普遍，这些地区更靠近地球的赤道。

墨西哥的库库尔坎神庙。

为了测量时间的流逝而建造的古代纪念碑包括英国的巨石阵，它似乎与夏至对齐；苏格兰的梅斯豪古代墓葬或石制住宅；以及爱尔兰的纽格莱奇，建于近 5000 年前，在一年中的关键日子，阳光会照射到黑暗的石制庇护所中。在美洲发现了一些最先进的早期太阳历，包括尤卡坦半岛墨西哥的卡斯蒂略金字塔，也称为库库尔坎金字塔。这座金字塔建于大约 1200 年前，共有 365 级台阶，分为四个方向，每个方向 91 级台阶。这座四面金字塔面向一个方向，在春分和秋分期间，太阳投下的阴影会像一条有羽毛的蛇，这条蛇也出现在金字塔周围发现的雕塑中。在新墨西哥州查科峡谷的古代普韦布洛城附近，有一座孤立的巨石，在那里可以找到一个 1000 年前的太阳历，它以一个螺旋形的岩画的形式出现。在夏至，一道阳光会落在它的中心，而在冬至，它会移动到螺旋形岩画的边缘。事实上，查科峡谷的整个城市和周围的建筑似乎都与太阳的方向对齐，正如安娜·索菲尔所建议的，并且今天普韦布洛人仍在遵循这一传统。

新墨西哥州法哈达巨石上的太阳匕首，展示了太阳在一年中的位置。

安提基特拉机械。

结合太阳历和阴历

太阳历和阴历成为人们聚会、宗教活动、节日或体育比赛时间同步的关键，例如希腊的四年一度的奥运会或北美的年度印第安人集会。然而，每个历法都有所不同，因为它们是将天数分为阴历月或覆盖在太阳年上，或者两者混合的结果。已知最早的将太阳日和阴历日同步的历法是由早期希腊天文学家梅顿制定的，它是一个19个太阳年的周期，分为235个阴历月。经过235个阴历月，月亮和太阳将在天空中重新开始它们的周期，这个周期将重复，从夏至开始。这个早期的日历在200年后被另一位名叫卡利普斯的希腊天文学家修改，他认识到一个额外的76年周期，这个周期是由四季长度的变化决定的，四季长度在94天到89天之间。这个新日历设定在公元前330年的夏至，为了追踪这个日历，人们发明了齿轮机制来计算日期以及月亮、太阳和星星的位置。例如，安提基特拉机制就是一个例子，它是一个大约公元前100年的航海日历。

年中的月份

我们现代的日历，由一个分为12个伪阴历月的太阳年组成，最早是在公元前700年左右的罗马实施的。罗马人在之前使用的10个命名的月份中增加了1月和2月。这10个月份是：（1）3月，（2）4月，（3）5月，（4）6月，（5）7月，（6）8月，（7）9月，（8）10月，（9）11月，（10）12月。与希腊日历结合了太阳周期和阴历周期不同，罗马日历只利用了太阳周期，这意味着每个月都有固定的天数。然而，这带来了一个问题，因为太阳年不能被平均地分成365天。每四年都需要在日历中添加一天。早期的罗马日历会添加一个额外的月份（称为梅塞多尼乌斯），并将天数保持在355天（12个月的阴历年）和377天之间，平均为366.25天。这意味着夏至在这个日历上只有一天的时间偏差。然而，这个日历很复杂，因为有些年份有额外的月份，如果一个城市或地区忘记或忽视了这个额外的月份，日历就会出错。经过700多年的使用，凯撒大帝对罗马日历进行了改革，他取消了额外的月份，并在每四年添加一天，即闰年。这个日历以凯撒大帝的名字命名，称为儒略历，凯撒大帝在公元前44年的3月15日（三月伊得节）被杀。他的养子屋大维在罗马掌权，并在公元前27年取名为奥古斯都，这成为8月的新的名称，因为他的统治发生在凯撒大帝之后，所以他以凯撒大帝的名字命名了8月之前的月份，即7月。现在的月份名称依次为1月、2月、3月、4月、5月、6月、7月、8月、9月、10月、11月和12月，在2月增加一个闰日。这个日历被整个罗马帝国采用，使用了一千五百多年，今天仍然在世界上一些地区使用。

然而，在公元1582年，春分的日期偏差了10天，因为在儒略历中，每年比地球绕太阳旋转短0.0075天，这并不多，但使用这个系统1582年后，相当于11.865天。为了纠正这个问题，天文学家阿洛伊修斯·利留斯建议向前跳跃10天，这个提议由克里斯托弗·克拉维斯向教皇格里高利十三世提出，教皇格里高利十三世颁布法令，将1582年10月4日改为1582年10月15日。为了防止日后偏差，闰年被修改为每四年一次，但凡能被100整除的年份，如果能被400整除则为闰年。这个想法并不受欢迎，没有在所有地方完全被采用，特别是新教和东正教国家，但随着时间的推移，格里高利历成为标准的太阳历，因为它最适合地球绕太阳旋转。

阴历

由于地球和月球相对于太阳的旋转，月相平均每29.53天重复一次。

然而，即使在今天，仍然使用利用月球旋转的日历。中东和北非（以及伊斯兰教信仰的宗教追随者）使用的阴历伊斯兰历遵循12个月的阴历，每年355天。这个阴历决定了斋月和宰牲节的月份，这两个月份是伊斯兰历中重要的圣月。因为这个阴历遵循月亮，所以斋月和宰牲节的月份没有与太阳历对齐，所以斋月的开始日期相对于格里高利历有所变化。在公元2020年，斋月从4月24日开始，而在公元2030年，斋月从12月26日开始。伊斯兰历从穆罕默德迁徙麦地那的第一年开始计算12个月的阴历年，缩写为AH（代表Anno Hegirae）。

计算年份的方法

在罗马使用太阳历时，年份从罗马城建立之日起计算，即AUC（代表Ab urbe condita），为公元前754年。早期的基督教徒以Anno Diocletiani来计算年度，即从罗马皇帝戴克里先统治开始计算的年份。戴克里先在现在的伊斯坦布尔附近的尼科米底亚迫害早期基督教徒，并销毁了早期的记录。这些年份后来被一位名叫狄奥尼修斯·埃克西古斯的僧侣修改，他将年份从247Anno Diocletiani调整到532Anno Domini，通过计算耶稣基督的出生年份，将其与罗马皇帝奥古斯都执政的第28年联系起来。因此，AD（代表Anno Domini，意思是主后）在公元700年左右的欧洲基督教国家中被标准化。随着太阳历格里高利历的广泛使用，AD系统用于计算太阳年仍然存在，但在非宗教科学用途上，则使用公元年（CE）和公元前（BCE）来表示。本文在整个过程中使用这种系统。请注意，在这个系统中，公元前1年紧接在公元1年之前，公元前年份随着时间的推移而减小，公元年份随着时间的推移而增加，而耶稣基督的出生年份在这个系统中是第一年。

恒星历

埃及塞内穆特墓天花板上的天文星宿。

使用太阳或月亮并不是追踪时间的唯一方法，因为地球每年绕其极轴旋转，所以星星在夜空中出现的时间会不同，并且在一年中的不同时间出现在不同的位置（就像太阳和月亮一样）。恒星历最早在埃及使用，记录在一系列文本中，统称为努特之书，这在拉美西斯四世的陵墓中也有体现，拉美西斯四世大约在公元前1150年统治埃及。努特之书识别出夜空中36颗恒星或恒星组合，这些恒星每10天在夜空中出现的位置不同。这10天的时期被称为星宿，代表一年中的360个夜晚，这与现代日历年中的实际365.242个夜晚非常接近。

地球自转周期

地球每天完成一次自转后，太阳已经移动了一小段距离，因此地球还需要稍微转动一点才能让太阳达到天空中的当地正午最高点。恒星日略短于太阳日。

使用恒星来测量时间被称为 恒星时。 恒星时 不同于 太阳时（使用太阳的位置来测量），原因在于地球在一个恒星日内绕其轴自转一圈，在此期间它会沿其绕太阳的轨道移动一小段距离（大约 1°）。因此，在恒星日过去后，地球还需要稍微转动一点才能让太阳根据太阳时达到当地正午。因此，平均太阳日比恒星日长约 4 分钟。因此，地球自转周期为 23 小时 56 分钟 4.1 秒，而太阳日为 24 小时。另一种理解方式是，除太阳以外的恒星代表了一个遥远的参考点，而更近的太阳参考点相对于绕轨道运行的地球略有移动。恒星年（恒星返回夜空中完全相同的位置）和太阳年（也称为 回归年，即太阳返回白天天空中的完全相同的位置）之间的差异仅约 21 分钟。天文学家使用恒星时来追踪夜空中的恒星，而钟表通常显示太阳时。

地球日中的小时

日晷可以测量白天的小时，晷针是一个三角形的刀片，它投下的阴影指向一天中的小时。

在 《努特之书》 中，一天被划分为 24 小时，分别代表 12 小时的夜晚和 12 小时的白天。这些是通过恒星在夜空中出现的时刻以及日晷（测量白天的 12 个小时）来测量的。然而，跟踪白天的小时并不一定是标准的时间单位。例如，在中国，白天通过追踪太阳用 Shí-kè（時 - 刻）记录小时，夜晚用 Gēng-diǎn（更 - 點）记录小时，方法是通过敲响钟声。在中世纪的欧洲，钟楼宣布小时，将一天划分为 8 个非标准小时，分别是晨祷、早课、午课、午时、晚课、傍晚、日落和完课，虽然跟踪太阳和恒星的位置可以用来确定这些小时，但它们并不是标准化的。

春分时地球的照明情况，此时地球的倾斜角度与太阳的光线垂直。

随着 文艺复兴 期间机械钟的出现，跟踪白天的小时变得更加统一，引入了 60 分钟为一个标准小时的 24 小时制，该标准最早由一位名叫 约斯特·布尔吉 的钟表匠在公元 1579 年测量出来，用于在 神圣罗马帝国皇帝鲁道夫二世 的宫廷中与 约翰内斯·开普勒 一起进行夜晚的星体和行星的天文追踪。但分钟和秒在时间方面的术语起源于 约翰内斯·德·萨克罗博斯科 的著作，他是第一个根据公元 1235 年的 儒略历 计算 春分 出现时间的人。作为更小的标准时间测量单位，分钟和秒对于理解地球轨道中的长期振荡至关重要，并有助于计算 春分 的出现时间。

书籍页面导航

上一页	当前页	下一页
e. 地球的运动和自转。	f. 时间的本质：太阳历、阴历和恒星历。	g. 科里奥利效应：地球自转如何影响其表面上的运动。