平氣和定氣

平氣(又名恆氣常氣)和定氣東亞文化圈所用的夏曆中推算節氣的兩種方法。平氣將太陽周年視運動(相當於地球繞日公轉)視為勻速,節氣之間的時間相等;定氣根據太陽的實際位置確定,節氣之間的黃道經度相等。夏曆最初採用平氣,隋朝劉焯已提出定氣,但中國直到初《時憲曆》、日本直到《天保曆》才正式改用定氣註曆。平氣改定氣是夏曆曆法史上最重大的改革之一,對置閏規則影響深遠。

定義

將歲實(回歸年)長度平均分割,根據時間來確定節氣,稱為平氣。若回歸年取 日,則兩分兩至之間各相差 日,八節之間各相差 日,二十四節氣之間各相差 日。將太陽周年視運動軌跡平均分割,根據日躔行度(黃經)來確定節氣,稱為定氣。兩分兩至之間各相差90度,八節之間各相差45度,二十四節氣之間各相差15度。[1][2][3]

 
地日運動的速度變化方式

若太陽在黃道勻速運動,則平氣和定氣是一致的。但實際上,根據開普勒第二定律,太陽運動的角速度不斷變化,在近日點時移動最快,在遠日點時移動最慢。在各個平氣之間,太陽運動經過的角度是不相等的。在各個定氣之間,天數是不相等的:冬至前後,地球處於近日點附近,兩個節氣相距只有14天多;夏至前後,地球處於遠日點附近,兩個節氣之間最多超過16天。[4]:992[2]

與平氣相比,定氣的日期計算不便,但可以準確反映太陽的實際位置,尤其是春分和秋分:按照定氣算,定春分和定秋分確實為晝夜平分之日;按照平氣算,平春分前兩天、平秋分後兩天才是晝夜平分之日。[4]:992[2][3]

歷史

 
僧一行

中國古代曆法最初採用平氣。北齊張子信發現日行有盈縮(太陽運動有快慢),從平春分至平秋分較慢,從平秋分到平春分較快。隋朝劉焯受到張子信及其弟子劉孝孫學說的影響,在太陽運動不勻速的基礎上,提出定氣的概念:例如,定春分為冬至後88天多,夏至前93天多,這一天晝夜真正平分。但劉焯沒能正確認識太陽運動速度的變化規律[a],因此其《皇極曆》對定氣的推算有較大偏差。唐朝僧一行對日行盈縮規律的認識較為準確,指出日行速度連續變化,在冬至時運行最快,夏至時運行最慢。其《大衍曆》已具備較為準確的計算日行軌跡的方法,用以推算日食月食時刻,但曆書中的二十四節氣仍採用平氣。此後的曆法都清楚定氣的概念,但註曆均用平氣。[4]:991-992,514-515,1048-1051

初,西學東漸,使用平氣還是定氣註曆成為中西曆爭中的焦點。[3]順治二年(1645)《時憲曆》正式改用定氣,是為中國曆法史上最重大的改革之一。[4]:1004現行農曆使用定氣,嚴格按照太陽黃經確定。[1]

日本舊曆在《寬政曆日語寛政暦》及之前都使用平氣,直到《天保曆》(1844)正式改用定氣。[2]

置閏

夏曆屬陰陽曆,置有閏月。夏曆置閏與節氣有關,採用無中氣置閏法:若一個朔望月中沒有中氣(雙數節氣),即為前一個月的閏月。採用平氣時,置閏規則簡潔。採用定氣時,兩個中氣相距天數不固定,可能短於朔望月,導致一月之內有兩個中氣,而前一個月或後一個月沒有中氣,但不予置閏,使得無中氣置閏法產生附加規則。置閏規則在改用定氣後大為繁複,是清初曆爭中反對用定氣註曆的關鍵原因。[5][3]

平氣和定氣還會影響閏月的分布。採用平氣平朔時,閏月間相隔32-33個月,較為規律。採用平氣定朔時,閏月間相隔31-35個月,多為32-33個月。採用定氣時,閏月間相隔27-35個月,多為27-29個月或34-35個月;由於各個中氣之間的天數不固定,冬季中氣相距時間短,一月之中無中氣的情況較罕見,夏季反之,故閏月較少出現在冬季,而以夏季為多。[5][4]:996

參見

注釋

  1. ^ 劉焯認為,太陽運行速度在春分後最慢,逐漸加速到夏至,再逐漸減速到秋分前又恢復為最慢;在秋分後最快,逐漸減速到冬至,再逐漸加速到春分前又恢復為最快;冬至和夏至的速度相同。在此模型中,日行速度的變化是不連續的,在春分前後瞬間從最快變為最慢,在秋分前後瞬間從最慢變為最快。[4]:1050

參考文獻

  1. ^ 1.0 1.1 中國科學院自然科學史研究所 (編). 中国古代重要科技发明创造. 北京: 科學普及出版社. 2016: 18-19. ISBN 978-7-5046-7090-8. 
  2. ^ 2.0 2.1 2.2 2.3 二十四節気の定め方. 國立天文台. [2021-07-24]. (原始內容存檔於2021-02-25) (日語). 
  3. ^ 3.0 3.1 3.2 3.3 王廣超. 明清之际定气注历之转变 (PDF). 自然科學史研究. 2012, 31 (01): 26-36. (原始內容存檔 (PDF)於2021-07-26). 
  4. ^ 4.0 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 陳遵媯. 中国天文学史. 上海: 上海人民出版社. 2016 [1984]. ISBN 978-7-208-12806-4. 
  5. ^ 5.0 5.1 陳展雲. 旧历改用定气后在置闰上出现的问题. 自然科學史研究. 1986, (1): 22-28.