春分日期為什麼總不一樣?

春分日期為什麼總不一樣？

春分是二十四節氣之首，語意即春季的一半。這一天白天和黑夜等長，均為12小時。從天文學上看，春分是指太陽從天球（注1）的南方向北方移動過程中，行進到天球赤道和黃道的交點之處。而春分點就是太陽直射到地球赤道的那一刻。作為天球計量、計算、定位的基本理論之一，春分點對於天文學研究有著十分重要的意義。

各國人民很早就認識到春分的重要性。古巴比倫人通過仔細觀測，把天空中的白羊座-β星所在的區域命名為白羊座，以此類推命名了金牛座、雙子座等。這就是十二星座的來歷。古巴比倫曆法以此為依據，把一年分為十二個月，白羊座作為春分的標記，即為一年之始。

APP觀察的白羊座星圖。（源於網絡）

但是，由於太陽、月亮、行星引力影響等原因，地球的地軸一直在進行緩慢的周期運動，從而使天球上的節氣點也在不斷地「漂移」。比如，公元前6000多年，蘇美爾人發現春分點位於金牛座α星；但公元前2000多年，古巴比倫人則發現春分點已「漂」到白羊座-β星。

換種更直白的說法，每年春分的固定時間，在地球上的固定地點仔細觀察太陽，會發現太陽不是在同一位置。這種現象叫「歲差」，是由我國西晉一位官N代學者命名並算出較精確值的。他一生淡泊名利，長年孤守觀星樓，終於「揪」住了漂移的冬至點和春分點，並進而推算出歲差的數值。

春分點星座變化的示圖。（源於網絡）

不喜當官的官N代

東晉成帝鹹和年間的某個黃昏，天空已現點點繁星。在會稽郡餘姚（今浙江省內）城外的觀星樓上，一位寬袍大袖、頭髮微白的學者，靜靜地觀察著星空，並不時在身邊的星圖上作記號。

他一直在找一組星宿，即位於東壁九度（注2）的壁宿。按他的推理，壁宿是冬至日的標誌星宿，只要找到它們，就表示冬至已到。為此，他入了迷，也不知找了多少年。

壁宿示意圖。（來源於網絡）

這樣做，緣於他的出身和愛好。

他叫虞喜，出身餘姚望族，用現在的話說就是地道的「官N代」。與其它望族不同的是，虞氏族人自三國起就對天文曆法頗感興趣。虞喜的曾祖虞翻，是三國吳大帝孫權的重臣，政務之餘編有《易律歷》；翻第六子虞聳，官至西晉河間太守，著有《穹天論》一書。

或許受家族影響，虞喜自小博古好學，比同齡孩子早熟且有思想。他年輕時致力於天文曆法研究，由於在《安天論》一書中反對天圓地方的「蓋天說」而聲名鵲起。

出身名門，學富五車，在封建社會按說應該身居廟堂，鼎食鐘鳴。

虞喜對這一切無動於衷。更有甚者，他對朝廷伸來的橄欖枝也避之不及：會稽太守諸葛恢聘其當功曹（相當於郡守的助手），他拒絕了；朝廷一再徵辟他為博士等，他不置與否……

「不營世務，耽學高尚，操擬古人。」屢請不至，開明的皇帝乾脆下個詔書，表揚虞喜淡泊名利，品行高尚，並特許他專心搞學問。

於是，虞喜利用家族之財，在餘姚城外建了一座觀星臺，吃住都在裡面。

從此，他便用肉眼在星空中尋找東壁九度的壁宿。

因為，只有找到那組星宿，才能證明從古至今冬至的標識星宿（即冬至點）一直在西退。換言之，冬至日不是固定的，而是不斷前移。由此確定，其它節氣日也像冬至日一樣前移。其中影響最大的是春分，因為古代有文化的人都知道，春分對一年四季劃分、對科學研究都有十分重要的意義。

如果對此事不加重視，若干年後，人們便不能能用某個星宿來判斷冬至或春分是否到來，進而無法劃分四季，影響農業生產。

這是怎麼回事？難道二十四節氣的標誌星宿真會變？

受歲差影響節氣點的漂移示意圖。（源於網絡）

命名歲差復算值

關於農曆節氣的標誌星宿會不會變的問題，晉朝之前的天文學家已有關注。

研讀古籍時，虞喜發現對前人對冬至日的標誌星宿記錄有所不同。《尚書▪堯典》所載「日短星昴，以正仲冬」，意思是如果太陽落山後看到昴宿（注3）出現在中天，那表示冬至到了（東周以前把冬至叫叫日短，春秋時始出現「冬至」名字）。後來，他在《史記》、《春秋》等古籍中發現，隨著朝代的變遷，人們發現冬至的標誌星宿變為胃宿、婁宿、奎宿等星宿。

「難道是古人記錯了？」虞喜腦海閃出一個念頭，但隨即否定了，「每次記的星宿都不一樣，似乎這裡面有什麼規律。」

於是他大膽推測，由於某些原因，冬至的標誌星宿在不斷西退。細心的他按古籍所載，把天空中這些星宿的所在位置連起來，隱隱發覺是一條自東向西的弧線。

認為此事非常重要的虞喜經過精密推算，確定最近若干年冬至日的標誌星宿是壁宿。只有找到壁宿，才能確定冬至到了。當然，找壁宿的同時，他也沒忘記尋找標識春分、夏至和秋分的星宿。

在沒有天文望遠鏡，沒有宇宙飛船的年代，用肉眼觀察星空，並非怪事。漢朝發明地動儀的張衡，劉宋時編制《大明曆》的祖衝之等人都觀察過。不過像虞喜一樣一看就是幾十年，還真是罕見！

天道酬勤。公元330年冬至日的黃昏，49歲的虞喜終於在中天發現了若明若暗的壁宿！

壁宿星示意圖。（網絡圖）

理論加實踐出真知。結合觀察記錄，虞喜聯繫古籍的記錄得出一個結論：「堯時冬至日短星昴，今二千七百餘年，乃東壁中，則知每歲漸差之所至。」（《宋史·律曆志》）很顯然，從上古開始，由於冬至的標誌星宿發生變化，所以每歲的冬至都有極細微的差別。

後人根據此話，將太陽兩次回到冬至點的周期（即回歸年）比地球圍繞太陽繞一圈的周期（即恆星年）差一小段的現象命名為歲差。

冬至點有歲差，春分點自然也有。只有找到歲差數值並運用到新曆法中，才能徹底解決問題。

於是，虞喜在觀星樓裡沒日沒夜地計算歲差數值。不知過了多久，他終於算出了結果。

虞喜最終是這樣算的：從上古堯帝到東晉，約二千七百年；從昴宿到東壁九度，西移共五十多度。由此相除，歲差值為五十多年西移一度。（目前科學所測為七十一年八個月西移一度）

虞喜發現歲差並計算數值，可謂中國天文學史上的大事。雖然他發現歲差比古希臘最偉大的天文學家依巴谷（注4）發現歲差晚了兩百年，但他比依巴谷所提「每百年差一度」的數值更加精確。因此，後世科學家認為他的成就可以與祖衝之精確計算圓周率相媲美。

依巴谷畫像。（網絡圖）

不是後記的後記

好事多磨。虞喜窮其一生提出的歲差說，在相當長一段時間備受冷落。南北朝科學家祖衝之雖然把歲差數值作為常量應用到《大明曆》的編制中，但此曆法受頑固派阻擾，「歲差說」也少受關注。另一方面，晉朝過後是戰亂的南北朝和短暫的隋朝，這段時間沒人修晉朝史書。唐朝初年朝廷修《晉書》時，任命天文學家李淳風撰寫天文、曆法模塊。李淳風根本不相信有歲差存在，所以在虞喜的傳記中不提歲差字樣。

歷史是公允的。繼祖衝之之後，隋代劉焯編撰《皇極曆》、元朝郭守敬編撰《授時曆》，曾多次演算歲差值，使其日趨精確。而唐代李淳風死後，朝廷組織了幾次關於歲差的辯論會，「歲差說」深入人心，為後世天文學家所接受。

而在歐洲，制歷家們沿用著依巴谷「每百年差一度」的歲差數值，長達一千年。

時至今日，隨著科學的發達，人們用更簡潔、直觀的語句來解釋歲差，即回歸年比恆星年短的現象。回歸年是指太陽兩次回到春分點所用的時間；恆星年是指地球繞太陽一周實際時間。現代科學家給歲差及相關理論作了如下描述：地球歲差是地軸緩慢的周期運動引起的，其周期約25800年；一個歲差周期，地軸將繞出一個圓錐形軌道；歲差方向與地球圍繞太陽公轉的方向相反，自東向西。

值得一提的是，西洋科學家把歲差周期稱為柏拉圖年，而佔星學家給它還取了個名字，叫大年。

大年？春節？普通國人眼中，大年不就十幾天嗎？可是在不少天文學家或佔星學家眼裡，大年約有25800年。我們想不到，一生淡泊名利，只為找到節氣西退原因的官N代學者虞喜生前更不會想到！

歲差周期，地軸旋轉出圓錐形軌道。（網絡圖）

【備註】

1、 天球，為了便於研究的天體位置和運動規律，天文學家把宇宙想像成一個旋轉的球，即為天球。理論上，天球的半徑無限大，與地球同心。與地球相對應，它有天赤道，天極。

2、 東壁，中國古代神話所稱的二十八星宿中有一宿叫壁宿，主星有兩顆，分別叫東壁、西壁。兩壁四星即著名的飛馬座四邊形。

3、 昴宿，中國古代神話中二十八星宿之一。西宮白虎七宿的第四宿，由七顆星組成，又稱旄頭。又叫昴日雞，《西遊記》中的昴日星官即指此星宿。希臘神話稱其為「七姐妹」。

4、 依巴谷（約公元前190年-公元前125年），又譯作喜帕恰斯，古希臘最偉大的天文學家。他編制出1022顆恆星的位置一覽表，首次以「星等」來區分星星，並發現了歲差現象。他視力非常好，第一個發現巨蟹座的M44蜂巢星團。