解密古人是如何计算时间的(没有精密仪器只凭手眼)

在古代,农业生产在生活中是头等大事,因而非常重视季节更替与天气变化。加之古代生活中没有空调与暖气,采暖并不方便,故凡事都要提前准备。因而古人相比于现代人,其实对于一年的准确时间长度来得更加关心。

古人既没有非常精密的计时设备,也没有望远镜等天文观测设备和配套的精密角度测量设备。但是,古人相比于现代人,有个得天独厚的优势——没有繁杂的网络娱乐和社交,因而闲下来的时候有大把的时间观察天象。确定一年的时间长度,古代各国大都是通过观察太阳或星辰在天空中位置的变化规律来计算的,但各自的方法都不相同。

解密古人是如何计算时间的(没有精密仪器只凭手眼)(1)

这里以古代的埃及与中国为例分别说明一下。

古代埃及拥有目前发现最早的太阳历:早在7000年前,古埃及人就已经知道一年有365天了。原因也很简单,尼罗河每年都会泛滥一次,深刻影响着古埃及的农业,而预测其泛滥时间就成了古埃及人的一件大事。他们发现:天狼星(天空中最亮的星)和太阳会在某天同时升起,而此后再经过五、六十天,尼罗河就开始泛滥,于是他们就以天狼星与太阳一同升起的那一天作为每一年的起点(相当于现在公历的7月19日),两次出现这一情况经过的时间正好是365天左右,这样他们就可以知道一年的时间有多长。这就是古人知道一年有365天的最早记录。

当然,这种历法并不精确,没有闰年补足每年相差的那四分之一天,因而随时间流逝,误差会越来越大——每过730年,寒暑就会颠倒一次。后来这种历法传到古罗马,凯撒大帝采纳数学家兼天文学家索西琴尼的计算结果,颁布了儒略历后才得以修正。

在古代中国,则是结合了太阳与月亮的变化规律来制定历法。不过,中国古人更愿意用月亮的变化规律来进行记年,因而中国的农历每年长短不一,在353~385天之间。但古代中国人是知道一年有365天左右的,而且非常精确。因为中国古人还会定制24节气与72候以方便农业生产,而这与地球的公转周期息息相关。最典型的,是利用圭表进行影长测量的方法。

所谓圭表,就是在地上修一水平面画好刻度(圭),上面立一根垂直的杆子(表)以观测其影长。一年中最有代表性的日子是夏至和冬至,在每天的同一时刻,夏至日影子最短,冬至日影子最长,所以观察影子长度的变化规律自然就可以知道一年有多少天。而且,一年中影子最短时刻,必定发生在夏至日的中午,观测到这一点可以非常方便的计算时间,早期中国古人用的就是这一方法。

解密古人是如何计算时间的(没有精密仪器只凭手眼)(2)

但是,后来中国人更喜欢用冬至点来进行时间标定(因为这一天离新年比较近,也被认为是吉日),所以计算冬至点就成了一个重要问题,因为冬至点可以发生在冬至日的各个时刻,而每天从早到晚影子的长度也在变化,所以这一时刻不能简单的从圭表读出,还要根据冬至日前后的测量结果加以计算才行。早在南北朝时期,祖冲之就已经计算出了冬至日较为准确的时刻,并得出一年有365.2428天的结论。后来元朝的郭守敬建立了更精确的观象台,得到了更精确的365.2425天,这与现在测量结果365.2422天已经极为接近了。

解密古人是如何计算时间的(没有精密仪器只凭手眼)(3)

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