「二十四節氣」是科學還是文化？

出品：科普中國

作者：中國科學院大氣物理研究所 李汀

監製：中國科學院計算機網路信息中心

新華社報

11月30日，聯合國教科文組織保護非物質文化遺產政府間委員會召開第11屆常會，中國的「二十四節氣」被正式列入聯合國教科文組織人類非物質文化遺產代表作名錄。

人民群眾紛紛從各地發來掌聲和歡呼聲

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之餘……

也有人提問：

為什麼24節氣跟公曆對應那麼好，比如清明總在4月5日？

為什麼有時看新聞報24節氣不止有日期，還精確到分秒？

為什麼有時覺得24節氣挺准有時又不準？

為什麼為什麼

為什麼……

恩，每每遇到節氣，就有人問我類似問題。我這次就發奮寫個大的，一次性答完，包回百問~

遙想……

有一次參加科普活動，我問了在場的觀眾盆友們一個問題：大家覺得24節氣是陽曆還是陰曆？

大家紛紛說：當然是陰曆呀！這是我們老祖宗發明的嘛，陽曆是外國人發明的！

我說：那為什麼24節氣跟陽曆日期對應得那麼好呢？比如清明一般都在4月5日，夏至在6月21日，立冬在11月7日，前後就算有差異也不會超過2天，為什麼呢？

場上沉默了一陣。

我還沒來得及得意，就有一位觀眾大叔說：

因為…24節氣被假日辦修訂過？

好吧大叔你贏了！

回到正題

先從各種「歷」講起~

1

陰曆、陽曆、農曆，你能分清嗎？

陽曆

就是「太陽曆」，是依據太陽的變化來修訂的曆法，以地球繞太陽一圈為一年。

太陽高度角的變化

陰曆

就是「月亮歷」，是依據月亮的變化來修訂的曆法。月亮每經歷一次從圓到缺的循環，就是一個月。我國古人常把月亮叫做「太陰」，所以也叫「陰曆」。

月有陰晴月缺

農曆

很多人認為農曆就是陰曆，其實並非如此。農曆是我國古代人民獨創的一種曆法，兼顧了太陽和月亮的雙重變化，屬於「陰陽合曆」。

為什麼農曆要又陰又陽呢？

我推測，古代中國人可能先觀測到了月亮的變化，因為月亮的圓缺變化更加直觀，信息更易於捕捉。

但同時，我國古代是一個農業社會，當時的農業生產完全是靠天吃飯，需要嚴格掌握氣候變化的年周期，而這極大地依賴於太陽的變化規律。

古代農業耕作場景

古人慢慢發現，月亮的變化與太陽的變化並不吻合，如果只看月亮的話，每12次月亮的圓缺周期後，就會比太陽的一個周期差出一段時間來。日積月累，差距越來越大，農業生產完全得不到指導，這不白瞎了嗎？！

於是，機智的古人就在陰曆的基礎上，補充了太陽的變化，並總結為24節氣。

所以，24節氣是農曆的一部分，它本質上是陽曆，我們現在通用的公曆也是陽曆，因此兩者吻合度很高。而農曆是陰陽合曆，因為有陰曆的成分，所以跟通行公曆有較大差距。

實際上，純粹的陰曆使用並不廣泛，現在似乎只有伊斯蘭教還在用，叫「伊斯蘭曆」。這種曆法只考慮月亮的變化，跟四季的吻合度比較低，每年只有354天8小時48分，每隔2.7年就跟公曆差一個月，每年1月可能出現在春夏秋冬四個季節，用起來太麻煩。

2

古人是怎麼搗鼓出24節氣的？

春秋時期

古人發現，在每一年中，白天和黑夜的時間長短是不一樣的。

先是白天越來越長、黑夜越來越短，直到某天（夏至）時，白天最長、黑夜最短。之後白天越來越短、黑夜越來越長，直到某天（冬至）時，白天最短、黑夜最長。之後又開始白天越來越長、黑夜越來越短……周而復始。

陽光下的影子也有類似的變化規律。夏至時，影子最短，說明陽光最「正」；冬至時，影子最長，說明陽光最「斜」。

因此，最早定下來的兩個節氣，應該是夏至和冬至。

（自己畫的，請忽略我的渣畫風~）

儘管那時的古人，還不知道地球繞著太陽轉，卻能敏銳地提出了「日至北」和「日至南」的概念。這與我們現代的科學認識，夏至時太陽直射北回歸線，冬至時太陽直射南回歸線，在思路上已經大為接近。

四季太陽高度角

要知道，春秋時代的古人幾乎沒有任何觀測儀器，僅僅憑藉著最簡單的觀察，加以思索，就發現了日影長短、太陽位置和冬夏交替間的內在聯繫，創造出了冬至和夏至的概念，這就是古代勞動人民的智慧，真是了不起！

戰國時期

夏至和冬至的提出，相當於把一年作了二等分。到了戰國後期，古人進一步把一年作了八等分，於是有了立春、春分、立夏、夏至、立秋、秋分、立冬、冬至，一共8個節氣。

夏至、冬至，分別指白天最長和黑夜最長，合稱「二至」，「至」為極致。

春分、秋分，分別指白天和黑夜一樣長的兩天，合稱「二分」，代表「平分」。

立春、立夏、立秋、立冬，合稱「四立」，「立」表示「開始」。

這8個節氣更清晰地勾勒出了一年四季的劃分，記錄在《呂氏春秋》的《十二月紀》中。

《呂氏春秋·十二月紀》

西漢

在《淮南子·天文訓》中，古人更加精確地把一年作了24等分，並加以命名，形成我們今天所熟知的24節氣，這是24節氣第一次被完整敘述。

淮南子·天文訓

公元前104年，《太初曆》正式把24節氣加進曆法中，成為農曆的一部分。

太初曆

24個節氣大致對應一年中的12個月，平均每個月對應兩個節氣。

古人認為這種變化是一種「氣」，每月的前一個是「節」，叫「節氣」；後一個是「中」，叫「中氣」，所以每年一共有12節和12中。慢慢演變簡稱為24節氣。

二十四節氣歌

春雨驚春清谷天，夏滿芒夏暑相連。

秋處露秋寒霜降，冬雪雪冬小大寒。

3

為什麼24節氣能準確到分秒？

24節氣依據太陽的變化而建立，本質上是根據地球繞太陽的公轉和地軸傾斜造成的黃赤交角。

如果我們把地球繞太陽公轉的軌道視為一個平面圓，並把春分點看作0度的話，那每過15度就是一個節氣，24個節氣正好360度。

這個度數可以精確到某天某時某秒，比如今年冬至在2016年12月21日18:44:07，這都可以根據公式算出來。

當然，我們平時一般按照習慣，把這一整天都當做這個節氣。

4

24節氣到底準不準？

24節氣不僅在天文上做了精準的角度劃分，還加入了其它信息。比如雨水、小暑、寒露、霜降、大雪，這是氣象信息；而驚蟄、清明、穀雨、小滿、芒種，這是物候信息。

這讓24節氣的準確性，受到了地理限制。

24節氣原產於黃河流域，主要反映了這一緯度帶上的溫帶季風氣候。但我國幅員遼闊，氣候資源多樣，在中原以外的大片區域，如新疆內蒙的溫帶大陸性氣候、雲貴兩廣和東南沿海的亞熱帶季風氣候、西藏的高原山地氣候、海南和雲南廣西南部的熱帶季風氣候，無法套用到24節氣中。

立春

是春季的開始嗎？

比如立春，意為春季開始，在每年的2月3-5日。

從氣候學角度來說，把冬季後5天滑動平均氣溫值≥10℃的第一天，作為春季開始。

以這個標準，黑龍江一般在5月初入春，華北平原一般在4月，江浙一般在3月上旬，福建更早，要是在青藏高原北部，全年無春都有可能，跟立春節氣差了十萬八千里。

即使只考慮黃河流域，每年的氣候差異也很大。就說北京，在2002年，3月9日就入春了；但在2009年，4月2日才入春，前後可以差二十多天，顯然跟立春節氣也對不上。

大暑

是最熱的時候嗎？

再比如大暑，意為一年中最熱的時候，在每年的7月22-24日。

但如果在大暑這一天出現降雨，那高溫天氣就得到緩解；如果大暑之後，副熱帶高壓來襲，天氣晴朗、陽光暴晒，可能比大暑時還熱。

所以大暑也未必是最熱的時候。

同理，立秋是秋季開始、立冬是冬季開始、大寒是一年中最冷的時候、雨水是降雨開始、白露是天氣轉涼等等，當具體到某個地區、某一年份時，也都是不準的。

你也許要說了：我去，你可真無聊，要這麼對應當然不準了！人家24節氣只是說個大概嘛！

說得太對了！

如果只是說個大概的話，那至少在黃河流域，24節氣還是能夠反映出天氣變化趨勢的。

比如雨水節氣，從多年氣候平均狀況來看，我國黃河流域在這一天後，降雨總體上將呈現增多的趨勢。

請原諒一個科研工作者的龜毛和話嘮……

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寫在最後

24節氣誕生於春秋，西漢就已經完整收錄入曆法。

古人在幾乎沒有任何氣象觀測儀器的時代，僅憑肉眼觀察、身體感受和分析思考，就歸納總結出這樣一套簡練優美的規律，道盡寒來暑往、四季更迭。

還有那些富有詩意的名稱：驚蟄、清明、穀雨、芒種、白露……更是意境悠遠，美得讓人心尖兒打顫。

11月30日，終於被列入人類非物質文化遺產代表作名錄，真是實至名歸！

下一個節氣是冬至，為何「冬至大如年」？

by.大臉撐在小胸上

文章來源：「大臉撐在小胸上」公眾號

原文名稱：24節氣成為世界非物質文化遺產！它是科學還是文化？

圖片來源：「大臉撐在小胸上」公眾號、網路等