閏年是如何把人類從混亂中拯救出來的

2020.02.25
閏年是如何把人類從混亂中拯救出來的
在格里高利歷和閏年系統下,現代世界大部分國家的日歷與季節周期保持同步。
攝影:ABRAHAM NOWITZ, NATIONAL GEOGRAPHIC
 
撰文:BRIAN HANDWERK
 
  閏年如約而至:本周六,也就是2月29日,是一個閏日。歷法上的這一奇怪現象(幾乎)每隔4年就會出現一次。
 
  幾個世紀以來,人們一直在嘗試讓日歷與自然年同步,可惜事與愿違,反而引發了很多混亂。直至閏年出現,才補回了失去的時間。
 
  “這一切要歸結于,地球圍繞地軸自轉的天數與地球圍繞太陽公轉的天數之間沒有任何聯系。”美國國家標準與技術研究院時間與頻率主管John Lowe說道。
 
  太陽年大約365.2422天。沒有哪種日歷能與這個天數完全匹配,而簡單地忽略小數點之后的部分,卻會帶來嚴重的問題,遠超我們的想象。
 
  一直以來,人類靠觀察天空來安排生活作息。古埃及人每年都會在最亮的那顆星消失的夜晚,種植作物;古希臘和古羅馬的歷史學家也依靠星星的位置,來確定事件的發生時間。宗教領袖則希望節日適逢特定的季節和月相。
 
  這就是為什么現代世界大部分國家都采用了格里高利歷和閏年系統,讓日歷與季節周期保持同步。Lowe說:“我們的日歷很接近了,但想要讓這個歷法正常運轉,我們還需要奇怪的閏日。”
 
古代的計時方法
 
  從一開始,大自然的時間表與人類的歷法就非完美匹配。
 
  不僅古埃及人(生活在公元前3100年前),從中國到羅馬,很多國家都曾用陰歷計時。
 
  但陰歷每個月平均29.5天,一年只有354天。這樣一來,使用陰歷會產生11天的滯后,很快就無法與季節變換同步。
 
  另一些古代歷法則簡單地將一年分為12個月,每個月30天;這些歷法可以追溯到5000年前的蘇美爾人。與地球公轉的天數相比,一年360天意味著少了近一周時間。
 
  而在一年中額外加幾天的做法,和這些計時方法一樣古老。
 
  “埃及人采用這種歷法后,發現了問題,”Lowe說:“于是他們在每年年底加上5天時間,舉行狂歡聚會。”
 
尤利烏斯·愷撒的“混亂之年”
 
  愷撒與埃及艷后克利奧帕特拉的風流韻事盡人皆知,那時羅馬的陰歷已經和實際季節差了大約三個月,雖然羅馬人不定期地增加天數或月份,試圖彌補。
 
  為了恢復秩序,愷撒參考了埃及一年365天的歷法。早在公元前3世紀,埃及人就制定了有效的閏年系統,每四年修正一次。
 
  愷撒采用了這套系統,下令加入一個長達445天的“混亂之年”(公元前46年),以糾正多年累積的誤差。后來,他又規定每年為365.25天,每四年增加一個閏日。
 
  但這個系統也有缺陷,因為每年增加0.25天,這比太陽年的小數點部分0.242天略長。這意味著這套歷法比太陽年多出來11分鐘,每128年會相差一天。
 
  “事實證明,每四年增加一天有點多,”普吉特灣大學的物理學家、《天文學歷史雜志》的編輯James Evans說。
 
改變閏年系統
 
  從愷撒引入這一系統到16世紀,這一微小差異導致包括基督教節日在內的不少重要日期推遲了大約10天。
 
  教皇格里高利十三世發現情況不妙,于是他在1582年開啟了格里高利歷,可謂再一次大力扭轉時間。
 
  “格列高利改革了歷法:先把那年的10月減去了10天,”Evans說:“接著修改了閏日規則,來糾正問題。”
 
  在新的閏年系統中,能被100整除的百數年份不一定是閏年,比如1900年,只有同時能被400整除才算閏年,比如2000年。沒人記得上一個被略過的閏日,但每400年減去3個閏日可以讓日歷變得準確。
 
現代社會的其他歷法
 
  不過,在當今世界,有一些歷法認為閏年系統只是為了讓我們迎合地球公轉,還有一些甚至完全忽略了太陽年。
 
  伊斯蘭歷法是一種陰歷系統,一年只有354天,每年比格里高利歷少11天,不過有時會加入一個閏日。
 
  中國則采用了兩種歷法:官方使用格里高利歷,而在日常生活中,人們仍會用傳統陰歷。中國的陰歷遵循的是月相變化,每三年會加上一個閏月。
 
  Evans說:“讓歷法緊隨太陽年的做法并非神圣不可侵犯。人們可以用任何歷法系統,不過一旦習慣了的事物被改變,可能會引起眾怒。”
 
未來的難題
 
  目前的格里高利歷系統通過偶爾減少閏日的方法,讓太陽年和閏年日歷的小數部分幾乎相等。
 
  在這個系統里,一年平均365.2425天,只比太陽年長半分鐘。按照這樣的速度,3300年后,格里高利歷將與實際的季節周期相差1天。
 
  這意味著,在不是很久遠的未來,人類又要考慮減少一個閏年的問題。
 
  “因此,3000年后,人們可能要決定是否進行調整,”Lowe:“我們只能等著瞧了。”
 
(譯者:Sky4)
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