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tropical year 回歸年

 

  
overview

 


Bhaskara II (1145-1185) 365.25868, derived  from Aryabhata, on five-year yuga

中國的曆書





大衍历之后的宣明历是唐朝最精确的历法。宣明历将日食分为时差、气差和刻差,完善了日食推算法。以365.2446天为回归年,以29.530595天为朔望月。

唐穆宗長慶二年(822年)施行,全稱長慶宣明曆。景福元年(892年),被《崇玄曆》取代。

在日本貞觀四年正月初一日(862年2月3日)取代《大衍曆》、《五紀曆》,到貞享元年十二月三十日(1685年2月3日),使用了823年。是使用最長的曆法。 

麟德曆即是儀鳳曆(日本名稱)697-763

中國「顓頊曆」

本指鄭重其事的將曆法交予百姓,使其掌握時令變化,不誤農事。《書經.堯典》:
「乃命羲和,欽若昊天,曆象日月星辰,敬授人時。」後指皇帝向天下頒發曆書,使天下遵行,
不違農時,以求豐收。

 回歸年 <> 朔望月 <> 置閏(月)周期 間之換算

置閏周期 >> 章 ( cf metonic cycle)

太初曆

祖沖之的貢獻


simple ratio and interpolation:

計算 



祖沖之大明曆的貢獻及駁議:

主要有六條原因,主要涉及歲差、閏周、冬至點、交點月等。祖沖之針對這六條一一作答,並與戴法興展開了長達兩年的辯論。這是一場非常精彩的辯論,辯論雙方你來我往,互有攻守,辯論過程詳盡記錄在《全齊書·第十六卷》的「辯戴法興難新曆」,以及《宋書·歷志》里。 

〈大明曆議〉的第一段文字,說明了祖沖之自己的天文曆法研究心得,底下所引出自數學史家嚴敦傑 (1917-1988) 的白話文翻譯。一開始是有關數學的反思:

         我青年時代就喜歡數學,收集了古代與近代的許多書籍,加以深湛的探討。《書經》中有關的天文資料,都覆核過。周朝和漢朝的曆法,也都檢驗過。凡是能計算的,都計算過了,並且把其中那些比較疏略的,那些比較切合的,也辨別清楚。《九章算術》中的球體積算法是錯誤的,張衡知道有錯誤而不予改正;王莽銅斛銘文上的數字用圓周率推算是有問題的,劉歆卻用錯誤數字來湊合它。這些都是數學上的大毛病。

其次,則是有關曆法的評論:

劉洪的《乾象曆》和楊偉的《景初曆》中推算定朔、定望的方法,不是測候上有問題,那麼就是計算上太繁複。這些又是曆法上的失策。鄭玄、闞澤、王蕃、劉徽等人都在科學上有些成就,但他們的工作缺點也很多。我以前曾花些時間,把這些錯誤都一一更正,證據確鑿,無可非議。我是實實在在地探討前人已作過的工作,所以有小小的自信心和見識,而不凭空地推崇古人。


授時曆:

涩川春海编著的《贞享历》重点参考授时历内容,同时又整合了《回回历》《宣明历》《庚午元历》中的历算方法。

過於著重從數學/誤差/almanac計算角度去探討中國曆法, 而沒去探討農曆(陰陽合曆)的演變. (封建)中國朝代的變更為何要廢除前朝曆法, 欽天監對曆法準確度的進步及阻礙.  

in this talk, time is too short, topic is too wide

問題:

1. 中國以務農為主,為何要計算回歸年這麼準確?

2. 單單祗用圭表去觀測?(古北京天文台上有很多大型天文觀測儀器)渾天儀沒有應用?

3. 觀測天文及計算天文應相輔相成, 為何觀測的天文紀錄輕輕帶過?

4. 歷代有多次更改曆紀, 為何精準度並不是與時俱進?

5. 回回天文,印度天文,數學對中國的貢獻沒甚麼提及? 七政四餘, 紫氣、月孛 Lilith、羅睺 राहु、計都Ketu四個虛星. 有人認為中國古代的“羅睺(又名龍頭)”指的是黃道白道降交點,“計都(又名豹尾)”指的是黃道白道升交點 (月球軌道的遠地點?)。

6. 金代天文學家(契單人)趙知微在計算太陽視運動中已用到等間距三次差的內插法用重修"大明曆", 一回歸年=365.24359445日。比當時宋朝還準確

note:

恆星年(Sidereal year)是太陽在天球上返回到對恆星而言的相同位置上的時間

回歸年(tropical year),也稱為太陽年(solar year),是由地球上觀察,太陽再回到黃道(在天球上太陽行進的軌道)上相同的點所經歷的時間。

歲實是中國用的回歸年,是太陽從冬至再回到冬至所經歷的時間

"上元積年 " 由郭守敬的授時曆(1280AD)開始廢除 (第一次改革)

虞喜(AD330年)最早發現歲差,但祖沖之引入曆法

 農曆(陰陽合曆)正月初一到下一年正月初一的時間稱為一「年」

所以可以說年(或是星歲紀年),是用來紀錄事件發生的時間(time , 或是周期 (calendar)

公元前1世紀左右的《九章算術》中的“盈不足術”即相當於一次差內插(線性內插) linear interpolation, 或稱為招差術;

祖沖之大明曆: 二次差內插法

隋朝作《皇極曆》的劉焯發明了二次差內插(拋物線內插);equal interval second difference method

唐朝作《太衍歷》的僧一行又發明了不等間距的二次差內插法;unequal interval difference method

cf Newton's divided difference method, degree 2

元朝作《授時曆》的郭守敬進一步發明了三次差內插法 cubic interpolation。hkas

cf Newton's forward difference method

登封天文台誤差在 1/3 角分 arc minute 

崇禎曆書》在1634年編完之後並沒有立即頒行,新舊曆的優劣之爭一直持續了10年。在《明史·歷志》中記錄了發生過的8次中西天文學的較量,包括日食、月食、木星、水星、火星的運動,最後崇禎帝「已深知西法之密」,並在崇禎16年8月(1643年)下定頒布新曆的決心,但頒行《崇禎曆書》的命令還沒有實施,明朝就已滅亡。留在北京城中的湯若望刪改《崇禎曆書》至103卷,改朝換代後,並由順治帝將其更名為《西洋新法曆書》即時憲曆,於順治二年(1645年)頒行。

时宪历:清代至民国历法,制定于明末,颁行于清顺治元年(1644年),取消“平气法”,采用“定气法” (第二次革命)

平气与定气都是推算确定二十四节气的方法。平气,也称“恒气”,将一周年平分为二十四等分,定出二十四节气。定气以太阳在黄道上的位置为标准,自春分点起,每隔15°为一个节气。定气始创于隋,但直到时宪历才正式采用。

 

precession of equinoxes animation in geogebra

中國古代天文歲差的發現 

中國古代天文與曆法  

張培瑜、陳美東、薄樹人和胡鐵珠,《中国古代历法》

唐漢良 曆法百問百答

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陳萬鼐 祖沖之綴術內容之探討

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