2.2怎么用半个西瓜解释冬至夏至、春分秋分?

引子:阴历的优点是方便确定日期,而阳历的优点是和季节很好地对应。

学生问到:“既要保留阴历的优点,又要维护阳历的长处,就要找一个万全之策。有可能找到这样的办法吗?”

“办法嘛, 对于聪明人来说,还是有的......”老师接着说。

“这方法需要一定的智慧吧?”学生问道。

“是的,这需要很大的智慧。需要调和、折中、做出妥协。就好像来自不同背景的人从互相认识、到互相理解、互相妥协,最后彼此的观念才逐渐融合。”

“嗯,是这样的,需要磨合。”

“你还记得吧,纯阴历最大的问题是无法跟随季节的周期变化。纯阴历每年比阳历少了将近11天,所以每年的日期不断前移。”

“是的。”

“那既然如此,就多引入一种太阳历,一年就是地球绕太阳一周的时间,这样就解决了阴历少11天的问题。然后把一年的长度划分成24份,就像在一个圆盘上刻上刻度,给每个刻度起个好听的名字。这些名字既不用帝王将相的名字,也不用神仙的名字,而是用每个人都能感同身受的词语,或者反映季节和时令的变化、或者与耕作节点有关,于是就有了24节气。”

“是的,这非常便于记忆和传承。”

“而且,你注意到没有,这些名字本身还非常富有诗意!让我们再仔细咂摸一下这24节气的名字,你不觉得它们很美了吗:

“寒露”,多么有画卷感,仿佛清晨露水中看到闪闪的寒光;
“雨水”则寄托了人们对春天雨露的期望和寄托;
“霜降”时分,大地万物萧杀;
“小雪、大雪”则是一片洁白静谧。

霜降

“芒种”意味着小麦初长成,露出了尖尖的麦芒;
“小满”则是作物的颗粒开始饱满;
“谷雨”则意味着细细的春雨滋润着作物;

麦芒

“惊蛰”则是春雷惊醒了蛰伏的虫儿,开始外出活动;
“清明”,意味着天空清朗、一片春光明媚;
“大暑、小暑、大寒、小寒”,这两暑两寒,对比明显,让人有切肤的体会。

大寒

“是的,多么富有诗意!”

“还有春分、秋分就是白昼和黑夜平分,夏至、冬至就是物极必反、否极泰来。”

“很有哲理。”

“俗话说:预则立。而立春、立夏、立秋、立冬,则是对未来季节的翘首期盼,立了春,春天还会远吗?”

“嗯,这些节气的划分和命名都离不开细致的观察吧?”

“对,就拿夏至和冬至来说吧,进入春夏后,白昼一天天变长,黑夜一天天缩短,正午时分的太阳比前一天都高一些,到了夏至时,正午的太阳已经到了头顶,而人的影子每天都短一些;而且每天早上太阳出现在地平线也比前一天更靠近东偏北,也就是提早几分钟日出,而傍晚在地平线上的落日也比前一天更靠近西偏北,也就是退后几分钟落日,所以白昼显得更长。”

冬至-夏至-春分-秋分 (Wikimedia commons)

“但是这种白昼增加的趋势必定有一个极限?”

“对,这就是夏至,过了这个极限后,白昼就一天天缩短了,正午的太阳越来越低了,影子越来越长了,朝阳起的越来越晚而且越来越靠近东偏南了,夕阳越来越早且越来越偏向西偏南了。日子一天天变短,到了冬至就又到了相反的极限,日头最低、影子最长,一旦过了冬至,日头又重新在头顶升高,影子缩短。节气表示的就是这种周期的变化。”

“那就是说太阳在天空中的轨迹是不断变化的一条弧线?”

“是的,如果把太阳经过天空的路径连起来就可以画出一条优美的弧线,你会发现这条弧线是有点斜的。(老师拿过来一个碗扣在桌子上做比方)想象天空是个半球,大地是个案板,半个西瓜扣在案板上面。我们从案板上方俯视西瓜,会看到西瓜在案板上形成一个圆周。圆周上标注了24个刻度,代表一天24小时。12点表示正午,太阳在正南方,6点代表日出,太阳在正东方,18点代表日落,太阳在正西方,24点代表子夜,太阳在正北方。”

“嗯,明白。”

用半个西瓜解释“夏至”(俯视图),以北半球为例。斜着切开西瓜在瓜皮上留下的弧线就是夏至这天太阳划过天空的弧线。夏至日,5、6点就日出,而日落推迟1到19-20点。北回归线附近太阳正午时分在头顶,表示弧线划过顶部瓜蒂的位置。

“我们先看一下“夏至”这一天太阳在北半球天空划过的弧线,就是用刀从西瓜顶部也就是有蒂的那个地方斜斜地向上(向北)切开西瓜(见上图),把较小的那一半西瓜拿开,剩下的较大的那一半西瓜露出了红色的瓤,刀在瓜皮上切过的截面就是夏至那一天太阳划过天空留下的弧线。不到6点就太阳就从东偏北的位置出来了,白昼开始,太阳逐渐向上划过顶部,也就是西瓜蒂那儿,到达正午12点。然后又从顶部下来,一直到20点才到达西偏北的位置落下去。夏至这一天的白昼长度大于12小时。这大半个西瓜在案板上占据的图形就是大半个圆形,表示白昼的长度。”

“这个比喻有点意思。那夏至以后呢?”

“如果我们接着用刀沿着刚才的截面继续平行地切下一片厚薄均匀的西瓜,留下的截面就是夏至之后的太阳轨迹,这截面和弧线就小了一些,继续一刀一刀地切下去,截面上的弧线越来越短,截面的顶部也越来越低,西瓜底部所占的面积也越来越小,变成了一个不到一半的圆弧和一个很短的直线组成的图形。这个弧线的起始点和终点就是日出和日落的时间。继续切到一定程度,我们就要停下来了,因为冬至到了。接下来,我们再把刚才切下来的西瓜依照相反的顺序摆回到原来的位置,这样西瓜的截面就越来越大,顶部越来越高,地下的占地面积也越来越多,全部摆回去,就又回到了夏至。”

用半个西瓜解释冬至(俯视图):用刀沿着刚才的截面继续平行地切下一片厚薄均匀的西瓜,截面越来越小,弧线越来越短,而且越来越倾斜,7点以后才日出,而日落则提前到17点左右。

“所以冬至和夏至是最早被观察到的节气?”

“我想应该是的。”

“那春分和秋分呢?”

“如果你在一片片切西瓜的时候,每次都切薄薄的一片,每切一片就表示过去了一天,你会发现随着西瓜在案板上留下的圆弧越来越短,刚好有一天变成了恰好一半圆弧,也就是从6点到18点的位置,那天就是秋分了,太阳从正东升起、在正西落下,这一天白昼和夜晚各12小时。类似地,春分也是刚好一半圆弧。”

秋分和秋分(俯视图):白昼和黑夜各占12小时

“很形象!那其它节气是什么时候加上去的呢?”

“到了战国后期,古人进一步把一年作了八等分,于是有了立春、春分、立夏、夏至、立秋、秋分、立冬、冬至,一共8个节气。”

“又细化了。”

“你发现没有?你刚才背诵的节气歌:
雨惊清谷天,满芒暑相连,处露寒霜降,雪雪小大寒
每一句的第一个字和第四个字是一样的,代表春夏秋冬四个季节。第一个字就代表“
”,比如立春、立夏、立秋、立冬;而第四个字代表“至”或者“分”,比如春分、夏至、秋分、冬至。于是每三个节气就有一个“立”或者“分/至”,所以刚好把一年做了8等分。这8个节气更清晰地勾勒出了一年四季的划分,记录在《吕氏春秋》的《十二月纪》中。”

“那24个完整的节气事什么时候出现的呢?”

《淮南子·天文训》记载,把一年24等分,并加以命名,形成我们今天所熟知的24节气,这是24节气第一次被完整叙述。公元前104年,《太初历》正式把24节气明确加进历法中,成为农历的一部分。24个节气大致对应一年中的12个月,平均每个月对应两个节气。”

“我还有个问题,既然节气是为了循环时间安排出刻度,那为什么叫“节气”呢?

“这是个好问题。中国人并不是随随便便起名字的,而是根据一套富有哲理意味的观念。”

“根据什么观念呢?”

二十四节气的核心之一,是“气”的观念。司马迁《史记·律书》记载:“气始于冬至,周而复始。” 之所以有季节轮回,古人认为是在一岁之间有“气”在运动,“本一气之周流耳”。 ”

“听起来挺有道理的,那么“”这个字有什么说法呢?”

“而“节”就是为周流天地之间的“一气”画出刻度,每年共画出十二个刻度

立春、惊蛰、清明、立夏、芒种、小暑、立秋、白露、寒露、立冬、大雪、小寒。

这十二个刻度就像是竹竿的分节点。” 老师解释到。

“嗯。除了“节”之外的12个节气呢?”

“在每节时间的正中画出刻度,这就是中气,中气也是十二个:

雨水、春分、谷雨、小满、夏至、大暑、处暑、秋分、霜降、小雪、冬至、大寒。”

12节气与12中气:节气位于竹子的分节点;中气位于每一节竹子的中间点

“ 24节气就是12节气与12中气的合称?”

“对。立春、立夏、立秋、立冬都是节气,代表了一个新季节的开启,而春分、夏至、秋分、冬至代表一个季节的中间,则是中气。每两个节气之间、每两个中气之间大约相差一个月,如果以冬至为基点,月初为节气,月中为中气。节气得气之始,中气得气之中。”

“这样就形成了一套关于时间的知识体系?”

“对。”

学生低头想了想,忽然想起了什么,说道:“我还有一个问题,刚才我们看到清明不是一天,而是某个时刻。为什么节气不仅仅是某一天,而且是某个时刻呢?


未完,待续...


附录:

  • 2017年二十四节气的时刻表:
立春 2月3日 23:34:01 雨水 2月18日 19:31:16 惊蛰 3月5日 17:32:40
春分 3月20日 18:28:35 清明 4月4日 22:17:16 谷雨 4月20日 05:26:58
立夏 5月5日 15:30:59 小满 5月21日 04:30:53 芒种 6月5日 19:36:33
夏至 6月21日 12:24:06 小暑 7月7日 05:50:38 大暑 7月22日 23:15:18
立秋 8月7日 15:39:58 处暑 8月23日 06:20:09 白露 9月7日 18:38:34
秋分 9月23日 04:01:44 寒露 10月8日 10:22:05 霜降 10月23日 13:26:36
立冬 11月7日 13:37:45 小雪 11月22日 11:04:34 大雪 12月7日 06:32:35
冬至 12月22日 00:27:53 小寒 1月5日 11:55:42 大寒 1月20日 05:23:33

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