第十二章 时间和历法
人们最早是利用地球自转和公转来计量时间的。地球自转一周作为一“天”。地球公转一周称为一“年”。在世界各地,不外乎三种三种历法:即太阴历(阴历)、太阳历(阳历)和阴阳历。三种历法各自有各自的优缺点,目前世界上通行的“公历”实际上是一种太阳历。
1、星期的由来:星期制的老祖宗,是在东方的古巴比伦和古犹太国一带,犹太人把它传到古埃及,又由古埃及传到罗马,公元三世纪以后,就广泛地传播到欧洲各国。明朝末年,基督教传入我国的时候,星期制也随之传入。 在欧洲一些国家的语言中,一星期中的各天并不是按数字顺序,而是有着特定的名字,是以“七曜”来分别命名的。七曜指太阳、月亮和水星、金星、火星、木星、土星这五个最亮的大行星。在不同地区,由于宗教信仰的不同,一星期的开始时间并不完全一致。埃及人的一星期是从土曜日开始的,犹太教以日曜日开始,而伊斯兰教则把金曜日排在首位。在我国,起初也是以七曜命名一星期中的各天,到清末才逐渐为星期日、星期一……星期六所代替。
2、恒星日和真太阳日:“日”是指昼夜更替的周期,古时人们用圭表测日影的方法来测定日的长度,如某天正午太阳位于正南方时,表影最短,从这一时刻起算到第二天正午,太阳再次位于正南,表影最短的时间间隔就是一天,也就是一个真太阳日。
连接一个地方正南正北两点所得的直线为子午线,子午线和铅垂线所决定的平面是正南正北方向的子午面。某地天文子午面两次对向同一恒星的时间间隔叫做恒星日,恒星日是以恒星为参考的地球自转周期。
如果把时间单位,定义为某地天文子午面两次对向太阳圆面中心(即太阳圆面中心两次上中天)的时间间隔,则这个时间单位就称作真太阳日,简称真时,也叫视时。它是以太阳为参考的地球自转周期。
恒星日总是比真太阳日要短一些。(这点在高中地理必修一讲过)恒星日只在天文工作中使用,实际生活中我们所用的“日”是指昼夜更替的周期,显然更接近于真太阳日。
3、平太阳日和平太阳时:由于太阳的周年视运动是不均匀的,太阳运行至近地点时最快,至远地点时最慢,同时因为黄道与赤道并不重合,存在黄赤交角,因而根据太阳来确定的真太阳日有长短不一的问题。
为了解决这个问题,使计时系统均匀化,人们假想了一个辅助点——“平太阳”,它沿着天赤道匀速运行,速度等于太阳在一年内的平均速度,并且和太阳同时经过近地点(即地球过近日点)和远地点(即地球过远日点)。我们将这个“平太阳”连续上中天的时间间隔叫做“平太阳日”。1个“平太阳日”等分为24个“平太阳小时”,1个“平太阳小时”再等分为60个“平太阳分”,1个“平太阳分”又等分为60个“平太阳秒”。 根据这个系统计量时间所得的结果,就叫做“平太阳时”,简称“平时”,这就是我们日常生活中所使用的时间。以“平太阳日”作为计量时间的基本单位,是从十九世纪末期开始的。为了计算方便,纽康(S•Newcomb,1835-1909)首先假设了一个“平太阳”。
4、地方时、区时和世界时:平常,我们在钟表上所看到的“几点几分”,习惯上就称为“时间”,但严格说来应当称为“时刻”。整个世界的时刻不可能完全统一。这种在地球上某个特定地点,根据太阳的具体位置所确定的时刻,称为“地方时”。所以,真太阳时又叫做“地方真太阳时”(地方真时),平太阳时又叫做“地方平太阳时”(地方平时)。地方真时和地方平时都属于地方时。
1879年,加拿大铁路工程师伏列明提出了“区时”的概念,在1884年的一次国际会议上得到认同,由此正式建立了统一世界计量时刻的“区时系统”。“区时系统”在很大程度上解决了各地时刻的混乱现象,使得世界上只有24种不同时刻存在, 而且由于相邻时区间的时差恰好为1个小时,这样各不同时区间的时刻换算变得极为简单。一百年来,世界各地仍沿用这种区时系统。为了避免“日期错乱”现象,国际上统一规定180°经线为“国际日期变更线”。当你由西向东跨越国际日期变更线时,必须在你的计时系统中减去一天;反之,由东向西跨越国际日期变更线,就必须加上一天。