第141章 “秒”的诞生（2 / 5）

隔。所以又称‘太阳年’、‘季节年’。回归年的平均长度为365.天。

“而恒星年是指地球中心从天空中的某一点出发，环绕太阳一周，然后又回到了该点所用的时间，是地球绕日公转的真正周期。恒星年的平均长度为365.天。

“恒星年比回归年要长20分24.5秒，即0.34小时。这个差异被称为岁差。为什么会有岁差呢？

“自转的地球就像是一个旋转的陀螺，旋转的陀螺会产生进动，地球的自旋也会产生进动，进动速度大概每71年1度，大约26,000年会完成一周。进动并不改变赤道平面与黄道平面的交角。由于进动的方向和地球公转的方向相反，就造成春分点会不断西移，所以回归年要比恒星年短。这就是造成岁差的原因。

“岁差是地球公转和地轴运动相结合的结果，这种结合决定了二分二至地球位置不是定点，而是在公转轨道上不断西移的动点，从而导致地球公转一周不等于太阳直射点纬度变化一周。

“天级绕黄道轴的进动，会造成不同年份春分点，北斗的斗柄角度发生微小的旋转，大概26,000年会旋转一周。因此，用星相的位置来确定节气的方法要用据此进行修正。每6500年会相差约90度。

“跟春夏秋冬季节相关的是回归年，所以我们的历法用的都是回归年。就象月用的是朔望月而不是恒星月，日用的是太阳日而不是恒星日一样，都是从适应地球人的日常生活来角度来选择的。

“其实，由于地球绕日轨道是椭圆。黄道，并不是一个正圆。当我们简单计算春分点和秋分点的时差时，就会发现地球轨道并不是一个正圆，而是一个椭圆。从春分到秋分，3月21号到9月23号是186天；从秋分到春分，9月23号到3月21号是179天，相差了7天。这种差异会导致在黄道的不同位置太阳日和朔望月的长度都会发生微小的变化，这些变化都隐藏在了大小月的设置里。大小月的确定不是表面那么简单。而太阳日和朔望月的概念也只是周期性的平均值而已。

“而事实证明，地球的自转周期——日也并非固定不变的。它存在三种变化。

“一、从长期来看，地球的转速在减慢。自转周期约合每35,000年增长1秒，以地球自转周期为基准所计量的时间，2000年来已累计慢了2个多小时。引起地球自转长期减慢的原因主要是潮汐摩擦。据推算，3.7亿年以前，泥盆纪中期时地球上的一年有400天左右。二亿年后，一年仅有三百天，一天会变成三十小时。

“二、周期性变化。20世纪50年代从天文测时的分析发现，地球自转速度有季节性的周期变化，春天变慢，秋天变快，此外还有半年周期的变化。周年变化的振幅约为20～25毫秒，主要是由风的季节性变化引起的。

“三、不规则变化。地球自转还存在着时快时慢的不规则变化。其原因非常复杂，尚待进一步分析研究。比如陨石撞击，陨石相对于地球的角动量就会影响地球的自旋速度。

“当地球自转周期长期变慢的幅度较大时，我们的历无疑要作相应的调整。因此，年、月、日这些时间长度都是不固定的。而且太过依赖天文观测，如果没有独立于天文观测之外的测时手段，当日的长度发生微小的变化时，我们凭感觉根本无从知道。

“日常生活中还需要比年月日更小的时间单位。

“古华夏人把一日分为十二时辰。配以十二地支，即：子、丑、寅、卯、辰、巳、午、未、申、酉、戌、亥。一个时辰相当于今天的两个小时。用一个滴嘴向一个容器中滴水，从日出到另一个日出，测容器中的水量，平均分成十二份，其中一份就需要一个时辰才能滴完。西方人计时则把一日分为二十四份，每一份就是今天的时。因为古代华夏的时是西方的时的两倍，为了区分，华夏的时辰又叫‘大时’，西方的时就叫‘小时’。小时传入华夏后，同时引入了分和秒的概念。华夏把一个时辰分为八刻，这个和西方把一个小时分为四刻正好相等。在计时的时间单位上东西方在这里不谋而合了。

“古人建立在天文观测上的测时工具主要有圭表、日晷等。圭字本身就象是个刻度尺，圭表中水平放置测量日影长度的刻度尺就是圭，立着产生影子的叫表。它能测定冬至日，并通过两个冬至日之间的日数就可得到年的长度。如果为了精确，可以将圭表做得很大，也可以测多年平均值。

“日晷：是对圭表的重要发展，也是利用日影来