“园中草木春无数,只有黄杨厄闰年”
“麦因多雨损,蚕遇闰年迟”
\"茨菰一根,环十二子,闰年十三子\"
地球公转周期
这些诗词中都提到了闰年,闰年是古人为了弥补因人为历法规定造成的年度天数与地球实际公转周期的时间差而设立的。现在人们通过精密测量出地球公转一周的时间为365天5小时48分46秒。也就是说一年不止365天,才有了闰年的计算方法:
也就是我们通常所说的: 四年一闰,百年不闰,四百年再闰。(公历年份是整百数的,必须是400的倍数的才是闰年,不是400的倍数的就是平年。)这些依据怎么用数字直观表示出来呢?
引入——繁分数与带分数转化对于一个带分数比如:
而
所以
下面我们将地球公转周期365天5小时48分46秒写成分数形式(以天为单位):
将上面的带分数的按照上面方法改写成繁分数的形式:
所以:
现在我们找下分数部分的近似数:
比如我们将7……后面的数删除,如下图,得到
这样就能解释,4年为一个周期,即4年为一闰了,因为取四分之一的话,是每四年会多一天,所以就四年一闰。
下面,我们精确一点,取到下一个分数,如下图:
所以,就是每29年多7天,按4年一闰,闰7年需要28年即可,此时多了一年,要停一年。再精确些:如下图
即33年多出8天,99年多出24天,我们按100年四年一闰来算,多出25天,比24多一天,所以每百年少一闰。
那么再精确些:如下图
每128年多31天,每400年多出96.875天,若按每百年24闰来算,是24×4=96天,少了0.875天,所以每四百年增加一闰,变成了每400年97个闰年,多出来0.125天,怎么办呢?再精确些:
每673年多163天,每3600年多872天,按现行计算闰年的方法:每400年97个闰年,3600年里有873天,也就是说每隔3600年会有1天的误差,这个误差平均到3600年里微乎其微,并且在宇宙的历程中3600年也只是一瞬间,人的一生更是短暂,何况我们现在还仅仅是2019年。
所以,目前的计算闰年的方法是非常科学且相对精确的。
通常,2月28日后面是3月1日,但每隔几年,就会出现例外。在2020年,我们有2月29日,2024年也会这样。这是为什么?
在地球上,通常一个太阳年是365天,这是地球绕太阳运行一周所花的时间。自1582年格里历(Gregorian calendar)被推行以来,该历法规定每年都有365天,并以此确保历法规定的一年和太阳年相吻合。
但其实在很久以前,聪明的天文学家就发现,地球绕着太阳跑一圈的时间实际比365天要稍微长一点。确切地说,他们精确测算出地球绕日一周需要365.242天(换言之,需要365天5小时48分钟46秒)。
这意味着实际上,每年几乎有365又四分之一天。因为想将这每年多出来的四分之一天直接体现在日历上十分困难,所以聪明的埃及人想出了个好主意。他们将四年中多出来的四个四分之一天合并为一天,并每四年将这多出来的一天加入日历一次,以保证历法和太阳年保持一致。
在尤利乌斯·恺撒(Julius Caesar)统治之下的古罗马人,在发明我们所用的现代历法时的做法和埃及人一样。事实上,他们是第一个将多出来的那天规定为2月29日的人。
多出来的这天叫闰日,有闰日出现的这年就叫闰年(leap year)。闰字有多个含义,其中之一是表示余数。因为我们把未来的四年中余出的时间合并为一天提前过了,以确保我们的日历和地球绕日的时间相等,因此我们叫它闰日。
我们这么做有必要吗?虽然每四年增加一天在现在看来不算什么,但随着时间的推移,它会不断积累。例如,如果我们对多出的时间置之不理,在一个世纪后,我们将会和太阳年相差25天。这意味着日历上的每个季节都会比实际延后将近一个月。闰年就能解决这个问题,让我们的日历和太阳年同步。
遗憾的是,闰日的计算不是每四年加一天这么简单。天文学家们发现,太阳年实际比365又四分之一天少11分钟14秒。这意味着,按照每四年增加一天的方式计算,每400年人们就会多增加3天。
为了解决这个问题,古罗马人决定通过每400年减少一次闰年的方式进行校准。他们设计的规则是:在三个“整百数”年里,只能有一个被定为闰年。比如,1700年、1800年和1900年不是闰年,但2000年是闰年。
判断一个整百数年是不是闰年的简单方法是看这个年数能否被400整除。所以,2100年、2200年和2300年不是闰年,但2400是闰年。
出生在2月29日的人通常被称为“跳跃者”(leaplings,或者leapers)。在非闰年,即平年(common year)里,他们通常在2月28日或者3月1日庆祝生日。他们中的有些人会在老了以后,把自己出生在闰年这件事作为他们“投机取巧”的秘诀。比如,一位出生在闰年的84岁的老人可能会说自己只有21岁,因为他只过了21个生日(每4年过一次生日)。
闰年(leap year,又称 intercalary year 或 bistile year)是指比普通年份多一天的年份。如果使用的是阴阳历(lunisolar calendar),那么闰年就是比普通年份多一个月的年份。闰年通过上述方式确保日历上的年,和天文学意义上以及季节层面上的年同步。因为季节和天文事件并不按照固定的天数重复,但日历上每月的天数是相对固定的,因此相应的季节和天文事件所对应的日期也会因此偏离之前发生的日期。这种偏移可以通过增加一年或者增加一个月的方式纠正。非闰年被称为平年。
例如,在格里历中,每个闰年有366天而非365天,通过增加一天使2月从一般情况下的28天变为29天。这些多出来的日子分布在能被4整除的年份里(不能被400整除的整百数年不在此列)。与之相似的是,在使用阴阳历法的希伯来历(Hebrew calendar)中,阿达尔月( Adar Aleph)即第十三个朔望月,每19年被增加到平年的十二个塑望月中7次,以确保该历法所标示的季节不会偏离自然更迭。在巴布教派历法(Bahá'í Calendar)中,人们在需要的时候将闰日加入日历以保证来年始于春分(vernal equinox)。
BY: wonderopolis
FY: 忆染
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