日月星辰繪時令：在冬至給孩子講講節氣里的天文學

倘若一覺醒來穿越回兩千多年前的古中國，手機手錶都沒帶，路標導航全沒有，不知道幾點，也辨不清方向，喊天天不應，叫地地不靈，問度娘...度娘還沒出生。這時候怎麼辦？首先屏息凝神，虔心默禱，等風來把霧霾給吹走，能看見太陽和星星就好辦了。

2015冬至「霧都」印象

天上有面「太陽鍾」

古人日出而作，日落而息，從出現在地球上就按照「太陽鍾」的指示生活。太陽照耀房屋樹木，在地上映出長長短短的影子，日影隨太陽運動而變化，我們聰明的祖先就根據這一發現，發明了世界上最古老的計時器——圭表，用來測量每天正午日影的長度，由此定出節令和陽曆年的長度；後來又發明出日晷，利用日影測量每天的時刻。

冬至從哪來？——「立竿見影」的啟示

最早，古人在平地上豎一根杆子來測量太陽影子的長短，發現每日正午時日影最短，且朝向正北。後來，人們發明了帶有刻度的圭表，記錄下每日正午表影的精確長度。它由兩個部分組成，直立的標杆叫「表」，南北平放著帶有刻度的刻板叫「圭」。

*小測驗* 春江水暖鴨先知，下面哪支是冬至？

在太陽的一個循環中，人們測得正午表影最長的那一天，記為冬至日；表影最短的那一天，記為夏至日。而連續兩次測得表影的最長值，這兩次相隔的天數，就是一年的時間長度。冬至與夏至之間又有兩天晝夜等長，表影適中，分別是春分日和秋分日，由此我們的祖先確定了「二至」和「二分」四個基本節氣。

想像一下，當時沒有其他計時工具，要精確測算一年的長度並非易事，需要長時期觀察比對計算，另外圭表測時的精度是與表的長度成正比的，難怪古人要耗時耗力，建一支如此「昂貴」的表。

二十四節氣正式確立

「夫陰陽四時、八位、十二度、二十四節各有教令。」——《史記·太史公自序》

能測算一年的長度後，古人從中等分出立春、春分、立夏、夏至、立秋、秋分、立冬和冬至，合稱「八節」。

此八節——「二至者，寒暑之極；二分者，陰陽之和；四立者，生長收藏之始」——是一年中最主要的八個節氣。

我國將「四立」作為四季的開始，而西方是以「二分」和「二至」作為四季的起點，這都是依據天文劃分法確定的。

人們在觀察實踐中不斷總結完善，節氣隨之發展，到了西漢，才有了完整的二十四節氣的概念，西漢的《太初曆》這本書中，正式把二十四節氣作為曆法，確定了二十四節氣的天文位置。

二十四節氣是中國人的偉大發明，它反映氣候自然的變化，與農耕密切相關，尤其在農民的生活中起著舉足輕重的作用，所以我國將其作為補充曆法沿用至今。今天的日曆上，仍然會看到節氣的字樣。

1967年冬至 VS.2015年冬至

看過日曆，問題來了，你知道二十四節氣到底是陽曆、陰曆還是農曆嗎？

所謂陽曆，就是以太陽為根據設置的曆法。在弄清楚它的由來以前，我們先來認識一下：

有趣的「黃道」

中國人逢大事小情都愛擇個「黃道吉日」，而如今流行的西方占星術更是讓不少星座控對「黃道十二宮」如數家珍。黃道到底何方神聖？它其實是古代天文學的一個名詞。

我們現在知道地球繞太陽公轉，繞一周為一年，但從地球上看，我們感覺到的是太陽位置一直在變化，所以在天文學上，當我們觀測太陽時，將太陽投影到天球上，看起來太陽就是在天球上運動，這叫作太陽的視運動。它又可分為周日視運動和周年視運動。周日視運動就是太陽的東升西落；而太陽的周年視運動在天球上的軌跡便是黃道，它和地球公轉軌道在一個平面上。

地球公轉軌道

地球自轉的赤道面與公轉的黃道面之間的夾角為23°26′，這個角度科學家稱為「黃赤交角」。因為這個角度的存在，地球上才有了四季變化以及熱帶、溫帶與寒帶的劃分。隨著地球公轉，太陽直射點在南北回歸線之間來回移動，冬至時，太陽直射南回歸線，這是北半球一年裡黑夜最長、白天最短的一天，因此，冬至日也叫「日短至」。

如果是以地球為中心，可視為太陽繞地球公轉，從上面的黃道坐標系可以看出，黃道是太陽在一年中橫越天球的路徑。描述節氣時經常用到的黃經，就是太陽經度，用來確定太陽在天球上的位置。

二十四節氣的時刻就是按照太陽在黃道的位置來確定的。整個黃道共360°，人們把春分時的太陽黃經定為0°，每過一個節氣，太陽黃經加15°，以此類推，24 個節氣就都有了確定的太陽位置。所以當我們說冬至到來時，它是指太陽到達黃經270°的那個時間點，而非冬至日這一整天；夏至時太陽到達黃經90°，秋分太陽在黃經180°的位置。

（模擬「節氣時鐘」動態，此圖方5秒，人間已一年：）

巧合的是，與中國的節氣相似，西方占星術中的十二星座，也是以黃道為基礎來劃分的，稱為黃道十二宮。它以春分點為0°，共劃分了12 等份，每隔30°為一段，稱為一個宮，意思是太陽每個月在一個宮裡活動和停留。黃道十二宮分別是：白羊宮、金牛宮、雙子宮、巨蟹宮、獅子宮、處女宮( 室女宮)、天秤宮、天蠍宮、射手宮（人馬宮）、摩羯宮、水瓶宮（寶瓶宮）和雙魚宮。

由此可見，二十四節氣是我們的祖先依據太陽運行規律設置的曆法，必屬陽曆。現在國際上通用的「公曆」也是陽曆。那麼我們經常說的陰曆和農曆二十四節氣又是怎麼一回事呢？

陰曆：月亮的臉偷偷在改變

嚴格的陰曆，是根據月相圓缺變化的周期（即朔望月）來制訂的，因為古人稱月亮為太陰，所以又叫作太陰曆。它以月球繞行地球一周為一月，一年為十二個歷月，全年有354天或355天，比太陽年約差了11天。用陰曆的一大好處是，每天都可以確切知道月亮的形狀。

農曆的智慧：兼顧太陽和月亮

我國現在使用的傳統曆法——農曆（也叫夏曆、舊曆、陰曆），並不是純粹的陰曆，而是陰陽合曆。

它兼顧了太陽曆與太陰曆的特徵，即「月」符合太陰的運轉，「年」符合太陽的運轉。具體地說，它把朔望月的時間作為歷月的平均時間，這一點上和純粹的陰曆相同，但同時運用了設置閏月的辦法使歷年的平均長度等於太陽年，並設置二十四節氣來反映季節（太陽周年視運動）的變化特徵，這樣它就又具有了陽曆的成分。所以它比純粹的陰曆或西方普遍使用的陽曆更為實用方便。

至今幾乎全世界所有華人以及朝鮮半島和越南等國家，仍使用農曆來推算傳統節日如春節、中秋節、端午節等節日。

比如中秋節是在農曆八月十五，其實它最早來自古代「秋分祭月」的傳統，早在周朝，古代帝王就有春分祭日、夏至祭地、秋分祭月、冬至祭天的習俗。但並不是每年的秋分都會有圓月亮，後來人們就把祭月的時間定在農曆八月十五，這一天的月亮總是圓圓的。

「三光者，日月星」

沿著太陽和月亮划出的時間軌跡，我們將視線轉向浩瀚的星空。從地球北半球看，在天空北部有一顆亮星位置幾乎常年不變，它就是北極星。北極星離北天極很近，正處在地軸的北部延長線上，我們知道地球是圍繞地軸自轉，所以北極星看上去是不動的，而且在我們的頭頂偏北方向，只要找到它，即使一個人身處曠野，也能清楚地辨明方向。

考考你，怎樣快速定位北極星？有個簡單易學的方法：首先找到北斗七星，也就是大熊座的七顆亮星，它的形狀像一個大大的勺子，古人把它想像成舀酒的斗形，所以叫北斗星。將勺口的兩顆星連成一條線，並向前延長5倍，在延長線終點處有一顆與它們亮度差不多的星星就是北極星。

觀北斗，知節氣

北斗星不止能幫我們辨別方向，也是為古人指示節氣的「信號燈」。早在4000多年前，黃河流域的人們在黃昏觀察北斗星的斗柄指向，就已經發現了它的變化規律，並在古書里記載下「斗柄東指，天下皆春；斗柄南指，天下皆夏；斗柄西指，天下皆秋；斗柄北指，天下皆冬」的精彩描述，這是有關「觀北斗知節氣」的最早記錄。

斗轉星移的秘密

還記得前面講過太陽的視運動嗎？和太陽一樣，北斗星也有周日視運動和周年視運動。當我們面朝北方仰望星空，看到北斗星在一整夜裡也是以北極星為圓心轉動的，方向是自東向西，就像白天的太陽東升西落一樣。因此在夜晚的不同時刻觀察，斗柄指向在不斷變化，傍晚日落後和清晨日出前觀察到的斗柄指向基本上是正相反的。

那麼在一年當中，北斗星的斗柄指向也在有規律地變化。因為歲差的原因，現在北斗七星的位置和古人觀察的已經不一樣了。古人在春分日黃昏時觀察到北斗七星斗柄指東，我們現在要推遲到晚上10點左右才能看到。此後，「東指」的時間會逐日提前4 分鐘。如果每天晚上同一時間抬頭仰望北斗星，會看到斗柄指向逐漸偏南。等到夏至日的夜空，如果也是晚上10 點左右觀察，斗柄與春分日時的角度相比剛好旋轉了90度，指向正南方。

假如這個冬至，你幸運地呆在一個天氣晴朗且沒有紅色預警的地方，請抬頭看看清澈夜空中的的北斗星，它的斗柄正指向哪邊？過上一兩個小時再看看呢？

「三才者，天地人」

陰極之至，陽氣始生。在中國人的傳統觀念里，冬至是陰陽轉化的關鍵節氣。過了冬至，白晝一天比一天長，陽氣回升，一個新的節氣循環也隨之開始。所以中國人歷來重視冬至，把它當作重要的節日慶賀。

包餃子

「十月一，冬至到，家戶戶吃水餃。」冬至大如年，古人甚至把冬至與過年相提並論，為了區別於後來的春節前夕的「辭歲」，冬至的前一日叫作「添歲」或「亞歲」，表示年還沒過完，但人已經長了一歲。這一天，北方的家庭喜歡聚在一起，熱熱鬧鬧地包餃子，有的和面，有的擀皮，有的剝蒜。大家吃著一起包出來的餃子，心裡也會變得暖暖的。

冬至吃餃子，奶奶說， 這是為了紀念東漢時期的醫聖張仲景。傳說，張仲景不做官後，有一年冬天回到家鄉，看到很多老百姓的耳朵都凍傷了。於是，他用麵皮包著帶有藥材的食物，然後捏成耳朵的形狀，下鍋煮熟，送給百姓吃，治好了他們的耳朵。牙牙學著奶奶的樣子，也捏了好多像耳朵一樣的餃子。

各地美食

冬至也叫「冬節」、「長至節」，古時候人們很重視這個節日，各地會吃不一樣的美食來慶祝。現在很多地方仍然流傳著不同的冬至飲食習俗，比如北方吃餃子，福建吃薑母鴨，江南水鄉吃紅豆糯米飯，上海吃湯圓，台灣吃糯糕。你那裡冬至流行吃什麼？

冬九九

冬至開始入九，從冬至當天開始數，每九天為一個「 九」 ， 數完「 一九」 數「 二九」 ， 一直數到九九八十一天，叫作「 冬九九」，也叫「 數九」 。這是我國自古用來反映冬季氣溫變化的一種民間節氣。冬至一到，就進入我們常說的「 數九寒天」，數完「 九九」就算九盡了，「 九盡楊花開」 ， 那時天氣就暖和了。一起來讀讀這首好聽的《九九歌》吧！

九九消寒圖

古人發明了畫「九九消寒圖」的消遣方法，來挨過漫長寒冷的冬天。首先畫一幅有九朵梅花的素梅，每朵梅花九個花瓣。從冬至這天起，每過一天就為一個花瓣塗上顏色，塗完一朵梅花，就過了一個「九」，塗完九朵，冬天就過去了。

圖文部分選編自圖畫書《這就是二十四節氣》

全4冊，海豚出版社出版，噹噹網持續熱銷

（此文在原書內容和導讀基礎上作適當擴展延伸，如有錯漏，敬請批評指正）

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