再過一天,2024年的第乙個月就要結束了,有人可能會翻閱日曆來計畫下個月的行程,並意識到這是乙個閏年。
是的,今年2月,我們將比過去三年多一天,即2月29日,閏日。
大多數人早在童年時期就接觸到閏年的概念,但他們可能對閏年的過去和現在的生活知之甚少。
假設在閏日前後,當面對孩子突然提出的問題:閏年有什麼用? 閏年從何而來? 你會自信地仔細解釋嗎? 還是匆匆忙忙地開門?
很可能取決於你是否有耐心把我的這篇文章讀到最後。
什麼是閏年和閏日?
在日曆上,閏年有 366 天,而不是我們常說的:一年有 365 天。
在公曆中,每四年有乙個閏年。
2 月 29 日是一年中的額外日子,被稱為閏日,而四年中的其他三年,即普通年,沒有這一天。
公曆 2 月 29 日(即閏日)中的大多數年份都可以被四整除,例如 2016 年、2020 年和 2024 年,但某些以 00 結尾的年份除外,例如 1800 年(原因將在後面討論)。
在其他曆法中,包括我們的農曆,以及希伯來歷、伊斯蘭曆和衣索匹亞歷,也有閏年,但這些“閏年”不一定每四年發生一次,通常發生在與公曆不同的年份。 有些日曆甚至有乙個以上的閏日,以及縮短的閏月。
閏年的過去和現在
在公曆中,閏年的歷史可以追溯到西元前,當時的羅馬共和國官員蓋烏斯·尤利烏斯·凱撒(又稱尤利烏斯·凱撒)在採用了希臘天文學家和數學家索西切尼的計算後,於西元前46年宣布,從西元前45年1月1日起,羅馬共和國將開始實施新曆法,以取代舊的羅馬曆法。
因為蓋烏斯·尤利烏斯·凱撒也被稱為尤利烏斯·凱撒,後世通常稱這種曆法為儒略曆。
蓋烏斯·尤利烏斯·凱撒儒略曆由365天組成,分為12個月,其他曆法如中國的農曆也把一年劃分為12個月,但新年的開始與儒略曆不同,每個月的具體天數也不同,這也導致了我國引入由儒略曆發展而來的公曆, 我們每年要迎接兩次“新年”。
從這12個月的命名(包括後來的改名),我們也可以看到凱撒大帝的影子,凱撒名字朱利葉斯的七月(Juli)**,以及凱撒繼任者的名字:羅馬帝國第一任元首、元首政府創始人格維斯·屋大維·奧古斯都的名字。
凱撒為什麼要改用新曆法?
一些研究發現,由於地球公轉與古羅馬曆法的“偏差”,西元前 46 年出現了“最後一年的混亂”——這一年是 15 個月,多達 445 天。
另一方面,儒略曆依靠每四年一次的閏年,彌補了舊曆法的“偏差”。
歷經數百年,隨著時間的積累和歐洲天文學的發展,儒略曆中的蟲子逐漸被發現。 16世紀中葉,有天文學家指出,由於季節變化的實際時間與儒略曆相差十天左右,許多重要的西方節日都趕不上實際時間。
例如,在西方,春分滿月後的第乙個星期日被指定為復活節,但儒略曆的春分日實際上比春天的實際到來晚了十天,這很尷尬。
為了解決這種尷尬,義大利哲學家阿洛伊修斯·利利烏斯(Aloysius Lilius)改進了儒略曆,並發明了一種新的曆法。
1582 年,當時的羅馬教皇格里高利十三世批准並頒布了這種新曆法,即公曆,簡稱公曆。
為了解決儒略曆的偏差問題,公曆在儒略曆的基礎上,排除了大多數百年,如前面提到的1800年。
除了 1800 年,還有哪些以 00 結尾的百年年被取消了閏年的資格?
記住這條規則就足夠了:自公曆頒布以來,不能被 400 整除的一百年不是閏年。
所以,除了 1600 年和 2000 年之外,其他以 00 結尾的年份,包括 1700 年、1800 年、1900 年,以及未來的 2100 年、2200 年、2300 年,都不是閏年,下乙個離我們最近的百年,閏年,將是 2400 年。
在公曆頒布後的幾個世紀裡,它被歐洲其他天主教和新教國家採用,如義大利、西班牙和英國。
由於越來越多的國家採用公曆,公曆成為我們今天所說的公曆。
公曆在中國的正式引入是在清朝滅亡之後。
辛亥革命爆發後的第二年(1912年),採用了當時的中國曆法,與年表平行。
1949年9月27日,中國人民政治協商會議第一次全體會議通過後,新成立的中華人民共和國以國際社會大多數國家通用的公曆和公曆作為歷年。
閏年和公元年,算不算文化入侵?
由於近年來民族主義情緒高漲,馬來西亞不少人將公元時代稱為文化入侵,甚至知乎等高知平台也呼籲廢除公曆,改用後農曆。
其實使用公曆並不是文化入侵,新中國成立之初,之所以決定採用公曆和公元年,是因為這個曆法和年背後是有科學依據的。
以本文的主題“閏年”為例,可以說如果沒有閏年,我們的日曆可能會因為偏差而“崩潰”。
眾所周知,一年通常有365天,但並不是每個人都知道,地球繞太陽公轉的實際時間並不完全是365天,而是365天2422 天,或 365 天 5 小時 48 分 56 秒。
地球繞太陽公轉需要 365 度2422 天,我們需要繞著太陽轉 365 天這 2422 天被稱為太陽年,或回歸年。
如果不設定閏年和閏日,而是按照一年365天來計算,就會有02422天的“偏差”。
如果這種偏差得不到解決,原來的日曆年將隨著時間的推移而偏離太陽年。
自 02422x4=0.97 1天。
因此,每四年增加乙個閏日,可以在很大程度上消除這種偏差。
這就是為什麼儒略曆和公曆有閏年的原因。
如果按照一些人的說法,我們的國家回到農曆年,會發生什麼?
由於農曆採用陰陽曆,即一年12個月,有6個大月和6個小月,其中大月30天,小月29天,一年共354天——如果不改正,每18年, 會出現冷熱反轉現象。
除了閏年和閏日之外,閏秒的概念也出現了。
什麼是閏秒?
閏秒也不是每年都有,但偶爾會在某些年份出現,例如 2012 年、2015 年和 2016 年。
以2015年的閏秒為例,2015年1月12日,中科院國家授時中心發布《2015年閏秒公告》,宣布當年實施閏秒前後的時間標記為:
UTC時間(協調世界時間):
六月 30, 2015, 23:59:59.
六月 30, 2015, 23:59:60.
2015/07/01, 0:00:00.
北京時間:2015年7月1日,7時59分59秒59分59秒。
七月 1, 2015, 7:59:60.
七月 1, 2015, 8:00:00.
其中,7:59:60是閏秒。
2015年的閏秒:7:59:60為什麼會有閏秒?
隨著現代科學技術的飛速發展,從1949年到1955年,氨分子鐘和銫原子鐘相繼發明,人類在時間精度的測量上也越來越精確,尤其是原子鐘,不僅極其精確,而且穩定到足以建立時間基準。
因此,在1967年第13屆世界度量衡大會上,科學家正式決定以原子時中的秒作為計時的基本單位,並以1958年1月1日的0:00 UTC作為原子時的起點。
從那時起,人類開始使用更精確的原子時間,而不是以前使用的年曆時間。
1949年,美國國家標準與技術研究院(National Institute of Standards and Technology)發明了第乙個原子鐘,但在使用了更精確的原子秒計時後,科學家們發現了乙個新問題——由於地球自轉運動的不均勻性造成的偏差很小,平均太陽日不再精確到86,400秒,而且這種偏差會隨著時間的推移逐漸累積。
引入閏秒正是為了解決世界時和原子時之間的協調問題。
然而,閏秒的使用也帶來了一些新的問題,最主要的是閏秒嵌入的偶然性給一些計時裝置帶來了問題,比如日本,它報告說其時間標記系統已經崩潰了三次,而每次崩潰的“罪魁禍首”就是閏秒。
因此,國際計量局(IBWM)宣布,閏秒將從2035年起廢除。
以上是關於閏年、閏日和閏秒的前世今生。
通過這個故事,我們了解了閏年的運用給人類生活帶來的積極意義,也感受到了科學給社會進步帶來的動力。
少數可能對閏年不滿意的人可能是那些在閏日出生的人——畢竟,他們每四年才有乙個生日。