太阳一直都是人类歌颂的主要题材。对于我华夏民族太阳更有特殊的情感与意义。我国具有悠久的太阳文化,传说盘古开天地之后,身躯化为大地,眼睛就变为日月;《山海》有羲和生十日之说;加上羿射九日、夸父逐日等,关于太阳的大量神话、传说在我国广为流传,妇孺皆知,已经深深注入我们民族的血液之中。全国从北到南,从西到东发现了大量的太阳石刻、太阳画作及青铜造型,这些都实证了古代先民对于太阳的崇拜与认知。更有战国时期的《墨经》中光学成像的描述,彝族至今还保留使用的太阳历,还有我国特有的二十四节气,特别是日晷、阳燧及沈括在《梦溪笔谈》中所描述的透光镜,等等,无不彰显我国古代对太阳的认知的深度与广度,这些太阳文化与技术的积累一脉相承几千年,是人类社会发展的奇迹之一。毫无疑问,我国是太阳文化与科技的重要的发源地。
——中国绿色供应链联盟光伏专委会主任
长三角太阳能光伏技术创新中心主任
沈辉
《暾書房》是秀洲光伏科技馆推出的一档关于太阳和光伏的科普栏目,除了介绍光伏技术科普以外,还将重磅推出太阳文化科普,我们将收集中国历史上和国学中有关太阳传说、神话、诗词和祝颂语,提炼出相应的科普知识点并进行科学知识阐述。从人文美学到科学技术的完美过渡和无缝衔接,也是《暾書房》的着力和匠心之处。
光伏科技馆的科普工作,从心所欲“不逾矩”到“总逾矩”,说的是形式上可以无限创新,然而,不离其宗的是,一是要坚持知识的科学准确、二是要从晦涩讲到喜闻。太阳世界还有太多未知探索,从太阳文化到太阳应用,《暾書房》不仅面向业内光伏人,同样适合普及于社会公众。
——秀洲光伏科技馆馆长
中国绿色供应链联盟光伏专委会秘书长
吕芳
《暾書房》第六期:从“日月合璧”讲讲为什么日食总是发生在初一
“日月合璧”,语出《竹书纪年》上卷:“凤凰在庭,朱草生,嘉禾秀,甘露润,醴泉出,日月如合璧,五星如连珠。”这里列举的是古人所谓的“祥瑞”,对帝王来说是大吉之兆。
“日月如合璧、五星如连珠”,后来又简称“珠联璧合”。日月合璧,就是月亮走到离太阳最近的位置,此时我们看不到月亮(除非发生日食),在我们的夏历中,这一时刻被称为朔,或合朔,这一天也就是一个月的初一。五星连珠是五大行星聚集在同很小的范围内,这种现象可遇不可求,很少发生。日月合朔每个月都会有一次,古代朝廷每逢初一、十五要举行大朝会。正月朔日,即大年初一是一年的头一天、春天的头一天、正月的头一天,是普天同庆的节日,也就是今天我们的春节。
为什么日食总是发生在初一?
我们的时间历法都来自日月运行,尤其是中国传统夏历一直使用朔望月,日期遵循月相的变化。战国时的《周髀算经》就指出“周天三百六十五度四分度之一,日月皆右行于天,日,日行一度,月,日行十三度十九分度之七,是月行疾,日行迟,二十九日有余,而月行天一周追及,于日而与之会,是会之交也。”中国古代把一周天按太阳运行周期365.25天分为365.25度(三百六十五度四分度之一),平均下来太阳在恒星背景上一天走1度,月亮每天走13又19分之7度,所以每过29.53天,月亮就会追上太阳一次。
月相变化一周期就是一个朔望月。所谓朔、望是指日月合朔、日月相望。朔望月平均周期是29.53天,所以夏历一个月是30天或29天,有大小月之分。朔日为初一,望日是十五左右,初七或二十二左右的半个月亮称为弦月,每个月最后一天称为晦。《汉书•律历志上》“宦者淳于陵渠复覆《太初历》晦朔弦望,皆最密,日月合璧,五星如连珠。”这就说当时用的《太初历》对月相变化、日月五星的运行计算得都非常准确。对于天文历算来说,“日月合璧,五星连珠”可以作天文现象各个周期的共同起点,用来计算它们的位置比较方便。
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按今天的理解,朔、望都是太阳、地球、月球三个天体排成(最接近)一条直线时,朔时月球位于太阳和地球之间,望是地球位于日月之间。月球绕着地球公转的轨道平面(白道面)和地球绕日轨道平面(黄道面)有个5度9分的夹角。在一般情况下,朔望之时,如果月球距离黄白交点略远,不会发生日月食。那么这个朔日就是传统意义上的初一、日月合璧。可如果朔时月球距离黄白交点相当近,月球足以挡住太阳光,朔日就会发生日食;如果望时月球距离交点很近,能够进入地球阴影,望日就会发生月食。所以,日食总是发生在初一,月食总是发生满月之望日,这既是日月地球三个天体的游戏,也是中国传统历法的规定使然。
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在阳光照耀下,月球和地球的影子都存在半影、本影和伪本影。半影是有一部分阳光能够照到的区域,本影是阳光完全无法直射的区域,伪本影是日面中心照不到,周边一圈能够照到的区域,伪本影接在本影后面。
由于月球绕地球运行的轨道是椭圆的,月球同地球之间的距离时近时远,月影很小,在地面上,位于月球本影区域的人们能够看到日全食,位于半影区域只能看到日偏食,位于伪本影则可以看到奇特的日环食。也就是说,即使同一次日食,不同地域的人们看到的现象也是不一样的。由于日全食现象难得一见,有的航空公司甚至为此开通“追日之旅”,在天上带着乘客追赶月影。
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由于地影很大,月球只会经过半影区和本影区,不会经过远处的伪本影区域。所以月食只有月偏食和月全食两种。而且月食是地影落在月亮上的现象,届时只要能够看到月亮地方,人们就能够看到月食正在发生。
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日月合璧本来是吉祥的天象,可日食对于古人来说意味着不祥之兆。因为古人认为太阳是皇帝的象征,日食是“天变”,象征上天警告皇帝德行有亏,甚至有的皇帝要为此下罪己诏。日食本来只是偶尔发生在朔日初一的特殊天文现象,却让皇帝为此背了“黑锅”,这真是太有趣了。
结语
日月合璧不仅是古人眼中的祥瑞,也揭示了天文现象的奥秘。日食总发生在初一,月食则在满月之望日,这既是日月地球运行的规律,也体现了中国传统历法的精妙规定。