儒略历

先讲一下儒略历,儒略历是格里历(公历)的前身,由罗马共和国独裁官儒略·恺撒(Julius Caesar)采纳埃及亚历山大的希腊数学家兼天文学家索西琴尼计算的历法,在公元前45年1月1日起执行,取代旧罗马历法的一种历法。一年设12个月,大小月交替,四年一闰,平年365日,闰年于二月底增加一闰日,年平均长度为365.25日。(来自维基百科)

儒略历一直用到大约 1582 年,这时各国开始使用罗马历法。在儒略历里面, 一年是近似 365 1/4 天 = 365.25 天。 这样大约每 128 年就有一天的误差。由于累积误差随着时间越来越大,促使教皇格里高利十三世(Gregory XIII)按照与弥撒议会 ( Council of Trent)一致的精神改革了历法,变为格里历,即沿用至今的公历。在罗马历法里,一年是近似 365 + 97 / 400 天 = 365.2425 天。因此对应于罗马历法,大约要 3300 年,才会积累一天的误差。(本段根据维基百科与其他来源修改)

儒略日

儒略日(Julian day)是指由公元前4713年1月1日,协调世界时中午12时开始所经过的天数,多为天文学家采用,用以作为天文学的单一历法,把不同历法的年表统一起来。

儒略日是一种不用年月的长期纪日法,简写为JD。是由法国学者Joseph Justus Scliger(1540–1609)在1583年所创,这名称据说是为了纪念他的父亲——意大利学者Julius Caesar Scaliger(1484–1558)。

儒略日的起点订在公元前4713年(天文学上记为 -4712 年)1月1日格林威治时间平午(世界时12:00),即JD 0 指定为 4713 B.C. 1月1日12:00 UT到4713 B.C. 1月2日12:00 UT的24小时。

每一天赋予了一个唯一的数字,顺数而下,如:1996年1月1日12:00:00的儒略日是2450084。这个日期是考虑了太阳、月亮的运行周期,以及当时收税的间隔而订出来的。Joseph Scliger定义儒略周期为7980年,是因28、19、15的最小公倍数为28×19×15=7980。其中:

28年为一太阳周期(solar cycle),经过一太阳周期,则星期的日序与月的日序会重复。

19年为一太阴周期,或称默冬章(Metonic cycle),因235朔望月=19回归年,经过一太阴周期则阴历月年的日序重复。

15年为一小纪(indiction cycle),此为罗马皇帝君士坦丁(Constantine)所颁,每15年评定财产价值以供课税,成为古罗马用的一个纪元单位,

故以7980年为一儒略周期,而所选的起点公元前4713年,则是这三个循环周期同时开始的最近年份。

以儒略日计日是为方便计算年代相隔久远或不同历法的两事件所间隔的日数。

由于儒略日数字位数太多,国际天文学联合会于1973年采用简化儒略日(MJD),其定义为 MJD = JD– 2400000.5。MJD相应的起点是1858年11月17日世界时0时。

儒略日的应用

在古代,儒略日主要用于天文学和历法学领域。例如,古代天文学家可以通过儒略日来计算太阳、月亮和行星的位置和运动轨迹,以便预测日食、月食和其他天文现象。而历法学家则可以利用儒略日来比较不同历法之间的精度和误差,以及进行历法的改革和校准。

在现代,儒略日的应用范围更为广泛。例如,GPS卫星系统就利用儒略日来记录和计算卫星的位置和运动轨迹,以便实现定位和导航功能。此外,儒略日还被广泛应用于航天、地球科学、气象学、物理学等领域。

 

儒略年

这是天文学中测量时间的测量单位(符号:a),定义的数值为365.25天。因为儒略年只是测量时间的单位,并没有针对特定的日期,因此儒略年与儒略历或任何其他的历都没有关联。

天文学家和其他科学家使用它是为了方便测量长的时段,例如,冥王星的轨道周期是248儒略年(248a),比用90,590日更容易表达。一百个儒略年(36,525日)称为儒略世纪,一千个儒略年(365,250日)称为儒略千年。这个单位是用来计算太阳系的历表。

儒略年(符号:a)是天文学中测量时间的测量单位,定义的数值为365.25天,每天为国际单位的86400秒,总数为31,557,600秒。

这个数值是西方社会早期使用儒略历中年的平均长度,并且是这个单位的名称。然而,因为儒略年只是测量时间的单位,并没有针对特定的日期,因此儒略年与儒略历或任何其他的历都没有关联,也与许多其他型式年的定义没有关联。

儒略年既不是测量上的基本单位,也不是被国际单位制(SI)认可的单位。不过,天文学家和其他科学家使用它是为了方便测量长的时段,作为以天表达会笨拙不便的时间单位。因为儒略年是日的累积,使用时也会让人误解,也难怪多数人将它当成是年。例如,冥王星的轨道周期是248儒略年(248a),比用90,590日更容易表达。

由于这个缘故,国际天文联合会(IAU)才会推荐儒略年是定义距离测量单位光年的基础。一百个儒略年(36,525日)称为儒略世纪,一千个儒略年(365,250日)称为儒略千年。这个单位是用来计算太阳系的历表。

历元是天文学上特殊的一个明确的瞬间。为了实用的缘故,每50年会选择一个新的历元标准。现在的历元标准是儒略历元J2000.0。它正确的时刻是TT格里历(不是儒略历)2000年1月1日12:00(很接近格林威治平正午,但不是恰好)。在名称里的J表示在之前或之后的其他历元也都是儒略年365.25日的间隔。例如,未来的历元J2100.0的却时间隔是从J2000.0起间隔36,525日(儒略世纪)的2100年1月1日(日期仍然相同是因为格里世纪2000-2100与儒略世纪的日数相同)。

因为儒略年不会与格里历一年的长度相同,天文学的历元会与格里历的日期在数百年后产生分歧。从地球测量的天体位置和事件,会随着时间变化。因此,当测量或预报天体位置时,都必需配属和指定适当的历元。儒略年,是一致的时间间隔,不要与在漫长的历史岁月里会变动的儒略历混淆。

天文学上的儒略年从未被编予序号,天文学家也跟世界各地一样遵守历法大会的决议:在1582年10月15日格里历被介绍之后开始采用格里历(或因为国家与地区的不同而稍晚),而在之前使用的是儒略历。儒略年不能和天文上使用的儒略日(还有儒略记日或JDN)混淆。尽管名称很相近,但二者之间的关连却很少。儒略日是从指定的,被称为起始历元的参考日期开始所经历(累计)的整数日数。儒略日是单一的以日计数不参考任何历中的日、月或年,是特殊的只有日和十进制小数下的时间。

 

附1:天文学史研究专家江晓原的文章

标题:《儒略历还是格里历:这是一个问题》

http://shc2000.sjtu.edu.cn/0708/rulueli.htm 

原载于《中国国家天文》2007年第4期

本刊2007年第2期上卞毓麟先生的文章《从牛顿生日谈历法》,对儒略历和格里历的异同讲得非常清楚。但是许多对历史很感兴趣的人士,对于在表达历史事件的日期时,如何在这两部历法中取舍,以及天文学界和历史学界在与此有关的问题上的通行约定和规则,常有不甚了了之处,甚至有着很流行的误解。


许多人看到对公元前某个历史事件发生日期的陈述,比如武王伐纣的牧野之战发生于公元前1044年1月9日,或孔子诞生于公元前552年10月9日,就会发出疑问:这些日期是儒略历的还是格里历的?当他们得知这些都是儒略历的日期时,往往会接着产生更大的疑问:既然格里历比儒略历精确,为什么还要用儒略历?有的人甚至一看到天文学家使用儒略历表达公元前日期,就以为发现了天文学家的大错误,立刻信口雌黄起来,认为那些天文学家都是些欺世盗名之徒——连儒略历和格里历该用哪个都搞不清楚。

 

其实这是因为他们不知道,“推算历史事件的日期”和“表达历史事件的日期”,是两件不同的事情;此外他们对某些学术界的某些共同约定也缺乏了解。

 

事实上,天文学家在推算一个历史事件发生的日期时,既不使用儒略历也不使用格里历,而是使用“儒略日”——没有年、月单位,只有日的计时体系(要是钻牛角尖,可以说这仍是对时间坐标的一种表达)。例如,武王伐纣的牧野之战发生于“儒略日”1340111日,孔子诞生于“儒略日”1520087日,笔者写这篇文章的这天(2007年5月1日)是“儒略日”2454222日,等等。而“儒略日”与公历之间的对应关系是明确的:“儒略日”起算点为公元前4713年1月1日(儒略历)。

 

当天文学家推算出一个历史事件的日期之后,当然需要将它“表达”出来;而为了便于公众理解和接受,如果表达成“孔子诞生于儒略日1520087日”显然是不合适的,所以要用我们熟悉的公历来表达。

 

公历在公元1582年处形成了一个分界——这一年罗马教皇格里高利十三世颁布了格里历,并在一些天主教国家开始使用。这个分界带来了一些容易让人误解的问题。而针对这些问题我们需要一些约定。

 

一,对于公元1582年以后的日期,都用格里历表达,这毫无问题。

二,对于从公元前46年(儒略历开始使用)到公元1582年,这一千六百多年中的日期,当然使用儒略历来表达,因为那时格里历还不存在。

三,对于公元前46年之前的日期,我们应该用什么历法来表达呢?不少人因为误以为对于历史事件的日期就是用“历法”推算的,而格里历又比儒略历精确,就想当然地认为应该用格里历来表达。但是仔细一想,事情并非那么简单。

 

首先,在公元前46年之前,既没有儒略历也没有格里历。当然,在那时的世界各文明中,已经存在着多种多样的历法,比如埃及的历法、罗马的历法、中国的历法,等等。但是我们今天要将一个历史事件的日期给出一个全世界都能够理解的表达,当然不能仅仅使用当地的历法。所以公元前46年之前的日期用哪种历法来表达,必须有所约定。

 

国际历史学界和天文学界的约定,是将公元前46年之前的日期统一用儒略历来表达。这一约定也许是不成文的,但确实是合理的。因为公元前46年之后开始使用儒略历,那么将这一历法向公元前46年之前的年代延伸,是很自然的;如果使用格里历来向公元前46年之前的年代延伸,就要跳过一千六百多年,这显然不合常理。

 

事实上,用哪种历日来表达一个历史事件的日期,与儒略历和格里历哪个更精确没有任何关系。

 

公历在公元1582年处的分界,还带来另外一个问题:由于全世界各国并非都在公元1582年就开始使用格里历,许多国家几十年甚至几百年后才接受格里历(比如中国直到1912年才开始使用),所以在1582年至20世纪初(那时世界各国才普遍使用格里历)这三百多年间,许多历史事件就会有两个日期——比如牛顿的生日就有1642年12月25日(儒略历)和1643年1月4日(格里历)两种表达,“十月革命”则有1917年10月25日(儒略历)和1917年11月7日(格里历)两个日期。

 

这两个日期应该采用哪个,也不是轻易就能有一言九鼎的结论的。通常人们都使用儒略历的那个,那是因为英国直到1752年、俄国直到1919年才使用格里历,在牛顿出生、“十月革命”爆发时,事件发生的国家都还在使用儒略历。

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