闰年怎么来?为什么是2月29日?

作者:孙宇晨 来源:www.5idf.cn 2020-03-25   阅读:

四年一度的2 月29 日又来临了,你是否有想过,到底是谁发明了这个莫名其妙多出来的一天呢?其实,我们现在使用的西历,是源自于古罗马的历法,其中变迁的故事还真是源远流长。

为什么是加在  2  月  29  日而不是  12  月  32 日?

我们先来想想看,2 月29 日这个玩意儿,有什么地方不太寻常的?先来问你一个问题:照常理来说,应该把多余的日子加在一年的最后面才对,那不就应该是「 12 月32 日」了,人们怎么会选择创造一个「2月29日」呢?

你可能会说,这个问题还需要想吗?因为2 月日数最少啊!2 月只有28 天,加上个29 日听起来不怎么奇怪;12 月已经有31 天了,再加上一个32 日也太好笑了吧!不过,事情没有这么简单。

在早期的罗马历法(罗慕路斯历)当中,其实一年只有十个月。这件事情在现在各月份的英文名称当中,还留下了明显的痕迹。例如说,十月的英文是October,但是octo -开头的字是代表「八」的意思,所以October 顾名思义是「八月」的意思!可以去看,章鱼(octopus)是八只脚的生物,而八边形的英文称为octagon。那问题来了,为什么「八月」突然变为十月了呢?

事情发生在罗马国王努玛‧庞皮留斯(Numa Pompilius)的时候,当时发现原本每年十个月、304 天的历法,造成每年年初的季节都不同了,人们的生业周期与历法格格不入。这个道理很简单,地球绕太阳公转一圈(当然那时候人们不清楚地绕日这回事)大约365 天,称为一个「回归年」,也就是太阳在黄道的位置移动了360 度的时间。太阳「回归」了之后,代表季节周期也「回归」了一次,人们生产的周期也就又「回归」了一次。

一年304 天的古历,实在与回归年差距太大了,所以努玛决定加上两个月,让历法的一年变为355 天,较接近太阳的周期。不过这时候,Ianuarius(January)和Februarius(February)是加在一年的最后面,而不是一开始。

这个355 天的历法,我们就可以看出一些天文意义了。

第一,如我们刚才说的,比起原先的历法,已经较为接近一个「回归年」,符合地球上人们真实感受到的季节递嬗周期。第二,这个数字不是没有来头的,它符合月亮盈亏的周期。月亮绕着地球公转的周期有好几种算法,其中一种称为「朔望月」,也就是盈亏的周期,大约29.53 天。计算一下,12 个朔望月大约354.4 天,因此把历法一年订作355 天是具有天文意义的。

不过,接下来还有个问题,355 天还是不到365 天,要怎么补足呢?方法就是闰月了。那时候,人们的作法是一年的最后一个月:Februarius(February)身上动手脚,他们把这个月缩减到23 或24 天,接着在后面加上一个27 天的闰月。掐指一算,这个「二月」原本有28 天,被减去了4 到5 天,但后面的闰月加上了27 天,所以置闰的年就有377 或378 天了。后来置闰的方法改了好几次,Februarius(February)也从一年的最后一个月变为第二个月,但手脚仍然是动在Februarius(February)身上,到现在依然如此,所以闰年的时候多出来的才是2 月29 日,而不是12 月32 日了!

一年有两个  2  月  24  日

尤利乌斯‧凯撒(Julius Caesar) source:wikimedia

在努玛之后,罗马另一次重大的历法变革发生在西元前46 年,主角是众所周知的尤利乌斯‧凯撒(Julius Caesar)。凯撒打赢高卢战争与内战之后,集大权于一身,并改革历法,此新历称为「儒略历」(Julian calendar)。为了整顿历法,他先将西元前46 年扩充到445 天,隔年开始则按照他的规律。

凯撒的历法,试图解决一个问题:回归年并不是正好365 天,而是365 天又6 小时左右。他的做法是单一的「闰日」,置闰的位置是在「三月的第一天(Kalends of March)数回去第6 天」,也就是2 月24 日。闰年称为bissextile ("twice sixth",意思是「两个第六天」)。那时候没有所谓的「 2 月29 日」,而是把2 月24 日延长为两天的时间,但在法律上那两天算作同一天,也就相当于有一个长达48 小时的日子。

只不过,人算不如天算,新历法实施没多久,一件惊天动地的事情发生了──西元前44 年,凯撒被暗杀了!原本凯撒的要求是每四年置闰一次,但此后死无对证,发生一个严重的误解,人们三年就置闰一次。这样一来,西元前一世纪的闰年发生好几次错误,直到数十年后罗马帝国君主屋大维(奥古斯都)才减少了几次闰年,来弥补多闰的那几次。一般认为,弥补之后恢复正常历法的时间是西元8 年。

每四年有一次29 天的二月,理论上是在凯撒启用儒略历时开始,但因为阴错阳差,其实过了五十年左右,到了奥古斯都的时候才正式上轨道。当初的作法是延长2 月24 日,到了这几百年才变成外加一个「 2 月29 日」的方式。

消失的十天:格列哥里改历

刚才我们对于「回归年」的估算,还不够仔细。依据现代的测量,我们知道,一个回归年实际上是365.2422 天。儒略历每四年闰一次,所以它的一年平均是365.25 天,乍看之下和回归年差不多,但过了几百年后就开始有差别了!简单估算,一年差了约0.0078 天,从西元元年到西元1500 年,就可以差了10 天左右了!

每年差一点点,对于人们生活周期可能还没有太大的影响,但是对于宗教节庆就有不可轻忽的改变了。由于复活节的时间,是从春分的时间推算而来的。历法上的年,与太阳、地球真实关系的回归年有所偏移,就代表每年春分的时间位在历法上的日期,也不断地偏移。春分的时间偏移,复活节的时间也就跟着偏移,这对教廷来说是件大事。

格列哥里十三世(Pope Gregory XIII)source:wikipedia

于是,在1582 年,教皇格列哥里十三世宣布改历。他做了两件事情:第一件事,改变置闰的规则。为了让每年春分时间一致,必须让历法的年逼近回归年。原来年份只要是4 的倍数就要置闰,但这样闰太多了,使得历法平均一年(365.25 天)超过回归年(365.2422天)太多,因此需要砍掉几个闰年来修正这个余额。这时采取的办法是这样的:以后年份如果是100 的倍数但不是400 的倍数,就不是闰年了。也就是说,西元1700、1800、1900 年都不再是闰年,但2000 年仍然是闰年。

以上的作法,将「 4 年1 闰」变为「400 年97 闰」。简单计算一下,1/4=0.25,儒略历平均一年365.25 天;97/400=0.2425,格列哥里历平均一年365.2425 天,与回归年的误差缩减到每年0.0003 天,到三千多年左右才会误差一天。这套格列哥里历,就一直沿用成为现代的「公历」了。

 
  一年时间 置闰
努玛历 平年355 天

 

闰年377 或378 天

外加一个月
儒略历

 

(西元前46年凯撒改历)

平年365 天

 

闰年366 天

[平均一年365.25 天]

年份为4的倍数置闰
格列哥里历

 

(西元1582年格列哥里改历)

平年365 天

 

闰年366 天

[平均一年365.2425 天]

原则上年份为4的倍数置闰;例外:年份为100 的倍数但不为400 的倍数则不置闰(1700、1800、1900 不置闰,2000 置闰)

格列哥里改历,还做了第二件事情,目的是要让春分回到3 月21 日,才能维系复活节原定的时间。因此,他做了一个立即的修正,等于是大刀砍下去,把之前偏差掉的全部改了回来。还记得吗?我们刚才估算的结果,儒略历经过一千多年,整整多出了10 天左右。这时候,教皇格列哥里十三世作法很直接,直接在1582 年砍掉10 天!所以,1582 年10 月5 日到14 日,这十天就因为这次改历而消失了。

然而,不是全世界都立刻采用这套历法,并配合「消失的十天」。早在西元1054 年,罗马公教与东正教早已大分裂,这时罗马教皇宣布改历,东正教也就经过很多年都不认帐了。欧洲最后一个采用格列哥里历的国家是希腊,采用的时间已经到1923 年了。

那现在还有人在用古老的儒略历吗?广义地说,其实还是有的,这种人叫作「天文学家」。你会觉得很奇怪,历法不就是因为天文学家对太阳、地球运动的更严密计算,讲求精确才不断改正吗?那为什么天文学家自己偏偏要使用旧的标准呢?

是这样的,「闰年」的修正,是为了让以「年」为周期的历法,配合真实自然界的季节变化、太阳位置。一般人的生活、宗教仪式都需要以「年」为周期,但是天文学的纪录没有这个必要。「年/月/日」这样的纪录,在许多运算上太过麻烦,天文学家为了方便,只要一套以「日」为单位的系统,不断递加上去就好了。严格来说,天文学家用的也不是「儒略历」了,而是一套以儒略历定义的起点为标准的「儒略日」。比如说,今天是2016 年2 月29 日,但儒略日记作「2457448」,后面还可以加小数点。网路上很容易找到公历转为儒略日的换算工具,可以上去试试看!

2016 年多出了一个2 月29 日,别以为是天上掉下来的礼物啰!人们对于天体运行规律的了解越来越多,又由于宗教等因素,才渐渐使得历法中的一年接近自然界的「回归年」。不管是有48 小时的2 月24 日,还是多出一个2 月29 日,地球才不管这些呢!地球依然按照它的规律绕着太阳公转,人们则配合自然规律来调整自己的生活步调。时间不断在往前进,乍看之下多出了一天,其实地球的工作从不罢休喔!

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