央视10频道,6月10日《百家讲坛》中,张顺燕教授以《数学与天文》为题讲解了天文与历法的一些内容,现整理如下,供大家参考。文字是央视网站上的,计算式是由阿昌根据讲座内容整理的。
张顺燕,北京大学数学学院教授,1962年毕业于北京大学数学力学系,毕业后留校任教至今。1986年至1988年在美国辛辛那提大学、华盛顿大学从事科研和教学工作,1990年参加香港第一届亚洲数学家大会,同年访问日本,出席第一届国际位势理论会议。1994年访问美国南伊利诺依大学。主要作品有《数学的源与流》等。
数学与天文
张顺燕教授的讲座先从一首诗开始,这首诗是盛唐诗人王湾的一首很有名的诗《次北固山下》:“客路青山外,行舟绿水前。潮平两岸阔,风正一帆悬。海日生残夜,江春入旧年。乡书何处达,归雁洛阳边。”这是写王湾春节回家探亲在路上的感受。这首诗的第三句“海日生残夜,江春入旧年”反映出来历法上的一个问题。“江春入旧年”这5个字里边出现两个节令,一个是“江春”的“春”,指的是立春。立春是春天的第一天;另一个是“旧年”的“年”,指的是旧历年的第一天。那么“江春入旧年”是什么意思呢?就是说,在旧历年到来之前,或者说在农历年到来之前,先立春了。就是说王湾在路上碰到立春,也就是说他离春节已经不远了,所以他要赶紧赶回家去。
从1976年到2000年25年间,立春在春节前出现了15次,立春在春节后出现了9次,立春和春节恰恰是同一天的一次,这是1992年。所以立春多数时间是在春节之前。另外,立春和春节在公历里边应该是什么年?我们发现立春在公历里的时间基本上是确定的。立春基本上是在2月5号左右,前后不差一两天。而春节呢,不定,忽前忽后。这说明春节这个日子是按阴历定的,立春这个节日是按照阳历定的。
要确定一个精确的日历有两个条件:第一个条件是精确的天文测量;第二个条件是正确、简单的计算方法。关于精确的天文测量,地球公转周期是365天5小时48分46秒,朔望月等于29.5306天。关于正确、简单的计算方法,张顺燕教授介绍了连分数和渐近分数。
张顺燕教授在讲座中解决了以下几个问题,第一个问题,什么叫阳历,什么叫阴历;第二个问题,在公历中为什么四年一闰,而百年少一闰,这是怎么算出来的;第三个问题,二十四节气是怎么安排的;第四个问题,农历几年一闰。
下面的内容由阿昌根据讲座内容整理如下:
关于第二个问题:
地球公转周期=365又10463/43200(约365.2422)
10463 111
———— =—————=———————=。。。=——————————————————
43200 4320013481
———— 4+———— 4+——————————————————
10463 10463 1
7+————————————————
1
1+——————————————
1
3+————————————
1
5+——————————
1
————————
64
简写为:10463 1 1 1 1 1 1
———= —+—+—+—+—+— (注意:和普通分数不一样,是连分数的简写)
43200 4 7 1 3 5 64
取第一项:1/4。。。四年置一闰
取前两项:1/4+1/7=7/29。。。29年置7闰
取前三项:1/4+1/7+1/1=8/33=24/99。。。33年置8闰即99年置24闰,也就是百年少置一闰。(以上是取渐进分数)
。。。
关于第四个问题:
365.2422/29.5306=12又108750/295306=12+1/2+1/1+1/2+1/2+1/1+1/3。。(连分数的简写)
取第一项:1/2。。。两年加一个闰月,
取前两项:1/2+1/1=1/3。。。3年加一个闰月
取前三项:1/2+1/1+1/2=3/8。。。8年加3个闰月
取前四项:1/2+1/1+1/2+1/2=7/19。。。19年加7个闰月
。。。
关于大小月:
29.5306中把0.5306化成连分数为1/1+1/1+1/7+1/33。。。
取第一项:1/1。。。如果是1个月,那么这个月是大月
取前两项:1/1+1/1=1/2。。。2个月中一个月是大月
取前三项:1/1+1/1+1/7=8/15。。。15个月中8个月是大月
。。。
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