時間的履痕

從物候歷到銫原子鐘

黃 森

從物理視角看,時間是為度量物質(zhì)運(yùn)動和變化過程而人為設(shè)定的參照標(biāo)尺。就此定義而言,這只是基于現(xiàn)代認(rèn)知條件下的評判,大體不能涵蓋時間這一概念的原始屬性。站在華夏視角,結(jié)合帛書版《道德經(jīng)》所言“道可道也,非恒道也;名可名也,非恒名也”,是否可以這樣理解:華夏先民用了大約萬年來探尋自然法則,尤其是對天文運(yùn)動規(guī)律的探究,所獲取的知識成果,即古人所稱“天道”,通常能順暢施用一時,但并不能保持恒久,總會隨著精度需求和測量手段的提高,而被后世修正;同樣,人們對某一事物的定義,在其定義形成的那一刻,便注定不周全、不精準(zhǔn),總會在日后的某個時刻得到補(bǔ)正完善。

鑒于此,是否可以認(rèn)為,人們對“時間”這一概念的定義一直是持續(xù)更易的,現(xiàn)代人習(xí)以為常的時間標(biāo)識體系,也是經(jīng)過上萬年的精度累進(jìn)以及在無數(shù)次試錯中不斷修正而建立起來的。這讓我們能夠看到,度量時間的方式演化所串起的歷史印痕。

一

先問一個有趣的問題:原始人類知道一年有多少天么?

答案顯然是否定的。就像公路上的里程碑,沒有公路,何來里程之說?同樣,沒有時間觀念,哪來計時系統(tǒng)?在他們意識里,甚至都還沒有“年”這個概念,至于一年有多少天,更是不知何從談起。

這反而讓我們更加想去了解,原始先民對自然環(huán)境往復(fù)變化的精準(zhǔn)識別,究竟是從什么時候開始的。

可以想象,懵懂的遠(yuǎn)古人類大約是不會有空間和時間概念的,這或許便是后人所說的“混沌狀態(tài)”。就像山中猴群對各種野果的成熟時間有著比較敏感的反應(yīng),但這只是一種天然的由生存欲望引發(fā)的原意識,并不意味著野猴對于時節(jié)更替有了具象的感知。

從歷史唯物主義的角度來說,總歸有一名遠(yuǎn)古先祖,從俯仰觀察自然環(huán)境的過程中,定義出“天”與“地”這對概念來,不知這是否就是后人理解的“開天辟地”。這首先是個空間概念,繼而在空間的交互和場景的轉(zhuǎn)換過程中,才賦予了其時間屬性。換句話說,有了天地這個空間,才有了天地互動產(chǎn)生的時間觀念。相較于不知方位、不曉時日的原始混沌狀態(tài),這在人類繁衍的歷程中,必然是具有劃時代意義的。

或許在歷史上的某個節(jié)點(diǎn),有一位或多位遠(yuǎn)古先民,在生存需求與好奇心的共同驅(qū)使下,用TA那并不發(fā)達(dá)的大腦,試圖去理解黑暗與光明交替往來的緣由,去記錄周遭的植物從綠變黃的枯榮過程,去解析花開葉落、果實(shí)成熟與日升月沉、寒來暑往的關(guān)聯(lián)性。自此,時間的雛形萌生。

下面,我們就來看看在華夏語境里,“時間”的原生狀態(tài)。當(dāng)華夏原始先祖?zhèn)冎饾u步出混沌,開始以粗陋的方法去標(biāo)定時節(jié),以應(yīng)對狩獵、采集的豐貧變化問題,或是解決牧牛、放羊時的草木枯榮問題,以及種植稻粟等農(nóng)作物的播種、收獲時機(jī)問題,便有了時間產(chǎn)生的現(xiàn)實(shí)邏輯。這顯然是生存欲望驅(qū)使的,具有極強(qiáng)的功用性,而不是單純?yōu)榱烁憷碚撗芯俊憣懻撐膶Π伞?/p>

基于此認(rèn)識,我們試著從解析漢字“年”的構(gòu)造邏輯入手。甲骨文的“年”字,有著一株禾苗的典型狀貌,《說文解字》謂:“年,谷熟也”。由此可否認(rèn)為,年這個時間段落,早初就是為度量禾苗的生長周期而產(chǎn)生的?或者說,對于華夏先民而言,時間的主要功能是為了標(biāo)示農(nóng)作物從播種到收獲的完整過程,以期精準(zhǔn)管控生產(chǎn)行為而提高糧食產(chǎn)出。

按這個思路,我們再來看看“歷”字,其字源為“厤”,后又衍生出“歷”和“曆”。望文而生義,二字核心都在“秝”字上,或許造字本意皆與農(nóng)作物有關(guān),但其區(qū)別在于:“歷”字下面為止字,代表腳掌的形象,著重描述參與某件事的過程,指的更多是一種經(jīng)歷;而“曆”字下面為日字,即太陽形象,側(cè)重于表達(dá)對農(nóng)作物田間管理的時間節(jié)點(diǎn)控制,可以理解為通過度量農(nóng)作物生長周期,以實(shí)現(xiàn)精細(xì)化過程管控的一種行為。顧名思義,“曆法”便是實(shí)施這種行為的具體方法。當(dāng)然,無論從字面上怎么去解讀,伴生于農(nóng)業(yè)耕作的歷法,其本初意義都是為農(nóng)事生產(chǎn)提供時間參照標(biāo)尺。但今天對于歷法的定義,其內(nèi)核顯然偏向于計時系統(tǒng),而脫離了最初的指向。

二

自打有了“年”這個概念,遠(yuǎn)古先民們就能準(zhǔn)確掌握節(jié)候輪轉(zhuǎn)的規(guī)律了么?顯然不能,早初的“年”只是一個表示周期的大致概念,雖給出了一個區(qū)間范圍,但其邊界是模糊的,并沒有一個精確的指示數(shù)值。

這里,我們先做個情景實(shí)驗。假如您是1萬年前的一位農(nóng)夫,您怎么來度量季節(jié)變化,并標(biāo)注時節(jié)的更替,以確保播種、收割不誤農(nóng)時?

您可能會先標(biāo)定一個點(diǎn),比如以家門口的柳樹抽出嫩芽這一事件為基準(zhǔn),觀察柳樹葉歷經(jīng)青翠,再到枯黃,繼而飄落,又被冰雪覆蓋后,直到下一次抽芽,形成一個循環(huán)。于是,您將這個完整的循環(huán)過程定義為“一年”。在這個周期內(nèi),您使用一定的記錄方法,以一個晝夜為最小單元,將其計為一天,再統(tǒng)計總的天數(shù)。或因各個部族計數(shù)習(xí)慣不同,目前已知上古時期記錄方法有結(jié)繩、壘石、推策(翻竹片)、刻木等,不一而足。

由于單一物體變化歷程漫長,其參照價值和可靠性不足,標(biāo)定點(diǎn)也不緊湊,加之每個周期都會出現(xiàn)偏差,于是您想到,用多種標(biāo)定物形成參照系統(tǒng)。您會利用身邊的各類事物,形成一組參照點(diǎn),并用以指導(dǎo)農(nóng)事,比如看到蒿子花開,就要開始翻地;聽到布谷鳥叫,意味著即將播種;看到樹葉枯黃,預(yù)示著準(zhǔn)備收割莊稼……以及通過觀察動物的蟄伏、候鳥的往返、降水的多寡、氣溫的升降等來確定時節(jié)。然后,將每五天劃為一個時段,用一種事物作為參照標(biāo)定下來,稱作一候,再將這些標(biāo)定點(diǎn)串聯(lián)起來,便形成了最原始的歷法。

除了以實(shí)物的變化作為季節(jié)參照,華夏先民還發(fā)明了一種標(biāo)注時節(jié)的方法,叫“候風(fēng)法”,也稱“相風(fēng)法”,就是通過觀測風(fēng)向的變化來推算時節(jié)的更易。比如以黃河中下游為代表的季風(fēng)氣候區(qū)域,若觀測到東南風(fēng)刮起,預(yù)示著雨季即將來臨,便到了播撒種子的時候。因此,古人將風(fēng)向與時節(jié)基本綁定起來,后來又形成了一個概念:“八方風(fēng)”。《淮南子·天文訓(xùn)》里將八方風(fēng)作了一定闡釋,后《說文解字》作出完整、系統(tǒng)的解讀:“東方曰明庶風(fēng),東南曰清明風(fēng),南方曰景風(fēng),西南曰涼風(fēng),西方曰閭闔風(fēng),西北曰不周風(fēng),北方曰廣莫風(fēng),東北曰融風(fēng)”,也就是把八個方向的風(fēng)基本對應(yīng)到春、夏、秋、冬四季之中。有學(xué)者提出,候風(fēng)歷法與賈湖遺址出土的骨笛有內(nèi)在關(guān)聯(lián),但尚需考證。

以實(shí)物參照的方法與候風(fēng)法,共同組成了物候歷法,它包含了溫度、風(fēng)向、降水量變化,以及動植物生長周期等多種元素,比如“東風(fēng)解”“桃始華”“鵑始鳴”“蟄蟲伏”等顯性現(xiàn)象。但是,由于受環(huán)境氣候等波動影響,物候歷偏差會很大,準(zhǔn)確度低,有較強(qiáng)的局限性。于是,華夏先民又將目光投向天空,試圖以日月星辰運(yùn)行過程中的相對位置作為參照系,來標(biāo)定時節(jié)的變化。《尚書·堯典》載:“乃命羲和,欽若昊天,歷象日月星辰,敬授民時”。至此,物候歷法失去主角光環(huán),而華夏歷法開始與天體運(yùn)動深度綁定。當(dāng)然,由于普通老百姓對天文知之甚少,物候歷法與天文歷法在時間軸線上一直長期并行和交疊,也就是說,自天文歷法出現(xiàn)后,物候歷仍作為考量時節(jié)變化的工具之一,并融入后來創(chuàng)立的二十四節(jié)氣中延續(xù)下來。成書于約3000年前的《夏小正》,便記載了數(shù)千年總結(jié)下來的物候、氣象、農(nóng)事等諸多經(jīng)驗供百姓鑒用。

現(xiàn)在,我們來看看天上都有些什么:有一個很大很亮還能發(fā)熱的火團(tuán),古人將其取名太陽;有一個很大且明暗周期變化的圓盤,喚作月亮;還有幾顆持續(xù)行走的小星星,叫作行星;以及密密麻麻的看上去位置基本恒定不動的星星,名為恒星。那么,這些又跟季節(jié)變化有什么關(guān)聯(lián)呢?華夏先民通過長期觀測,發(fā)現(xiàn)了其中的一些循環(huán)往復(fù)的規(guī)律,也就是太陽、月亮和恒星等在天空中的視運(yùn)動引起的周期現(xiàn)象。我們知道,這是由地球繞著地軸旋轉(zhuǎn)引起的,但先民們顯然沒有這樣的認(rèn)知,他們只知道在“天道左旋、地道右旋”在輪轉(zhuǎn)中,四季也隨之更替。

最初,華夏先民發(fā)現(xiàn)在一年之中太陽升起的位置是不斷變化又遵循著某一周期性規(guī)律的。于是,某位聰明的古人想到,利用家附近并列于太陽升起方向的五座山峰作為參照系(或許“列山氏”之稱便來源于此),選取一個固定位置作為觀測點(diǎn)來觀察變化:比如,當(dāng)初升的太陽處于最右邊山巔的某個點(diǎn)位,這時感覺太陽最遠(yuǎn),這就是我們今天熟知的冬至,即太陽從南回歸線返回的節(jié)點(diǎn);同樣,當(dāng)太陽從最左邊的山峰的某個位置升起時,即是從北回歸線開始南移的夏至;當(dāng)太陽處于中間山峰某個固定點(diǎn)時,形成了春分、秋分的雛形;以及太陽從第二、第四座山峰爬上來時,分別代表后來定義的立春、立夏、立秋、立冬四個節(jié)氣。尤其四時的確立成為天文歷法系統(tǒng)的基石,這在《山海經(jīng)》和子彈庫帛書里都有提及。

這種測量太陽回歸運(yùn)動的方法叫作“歸藏”,開始于“二分二至”的確立。文史學(xué)者黃飲冰認(rèn)為,古人對太陽回歸年的基礎(chǔ)分節(jié)是“四時四節(jié)”,這就是原始的衡間理論“三衡兩間”(“三衡”可理解為南北回歸線與赤道,“兩間”即三條線之中的區(qū)間,這在大地灣文化陶器、馬家窯文化彩陶上都有所體現(xiàn))。后來,這一方法延伸為“四時八節(jié)”,便稱為“五衡四間”;再擴(kuò)展為“四時十二節(jié)”,就是“七衡六間”。距今7800年到6800年的高廟文化陶器上的八角星,以及距今6800年到6300年的湯家崗文化陶器上的八角星,均指向“四時八節(jié)”之意。

為提高準(zhǔn)確度,古人又輔以日落方向的山峰用以參照,跟日出方向的山峰一一對應(yīng)(我們熟知的“連山”一詞或許便由此而來)。同時,古人還引入了月亮運(yùn)行軌跡作校正,這或許便是《山海經(jīng)》中所言“日月出入之山”,也可能是大汶口大口尊刻符所描繪的場景。

大約在山峰定位方法推廣和提升的過程中,又衍生出兩種形態(tài),一種是由距今4000多年前的陶寺都邑呈現(xiàn)的,通過夯土觀測柱間的縫隙測定太陽位置來確定時節(jié)的方法,這比起觀看太陽從山巔升起的大概位置,顯然精確多了。這一系統(tǒng)可能持續(xù)使用了數(shù)百年之久,直至因地軸晃動產(chǎn)生的累積誤差,導(dǎo)致觀測柱縫隙與陽光的投影角度之間發(fā)生明顯位移,而不得不被棄用,畢竟當(dāng)時的司天者還不知有“歲差”這一概念。但這種方法只適合于具有一定規(guī)模的觀測平臺,需要大量的人力物力支撐,而這些資源,大概只有帝王才能調(diào)度。

如果您只是一介平民,沒有那么雄厚的物質(zhì)條件,卻有著十足的好奇心,又拿什么去觀測太陽的位置關(guān)系呢?聰明的您想到,何不用一具樹狀物,以“樹丫枝”來替代五座山峰?您先選取一根粗實(shí)的木棍作為基桿,再在頂端安裝上五根木條,呈發(fā)散狀高低排列,以模仿五座山峰。在使用過程中,您不斷比對和校正,以適配觀察到的呈斜“8”字形的太陽往復(fù)運(yùn)動軌跡。相對于陶寺夯土柱觀測平臺,這種樹狀物便于攜帶,不會受地理條件限制,只需將觀測點(diǎn)位置相對固定即可。您將其稱為扶桑木,并在使用中不斷修正完善。為了增強(qiáng)其精確性,您還用另一具樹狀物來觀測太陽落山的位置,以作比對,您把它叫作若木,跟扶木形成對應(yīng)。您將扶木置于日出的方向,將若木安放在日落的方向,于是,扶木與若木便替代了日月出入之山的功能。

在使用扶木觀測的過程中,您發(fā)現(xiàn)太陽投射到樹身產(chǎn)生的影子,也在按一定規(guī)律變易。您試著將影子的末端標(biāo)記下來,經(jīng)年累月,發(fā)現(xiàn)日影在兩個標(biāo)記之間有規(guī)律地往復(fù)變化。依據(jù)這一現(xiàn)象,您將扶桑木進(jìn)行了改造,撤除了頂端的椏枝,在底端安裝了一塊帶有刻度標(biāo)識的木板。您將扶木改制的立柱稱為“立表”,將帶有一條條平行印記的橫板命名為“圭尺”,二者合稱“圭表”。通過測影,確定了春分、夏至、秋分、冬至四個節(jié)氣,成為推算全年歷法的基準(zhǔn)點(diǎn),《尚書·堯典》將其記載為“日中”“日永”“宵中”“日短”。這種方法同樣也得到陶寺遺址出土文物印證。

無論用什么方法,對太陽與時節(jié)關(guān)聯(lián)性的觀測,都離不開輔助工具作為標(biāo)尺,這對于普通百姓而言,并非易事。那么,有沒有更簡便直觀一些的辦法呢?華夏先民又仔細(xì)觀察夜空。

在夜晚,最顯眼的天體當(dāng)數(shù)月亮。要說古人應(yīng)該很早就留意到這個玉盤的圓缺現(xiàn)象,相對于太陽而言,這個特征無疑是最容易掌握的。但是,月相變化一個周期歷時太短,而若干個這樣的周期疊加又與太陽回歸周期、農(nóng)作物生產(chǎn)周期無法緊密適配。這主要是因為月相變化除了引發(fā)潮汐,以及月亮的引力作用與少數(shù)作物根莖水分含量有一定關(guān)聯(lián)外,總體上對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響十分有限。即便不與農(nóng)業(yè)勾連,單純作為計時系統(tǒng),月亮運(yùn)轉(zhuǎn)周期對日出而作、日落而息的生活起居的指導(dǎo)價值也并不高。基于此,可以認(rèn)為在華夏獨(dú)成體系的月亮歷法似乎很難成立,只有與太陽歷法協(xié)調(diào)配合才能更好地發(fā)揮其指示作用,而單純的太陰歷只具備原始自然崇拜和宗教意義。

蒼龍六宿(后擴(kuò)展為七宿)應(yīng)該是華夏古人最早作為歷法參照系的恒星組團(tuán)之一(據(jù)傳南方部族以朱雀七宿為參照),河南濮陽西水坡遺址45號墓的蚌塑龍虎大體能印證這一點(diǎn)。洛陽偃師二里頭遺址的綠松石龍,也延續(xù)著這一圖騰形象。華夏先民很早就留意到這一組恒星,將其統(tǒng)稱為“龍星”,并通過想象,賦予了其“龍”的鮮活形象,劃分為角、亢、氐、房、心、尾、箕七宿(箕宿應(yīng)為設(shè)立二十八宿時添補(bǔ)進(jìn)龍星的)。由于地球圍繞太陽公轉(zhuǎn)時,受地軸傾斜影響,蒼龍七宿在北半球的可見性會隨著視運(yùn)動而變化。基于地球在公轉(zhuǎn)軌道上的位置,華夏先民春天能夠看到龍星從地平線升起,取名“蒼龍”或“夔龍”,民諺“二月二,龍?zhí)ь^”便源于角宿出露;夏天可見龍星處于偏南方向的夜空中,稱為“應(yīng)龍”,大體意思是作物生長需要大量雨水,而龍星能求雨得雨、應(yīng)許于人;秋天的龍星出現(xiàn)于西方并逐步沉下地平線,喚作“燭龍”,古人覺得其能掌控晝夜變化和寒暑交替;冬天龍星隱藏于地平線下,叫作“相柳”,先民認(rèn)為其潛于沼澤,易經(jīng)乾卦爻辭“潛龍勿用”即為此理。就觀象授時的寓意而言,“蒼龍”啟春耕,“應(yīng)龍”主夏雨,“燭龍”司秋序,“相柳”喻冬藏。

龍星組團(tuán)中有一顆“大火星”,即“心宿二”,也是西方命名的天蝎座a星。它又被叫作“大辰”“商星”等,就是詩句“人生不相見,動如參與商”里的商星。相傳帝嚳高辛氏封其長子閼伯于商丘,閼伯是帝堯陶唐氏的火正,以火紀(jì)時,祭祀大火,所以商人將其稱作商星。《左傳·襄公九年》:“唐氏之火正閼伯居商丘,祀大火,而火紀(jì)時焉。相土因之,故商主大火。”以天文歷法視角看,從史料中我們可以發(fā)現(xiàn)一個特別的現(xiàn)象,即“大火星攜日升”,其描述的可能是在商王朝國土上,當(dāng)太陽初升時,大火星也幾乎同時從東方地平線升起的景象。在那個年代,這一現(xiàn)象發(fā)生的時間,正好處于春分時節(jié),這是指導(dǎo)農(nóng)事的絕佳參照物。想必因歲差累積,后來這一現(xiàn)象就“不靈”了,便失去了其指示地位。

再有,就是對北斗星組的辨識。《鹖冠子·環(huán)流篇》言:“斗柄東指,天下皆春;斗柄南指,天下皆夏;斗柄西指,天下皆秋;斗柄北指,天下皆冬。”就是說,如果在傍晚觀測,可以看到二月春分時斗柄指東,五月夏至?xí)r斗柄指南,八月秋分時斗柄指西,十一月冬至?xí)r斗柄指北。借助斗柄指向地面的東、西、南、北四個方位,可以大體確定四個季節(jié)。這些,都容易被普通民眾掌握,以便區(qū)分時節(jié)。

至此,華夏先民初步建立起以太陽、月亮的變化周期為核心,以部分特殊天體為錨點(diǎn),以行星和眾多恒星為參照的天文歷法體系,并由此衍生出易經(jīng)、氣象、數(shù)學(xué)等眾多學(xué)術(shù)。

二十四節(jié)氣圖(鐘葵 制圖,圖源:廣州日報客戶端)

三

即便有了豐富的觀測手段,歷法的制定也是一個不斷試錯、反復(fù)修正的過程,并非一蹴而就的。尤其是將一年這個區(qū)間劃分為多少個時段,具體劃分依據(jù)是什么,都在代代轉(zhuǎn)述的過程中早已失真,我們只能通過古籍中的一些模糊的只言片語去揣測,并以當(dāng)前的科技知識作為工具和標(biāo)尺,試圖還原歷史真相、解構(gòu)歷史行為、重建歷史過程在歷法以及計時系統(tǒng)量化指標(biāo)的演進(jìn)歷程中,基于太陽回歸周期和地球自轉(zhuǎn)周期,可以將年和日定為常量,而年和日以下劃分多少個時段,由于沒有具體的錨定物,可以認(rèn)為是變量。

先說對“年”的劃分。從一些史料中可看到,上古時期華夏天文歷法可能一度出現(xiàn)過將一年劃分為十個時段的做法,即陳久金等部分學(xué)者所稱的“十月太陽歷”。雖然這一說法是否真實(shí)存在尚待進(jìn)一步考證,但彝族、哈尼族的確曾長期使用類似的歷法體系,而且也有一些佐證指向這種說法。比如,《詩經(jīng)·豳風(fēng)·七月》《黃帝內(nèi)經(jīng)》中就有“三百六十日”的表述,這可能是指此前模糊地給出的一年區(qū)間,或者方便計算而取整為360天。古人將其均分為十個時段,每個時段36天,并將后來發(fā)現(xiàn)多出來的5—6天稱為“歲余日”用以祭祀(彝族歷法稱為“過年日”)。其次,華夏先民將一年分為七十二候,規(guī)定每候五天,可能也是沿用一年360天的度量習(xí)慣,并非一開始就按照365天作計。其三,《山海經(jīng)》中記錄下的日月出入之山是六對,六山之間為五個段落,如每個段落對應(yīng)太陽北移或南返的各一個時段,合計也是十個時段。再如,陶寺遺址古觀象臺的觀測指向為二十個節(jié)氣(含“二分二至”),并非二十四個,如果按一年劃分十個時段,則一個時段含兩個節(jié)氣,與后來的十二個月對應(yīng)二十四節(jié)氣的方式相通。還有,華夏先民將歷法投影到圓周上,創(chuàng)立“日行一度”的測繪方法,最初以一年360天對應(yīng)圓周360度,這一方式沿用至今,后來又將一年精確推算為“三百六十五又四分之一天”,故《周髀算經(jīng)》中提到:“何以知天三百六十五度、四分度之一,而日行一度?”便是這種方法的延續(xù)。

乍看“十月太陽歷”這一說法并無不妥,仔細(xì)推敲卻似有不合理之處:試想月相變化周期平均為29.53天,如若當(dāng)時一年分十個時段,按360天計每段便有36天(365天計則為36.5天),二者相差甚遠(yuǎn),此時古人又怎么會用“月”來作計量單位呢?我們知道,華夏古人最初所稱一尺,是以成年男子尺骨的平均長度為基準(zhǔn)的;以步為長度單位,是以成年男子左、右腳各向前邁一次為標(biāo)準(zhǔn)。這些,充分說明古人若將一個物事作為計量單位,必定與被計量對象有著強(qiáng)相關(guān)性。因此,想來在陰陽合歷之前,年以下時段的計量方式不應(yīng)該是“十月”,而可能是以一年中太陽所處的十個位置為錨點(diǎn)的“十日”(并非后來“十日為一旬”的概念,我們姑且稱其為“十日歷法”)。

大約在夏商時期,華夏先民先后采用“三年一閏”和“十三月”的方式協(xié)調(diào)日月周期差異,初步形成我們常說的農(nóng)歷(即陰陽合歷),可能這時候才正式使用“月”作為計量單位。至周代制定出19年7閏的辦法,終把月相變化周期29.53天與當(dāng)時掌握的回歸年周期365.25天緊密關(guān)聯(lián)起來(由于通常的說法是,一年以365.25天計肇始于春秋,《四分歷》頒布于漢代,故只能從結(jié)果反推),我們據(jù)此作一驗算:19年×365.25天=6939.75天;19年×12月=228月,228月+7個閏月=235月,235月×29.53天=6939.55天。至此,回歸年周期與朔望月周期尋找到一個誤差極小的交合點(diǎn),這樣,普通百姓通過觀察月相圓缺變化,就能更容易地掌握節(jié)候交替了。漢至隋唐常見的伏羲女媧交尾圖可能描述的就是這一過程,即伏羲代表的陽歷與女媧代表的陰歷首尾相交。

由此,我們再來看看關(guān)于干支紀(jì)年來源的三種看法:一是說十天干源于前述的“十日歷法”,甲、乙、丙、丁等字形皆似種子生長收獲不同階段的狀貌;十二地支源于后來出現(xiàn)的“十二月陰陽合歷”,子、丑、寅、卯等各代表月亮在一年中的一段行程。第二種說法是,天干源于木星、土星公轉(zhuǎn)位置每十年發(fā)生相沖(分別處于太陽兩側(cè))或相合(處于太陽同一側(cè));地支源于木星一個公轉(zhuǎn)周期為十二年,每一年所走行程即一個地支。還有一種說法源于“極心說”,即以北極星為中心,將天空想象為一口傾斜懸掛于虛無的大鐘,所有星體在像鐘壁一樣的天網(wǎng)上圍繞北極星旋轉(zhuǎn)。在北極星后面,有軸繩承系著整個天體,謂之“辛天”,也就是“天外天”(屈原在《天問》里所言“斡維焉系,天極焉加”問的便是這口“大鐘”的軸繩系在什么地方,天的頂端置于何處。)北極星以下,沿地軸方向分為“九重天”,與天外的“辛天”共同組成十天干;而十二地支,則是將黃道面劃為十二等分形成的分區(qū)。三種說法皆各有其理,尚需進(jìn)一步考證。

至于一天分多少個時段,也是反復(fù)更易的。最初,華夏先民只將白晝設(shè)置了三個標(biāo)識點(diǎn):平旦(或日出)、日中、日入(或昏、夕)。后來擴(kuò)展為六個標(biāo)志點(diǎn):旦、大采、中日、昃、小食、小采。至商朝又將一晝夜劃分為12個時段,分別為:旦(日出)、大采(朝食)、大食(日中前)、中日(正午)、昃(日偏西)、小食(下午)、小采(傍晚)、暮(日入)、昏(黃昏)、夕(夜晚)、寤人(夜半)、昧辰(昧爽,黎明)等。但這12個時段并不是等長的,對白天的劃分較為細(xì)密,夜晚則相對粗疏,當(dāng)然,這符合農(nóng)耕社會“日出而作,日入而息”的生活規(guī)律。

《淮南子·天文訓(xùn)》中有“晝者陽之分……故分為十時”之言,這是將白天劃分為十個時段的最早記載,這一方法又稱“十政”或“十位”,即從日出到日落,參照太陽位置、天色變化或用餐活動等分為旦明、蚤食、晏食、禺中、正中、小還、餔時、大還、高舂、黃昏“十時”。《論語》中“不在其位,不謀其政”,初義說的大概就是沒到某個時段,就別考慮哪件事情。

《隋書·天文志》還記載了一種將晝夜均分為十段的制度,即晝?yōu)槌⒇⒅小㈥巍⑾?夜為甲、乙、丙、丁、戊(后用五更表示,每更又分五點(diǎn))。大約至漢代,隨著漏刻(也稱漏壺)等儀具出現(xiàn),人們不再完全依托太陽位置來定時,于是,我們熟知的將一晝夜均分為十二時辰的計時法自此創(chuàng)立。宋代以降,又把十二時辰中每個時辰平分為初時、正時兩部分,這與我們今天使用的24小時制式已相差無二。

這里還有個疑問,與扶木、若木配套的建木作何使用?敞開腦洞猜測,如扶木、若木是替代日月出入之山作劃分一年時段之用的,那么,建木的作用可能就是通過其“枝丫”觀測太陽在天空中所處位置來確定一個白晝的時間,類似于“日上三竿”作為時間標(biāo)志的做法。如果這個假想成立,則跟扶木在東、若木在西、建木在中的位置關(guān)系記述是相符的,也跟建木“日中無影”的描述相合。同樣,如扶木、若木演化為測量季節(jié)變化的圭表,根據(jù)建木的日影變化規(guī)律衍生出測量一天時間的日晷也是可能的。于是,以日晷測正午,再固定于每天正午以圭表測日影,便能減少測量數(shù)據(jù)的誤差。

四

關(guān)于華夏上古歷法和計時系統(tǒng)的信息傳遞始終是混亂的,特別是時間線上的矛盾十分突出。由于沒有確切的文字記載,單純以口耳相傳的形式承續(xù)下來,其間必定存在訛化和神化的成分。加之后輩誤讀,或者將后世思想托古給先輩,以致造成原義的偏差甚至是顛覆,成為現(xiàn)代人迷惑的根源。

從某種意義上講,中國神話故事就是華夏歷法演化史的暗線。其間有令人亂花迷眼的虛構(gòu)敘事,也有客觀存在的現(xiàn)實(shí)本源,因此,我們只能抽絲剝繭地,通過推測和猜想,去解構(gòu)其內(nèi)在關(guān)聯(lián)和歷史邏輯。

比如,“女媧補(bǔ)天”可能是將一年三百六十天增補(bǔ)到三百六十五天,而增補(bǔ)的這五天,被后世訛傳為“五色石”,用于填補(bǔ)出現(xiàn)漏洞的天,從而賦予了這一事件浪漫的神話色彩。“夸父逐日”可能說的是觀測太陽位置變化或者追逐日影變化規(guī)律,而改進(jìn)了歷法參照系統(tǒng)。“嫦娥奔月”或許是說常羲為制定陰陽合歷,往復(fù)觀測月相變化規(guī)律。“伏羲一畫開天”是指將天文歷法觀測結(jié)果符號化、抽象化,實(shí)現(xiàn)從自然崇拜到宗教建構(gòu)的精神躍遷。“羲和生十日”與“常羲生十二月”,也許說的是羲和制定了一年劃分“十日”的歷法,而常羲設(shè)置了陰陽合歷,將一年劃分為十二個月份……

還有“共工怒觸不周山”,大概是說一位姓名不詳?shù)墓补?主管水利建設(shè)方面的官員),在與顓頊爭奪掌管天文歷法的帝位時,因為度算失誤,造成歷法不能首尾相銜,因而羞愧、憤怒地撞斷了自創(chuàng)的觀測器具。故事中,“不周”是形容度量天文的歷法不能形成閉環(huán)(如果推算準(zhǔn)確則稱為“周天”);“山”可以理解為一種演算天文歷法的模型或器物。與此類似的說法,還有“不周風(fēng)”,或指候風(fēng)方法導(dǎo)致的歷法失準(zhǔn)。至于“不周山(風(fēng))”為何與西北方向相勾連,可能是因為通常在二十四節(jié)氣圖中,冬至是位于西北方向的,而冬至的推算精準(zhǔn)與否,是關(guān)乎歷法準(zhǔn)確性的硬核指標(biāo),如若冬至日推算失準(zhǔn),歷法自然“不周”。

最令人費(fèi)解的,當(dāng)數(shù)“后羿射日”(也有說大羿),對其內(nèi)涵解讀的爭議也最大。關(guān)于“十日”一說,結(jié)合前面分析,可能是指在陰陽合歷之前,先民曾創(chuàng)立的一套“十日歷法”,即以太陽在南北回歸線之間往復(fù)運(yùn)動時,以山峰或者扶桑木標(biāo)示出的十個位置作為標(biāo)定點(diǎn),用以指示季節(jié)的歷法系統(tǒng)。由此推想,《山海經(jīng)》里“一日在上,九日在下”的描述,大約指的便是在這十個時段中,太陽在達(dá)到北回歸線前后這一時段,即夏至?xí)r分目測處于最高點(diǎn),其余九個時段,處于較低位置,尤以冬至?xí)r最低;或者是一天當(dāng)中,正午時分太陽處于最上方,其余九個時段處于下方。三星堆青銅神樹大體也指向了這一說法,但從時間維度看,既然陶寺為都邑時已經(jīng)出現(xiàn)圭表,那么至商代中晚期,以扶桑木測太陽位置定季節(jié)的方法恐早已淘汰,故此,三星堆出土的青銅樹可能是為紀(jì)念“通天神器”扶桑木而經(jīng)過美化的禮器(同樣,三星堆文物外觀特征上,已明顯褪去大汶口文化、馬家窯文化時期陶器上的“七間六衡、四時八節(jié)”等直觀形象,而呈現(xiàn)出“回形紋”等經(jīng)過美化的元素)。關(guān)于“射十日”則有多種解讀,比如,有人認(rèn)為“射”字通“設(shè)”字,“射十日”即設(shè)立了“十日歷法”;北京語言大學(xué)教授劉宗迪先生在其著作《失落的天書》里,提出“射十日”是向禮器上的十日“行射禮”;此外,還有一種可能,這個射字是指瞄準(zhǔn)天空中某個目標(biāo)的一種觀測行為。這則神話的背景可能是由于歷法失準(zhǔn),導(dǎo)致農(nóng)作物生長周期失序,先民為正時序而創(chuàng)立了新的歷法體系。至于故事里“射落九日”的說法,大概率是后人根據(jù)“一日在上,九日在下”的表述引發(fā)出九日被射落于地的附會。

總之,當(dāng)您嘗試著把這些看似雜亂無章、光怪陸離的神話傳說剝離并串聯(lián)起來,似乎就能發(fā)現(xiàn),這些故事背后的內(nèi)在邏輯是自洽并能夠形成閉環(huán)的。

五

回顧華夏歷法的演化史,至少經(jīng)歷過三次重大躍升。第一次是“絕地通天”,即脫離觀察地面事物的物候歷法,改為觀天象以授時;第二次是“抽象為數(shù)”,即從具象的實(shí)物觀測中推算出較為精準(zhǔn)的數(shù)理規(guī)律,至此,華夏歷法從單純的農(nóng)業(yè)指示工具演進(jìn)為計時系統(tǒng);第三次是“度數(shù)成器”,就是將反復(fù)演算的數(shù)理規(guī)律轉(zhuǎn)化為計時器具的刻度。每一次改革,都是為了提升精確性和簡便性,這便是歷法演化的核心邏輯。

從中可以看到,華夏天文歷法演化過程清晰、傳承鏈條完整,是持續(xù)、獨(dú)立演進(jìn)的。加之從上古時代到元明時期,華夏以外地區(qū)的歷法系統(tǒng),直到如今也只能查到籠統(tǒng)的、碎片化的成果表述,看不清其演化脈絡(luò),難以作出關(guān)聯(lián)性比較。因此,我們可以認(rèn)為,華夏歷法體系具有高度的原生原創(chuàng)性,這一點(diǎn),能夠從多個維度交叉印證。

從文字維度看,天文歷法是華夏文明的根基。漢字語境里“時間”二字包含時刻和時段兩個概念,其中,“時”字上為表示景柱的“止”,下為代表天文周期的“日”,描述了將自然事物周期進(jìn)行劃分和標(biāo)記的行為;而“間”字則表示這種行為產(chǎn)生的刻度之間的段落。又如,“度”“分”兩字在甲骨文里均是從表示計量、測算的動詞,演化為指示弧度、時長的量詞。再有,甲骨文“中”字,似為觀測日影和候風(fēng)的形象;“華”字,像一尊扶桑神樹;“東”字,像太陽升于樹后(或為扶桑木);“龍”字大約源于龍星七宿的形象;“鳳”字像一具粘著羽毛用來測風(fēng)向的風(fēng)信器。這些都與“在天成象,觀象授時”的天文歷法觀測活動有關(guān)。

從權(quán)力視角看,授時權(quán)是古代最神秘、最威嚴(yán)的權(quán)力之一,其起源于對自然四時的原始崇拜,落腳于準(zhǔn)確指導(dǎo)農(nóng)耕生產(chǎn)。先民所尊“三皇五帝”雖有多個版本,但“三皇”都是為中華民族繁衍起到至關(guān)重要之人,而“五帝”則均為歷法制定的主導(dǎo)者,“皇帝”之謂大約由此而來。周代最高統(tǒng)治者自稱“天子”,必是有依托天象而授時的使命。歷代君王被尊為“真龍”,也定與觀蒼龍七宿而定時有關(guān)。這種神圣的權(quán)力,甚至與北極星同輝。

正因如此,周代以降,朝廷一直設(shè)有天文歷法機(jī)構(gòu),并設(shè)專職官員。先秦至漢初設(shè)太史寮,為最早的綜合性機(jī)構(gòu),兼管天文、歷法、史書編撰。漢設(shè)太史令,隸屬太常寺,負(fù)責(zé)天文觀測、歷法修訂,其負(fù)責(zé)人也稱太史令;東漢加設(shè)靈臺丞負(fù)責(zé)具體觀測。魏晉南北朝設(shè)太史局,由太史令、太史丞負(fù)責(zé)。隋至唐初設(shè)太史局,武周時改制司天臺,官員為太史監(jiān)(監(jiān)正)、司天少監(jiān)(監(jiān)副),工作人員有:保章正(負(fù)責(zé)星象觀測與記錄)、靈臺郎(管理天文儀器)、挈壺正(掌管計時儀器)。宋元時期,北宋設(shè)司天監(jiān),后改稱太史局,官員有:監(jiān)正(宋)、太史令(元),少監(jiān),春官正、夏官正(分掌四季星歷),并設(shè)天文生等基層觀測人員。明清時期設(shè)欽天監(jiān),官員有:監(jiān)正,監(jiān)副,五官正(春官、夏官、中官、秋官、冬官),天文科博士(負(fù)責(zé)星象觀測),漏刻科博士(掌管時間測量)。

同時,華夏天文學(xué)家也人才輩出,比如戰(zhàn)國的甘德、石申夫,西漢落下閎,東漢張衡、劉洪,南北朝祖沖之,隋代劉焯,唐代袁天罡、李淳風(fēng)、一行,宋代蘇頌、楊忠輔,元代郭守敬、王恂,明代邢云路,清代梅文鼎……一串串響亮的名字,撐起華夏天文歷法的穹頂。

閬中市錦屏山觀星樓前落下閎觀星塑像(圖源:閬苑仙葩閬中古城景區(qū)微信公眾號)

由于歷法失準(zhǔn)、不合天象、日月食預(yù)測有誤等諸多原因,以及對歷法的不斷修正和精度提升,中國歷史上創(chuàng)造并正式使用的歷法超過百部(清代學(xué)者汪曰楨《歷代長術(shù)考》統(tǒng)計達(dá)115種),其中被官方正式頒行或產(chǎn)生重要影響的約有53部。從早初的黃帝歷、顓頊歷、夏歷、殷歷、周歷、魯歷(統(tǒng)稱“古六歷”),到漢代《四分歷》、劉歆《三統(tǒng)歷》,再到東漢劉洪《乾象歷》等,精度逐步提升。比如《乾象歷》提出朔望月和回歸年長度兩值偏大的問題,并確立了近點(diǎn)月概念和它的長度計算方法。東晉虞喜首先發(fā)現(xiàn)太陽運(yùn)轉(zhuǎn)到冬至點(diǎn)的位置每年并不相同,將其定義為“歲差”。祖沖之最先把歲差應(yīng)用于歷法的制定,他所制定的《大明歷》將一年定為365.2428148日,僅比現(xiàn)代測定值相差46秒。

后隋朝劉焯根據(jù)日行盈縮的規(guī)律,創(chuàng)立盈縮躔差法,制定《皇極歷》,測定歲差為75年差1度,與現(xiàn)代測定的76年差1度的準(zhǔn)確值非常接近。唐代僧人一行在《大衍歷》中提出“日有盈縮”這一重要發(fā)現(xiàn)。南宋楊忠輔主持修成的《統(tǒng)天歷》測定回歸年長度為365.2425日。元代郭守敬主持設(shè)立27個觀察臺、站,測量日影和北極極地高度,以及春分、秋分、夏至、冬至?xí)円谷湛痰臏y定,修成《授時歷》,成為中國古代最精確和使用時間最久的一部歷法。明代邢云路雖沒有進(jìn)入欽天監(jiān),但其算得回歸年長度值為365.24219日的新值,與理論值之差僅約2秒,為《崇禎歷書》的制定提供了重要支撐。

華夏歷法對歲首(即一年之始)的定義同樣歷經(jīng)演變。其中,夏朝以寅月(農(nóng)歷正月)為歲首,稱為“夏正”。商朝將歲首提前至丑月(農(nóng)歷十二月),稱為“殷正”。 周朝再提前至子月(農(nóng)歷十一月),稱“周正”。秦至漢初沿用顓頊歷,以亥月(今農(nóng)歷十月)為歲首。至漢武帝時期,由落下閎為主提出,恢復(fù)夏正(農(nóng)歷正月)為歲首,這便是現(xiàn)在春節(jié)的源頭。

不同時代對于一年的稱謂也并不一致。唐虞稱一年為“一載”;夏朝稱為“一歲”。殷商至西周時期的部分諸侯國,稱一年為“一春秋”,即以收獲的季節(jié)為標(biāo)準(zhǔn),把一年分為“禾季”與“麥季”。商王把一年稱為“一祀”,將祭祀作為最重大的事務(wù)。到了周代,才稱為“一年”。

伴生于天文歷法的數(shù)學(xué)著作不勝枚舉。唐代李淳風(fēng)編纂的《算經(jīng)十書》,收錄了涵蓋漢至唐初的十部數(shù)學(xué)典籍,包括西漢《周髀算經(jīng)》、東漢《九章算術(shù)》、三國《海島算經(jīng)》、南北朝《孫子算經(jīng)》《綴術(shù)》、北魏《張丘建算經(jīng)》《夏侯陽算經(jīng)》、唐代《緝古算經(jīng)》、北周《五曹算經(jīng)》《五經(jīng)算術(shù)》等,展示了華夏天文歷算成就。宋元時期,《數(shù)書九章》《四元玉鑒》等將中國古代數(shù)學(xué)推向一個高峰。

還有觀測器具,也是層出不窮。比如先秦時期的候風(fēng)儀、圓規(guī)與矩尺、扶木與若木、通天柱、圭表,漢代的日晷、渾儀、天球儀,宋元簡儀、仰儀,明清象限儀、六分儀等。以及專事計時的漢代刻漏,宋代水運(yùn)儀象臺,元代的大明殿燈漏等,無不體現(xiàn)古人智慧。

至此,華夏天文歷法至高而止,但其對后世的啟示和影響不容遺忘。

六

當(dāng)歷法用于指導(dǎo)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的地位逐漸弱化,其計時功用開始隨著社會需求的提升而逐步顯現(xiàn),計時器具也不斷被發(fā)明,并持續(xù)精進(jìn)。

1283年,英格蘭貝德福郡的丹斯塔布修道院安裝了歷史上第一座以砝碼(重錘)驅(qū)動的機(jī)械鐘。1335年,意大利米蘭等地出現(xiàn)公共機(jī)械鐘,首次實(shí)現(xiàn)整點(diǎn)自動打點(diǎn)報時,標(biāo)志著機(jī)械鐘進(jìn)入城市日常生活。15世紀(jì)初,德國鐘匠彼得·亨萊因等人用鋼制發(fā)條替代重錘動力,制造出小型便攜鐘表,為家用鐘和懷表奠定基礎(chǔ)。約1450年,均力圓錐輪的發(fā)明解決了發(fā)條松緊導(dǎo)致的走時誤差問題,顯著提升便攜鐘表的精度。1564年,德國紐倫堡誕生首只懷表“紐倫堡蛋”,采用發(fā)條驅(qū)動和機(jī)軸擒縱機(jī)構(gòu),但當(dāng)時僅有一根時針。1656年,荷蘭科學(xué)家惠更斯應(yīng)用伽利略擺錘理論,設(shè)計出首臺擺鐘,將日誤差從15分鐘降至1分鐘以內(nèi)。1675年,惠更斯又發(fā)明游絲擺輪系統(tǒng),取代鐘擺用于便攜時計,推動懷表精度飛躍。這便是機(jī)械鐘表登上歷史舞臺的進(jìn)程。

此外,1582年,世界天文歷法史上發(fā)生了一件重大的事——格里高利歷啟用。這是現(xiàn)代公歷的源代碼,也是后來建立世界統(tǒng)一授時權(quán)的本底。這一年10月,部分歐洲國家的歷法里少了10天,即10月4日后一天直接跳到10月15日,這是此前使用的儒略歷累積誤差沒有修正造成的。此后,世界各地大多數(shù)國家逐步統(tǒng)一使用格里高利歷。這當(dāng)中的標(biāo)志性事件,就是1884年,英國格林威治天文臺設(shè)置了本初子午線,成為世界標(biāo)準(zhǔn)時間的基準(zhǔn)點(diǎn),也是授時權(quán)在全球范圍內(nèi)的集中統(tǒng)一。在這部歷法中,計量單位“月”(month)不再與月亮(Moon)直觀的月相變化有勾連,而成為一個純粹的計量單位。

由于現(xiàn)代科技發(fā)展,對高分辨率計時的需求越來越高,時間計量手段也越來越精細(xì)。1927 年,沃倫·瑪麗森和約瑟夫·霍頓在美國貝爾電話實(shí)驗室研制第一臺石英鐘。在這些裝置中,電流使石英晶體以遠(yuǎn)高于擺鐘振蕩頻率的某個特定頻率共振,從而實(shí)現(xiàn)更高精度的計時。但它們也必須用地球的自轉(zhuǎn)周期進(jìn)行校準(zhǔn),由此,“一秒”被定義為平太陽日的1/86400。

1955年,路易斯·埃森和杰克·帕里研制出第一個實(shí)用的銫原子頻標(biāo),從而啟動了計時領(lǐng)域的革命。在1967年的國際計量大會上決定,人們將“秒”重新定義為“銫133原子基態(tài)的兩個超精細(xì)能級之間躍遷所對應(yīng)輻射的9192631770個周期”。

至此,時間的計量脫離自然界的參照標(biāo)尺,并逐步減少人為設(shè)定,改為依賴于有規(guī)則振蕩周期的自然現(xiàn)象。而現(xiàn)代天文學(xué)也不再是為歷法提供標(biāo)定點(diǎn)的學(xué)科,因此,毋寧稱其為“天體學(xué)”恐更為準(zhǔn)確。同時,現(xiàn)代科技提升的只是計時的精度,單純從歷法系統(tǒng)而言,明代就已達(dá)到精度的天花板,甚至比現(xiàn)行公歷還要精確,只是這微小的差異,對現(xiàn)實(shí)生活的影響甚微。

自17世紀(jì)初王徵仿制歐洲自鳴鐘起,中國人也在緊跟世界計時系統(tǒng)先進(jìn)科技,古老的歷法思想,又煥發(fā)出新的活力。

總之,從物候歷到銫原子鐘,人類對時間的精準(zhǔn)需求助推了測量手段與細(xì)分能力的提升,但回過頭看歷法與計時系統(tǒng)精進(jìn)的歷程,仍依稀可見坑洼的來路以及道路上散亂的履痕。這大約就是智慧型碳基生命的情懷所在。

本文內(nèi)容系原創(chuàng)

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來源:四川省地方志工作辦公室

作者:黃 森(威遠(yuǎn)縣黨史和地方志研究室)

供稿:威遠(yuǎn)縣黨史和地方志研究室