【原】恒星年与回归年的岁差现象，历法为什么不用恒星年？

年的概念，对我们每一个人好象很熟悉，但细推敲起来也很复杂。年又有个回归年与恒星年，两者一年的总时间也不相同，它们的差异就可称作是岁差。查阅现在的数据:一回归年365日5小时48分46秒（365.24219879日），一恒星年365日6小时9分 10秒（365.25636日），两者岁差时间值:20.4分钟。为什么会有岁差呢？那岁差周期约2.6万年又是怎么计算的呢？这里我就探讨一下它的计算过程。在解释这个问题的时候，我查阅了很多网页的这方面资料，资料的解释有的很玄奥，让人不易理解，数据都不知道是怎么计算由来的，有的解释可能会存在着错误，本来是真理性的东西，一下子不一定让人们捕捉到，普遍公认的也有可能存在着差误，科学的真理就是正确与错误反复的推求中形成的。我假设做一个实验与大家搞清这个问题。实验事实是胜于雄辩的，如果我这个实验与现实不相一致，我的理论就会偏于错误。实验是这样做的:在我国任意的某一个地点，建立一个能测日影的圭表，在旁边固定一个拍照的手机，然后选择一个时间拍照日影，等过了365又1/4天，你再拍照这个圭表日影，这个日影与上年拍照的日影应是（差不多）完全重合的，这个实验证明地球绕太阳转了正好一周（即一回归年），你会发现两次拍照的时间，有约1/4天的误差，也就是说你头一年如果在早晨8点拍的日影，那么下一年重合日影拍照的时间应当是下午2点左右。如果你连续测拍5年的重合日影，你头一年拍照日影的时间与第5年的拍照重合日影的时间会相同的，也就是每隔三年拍照日影重合的钟点时间都会是重复一致的。古人早就发现了这个规律，4年恰好1461天，古人就是利用这种现象规定了平均一回归年365又1/4天，在天的基础上又划分了时辰和小时的，与现在的一回归年平均多少天又多少小时没多大差误。一回归年就是地球绕太阳一周的时间，有的资料说一回归年没有一周360度，那其实是一种误解。地球绕太阳一周的时候它也不可能说话，告诉人们正好一周了，也不会有哪位神仙告诉人们正好一周了，在古代只能依据重合日影判断，地球转了一周的时候，天文台上圭表的日影是要重合的，从理论上来讲，除地球两极以外的任意地方建立一个日影圭表，任意时间记一下日影长短，等地球围绕太阳转一周，再看日影圭表与上年记录都应会重合的。从理论上来讲，可能每一回归年的时间都是相等的，但测量是有误差的，不可能每年测定地球绕太阳正好一周360度时计下年时间，今年多算一点儿时间，下年就会缺少一点儿时间，因此许多年的测定求平均，就能减少误差。你第1年拍照日影的夜里再假设做个实验:建一台观测星星位置运动的仪器（观星仪）观测夜空，在太阳每天经过区域（相当于黄道旁边）选一个便于观测的恒星（不要选择行星）观测，固定好观星仪观测恒星的角度方位，不要改变，记录下观测恒星投影的一个时间，记住观测恒星与拍摄日影的时间间隔t。等到下一年日影重合的时候，再过时间t观测那个恒星，此时你发现观测不到那颗恒星了（这说明恒星的位置移动了，恒星要是不移动的话，理当能观测到它），等过20.4分钟左右才能恰好观测到那个恒星的投影，此时与上年观测恒星投影的时间间隔就是一恒星年，恒星年就是指地球绕太阳一周左右时，以恒星为静止的参照物，两次重合这个参照物的时间。如果这个参照物是静止的，那么恒星年的时间与回归年的时间是完全相同的，都是地球绕太阳恰好一周，但在事实上，恒星不是完全静止的，它也在缓慢运动，地球绕太阳一周年的时间让它离开了起初观测的位置，再过20.4分钟左右才正好观测到它，此时地球绕太阳已经超过了一周360度，超过了0.0139633372度，因此恒星年的时间比回归年的时间长。由于那颗恒星一年的时间里在围绕黄道缓慢的运动（这运动也包括除了天球两天极以外的所有恒星）了一段距离，因此日影重合一周年的时候，那个恒星不会在原位而观测不见，等地球自转20.4分钟左右也同时沿黄道行进20.4分钟，这时就能从观星仪恰好观测到那个恒星投影了，有的资料认为恒星年地球绕太阳是360度，回归年地球绕太阳不足360度，其实是没搞清它的实质。天上的恒星如果是同地球在黄道中运行方向一致，缓慢的绕着黄道旋转，那么两次重合观测恒星投影的时候（即一恒星年），地球绕太阳将会不足一周360度，恒星年时间也会短于一周360度的回归年时间。但事实上恒星年时间偏长于回归年，这说明什么？这说明恒星的运动方向是相反于地球沿黄道运行（我国古代叫退行）的，不是相同方向运行的，而形成恒星年的时间比回归年的时间偏长20.4分钟左右。在宇宙中我们不可能找到一个完全静止作为观测的参照物，观测投影重合呀，总会有误差的，许多年的重合日影观测，平均年的时间可能就是一种减少误差的办法。现在测得的回归年的时间及恒星年的时间，应当就是平均测算的结果。依据恒星年与回归年的时间误差就能推论出恒星是在运动的，或者说黄道与恒星之间是在相对运动旋转的，或者说黄道球体与天球恒星之间是在相对运动旋转的，如果恒星不动，那黄道也在自转。地球就象绳系在天北极上的一个球体，在黄道上旋绕太阳转动，运动的样子象个圆锥，黄道即为圆锥的底圆面，如果恒星是不动的，这个圆锥除了包含地球绕太阳年周运动以外，还兼在天球中自转，自转周期约2.6万年，这也许就是相类于理解牛顿的观点。我觉得，认为恒星在运动更能直观、直觉些，这种恒星的运动不是指由地球自转看上去的假象运动，而是指恒星在黄道外围缓慢的旋转运动，（除了天球两极以外）一颗恒星在黄道外围，转一周的时间为25781.8023年（约2.6万年），恒星若不动，也可以认为是黄道自转一周的时间，数据是由一回归年时间365.24219879天除以岁差时间20.4分钟而得出的，总结的说，岁差与星体旋转运动有关，与观测时间、观测的参照物有关。以上的假设实验观测，虽然显得简单古朴，但也应是符合观测原理的，我觉得观测恒星年也不限于非得要用春分点或秋分的时候。我国最早发现岁差的是公元330年左右晋代的天文学家虞喜，虞喜考证古代星图与当时星图，对照发现岁差现象，总结出恒星每50年退行一度。在国外公元前150年左右，古希腊天文学家喜帕恰斯更早地发现了岁差现象，总结出春分点每100年退行1度，其实作为地理上的春分点，是始终相对于太阳及地球不会改动的，对于地球上每一个地方来说，节气与实际气候之间基本是恒定的，也就是说，日历上立春的时候，在我国东北，再过去几万年也不可能窜变成夏天或秋天冬天的气候。古书上说的春分点退行的现象，那个春分点实质就是观测恒星年在地球上一个最初的观测点（起点），那个观测起点在地理位置上实质是不动的，退行指的是恒星在退行，即恒星在相反于黄道运转方向旋转，缓慢的运行着，地球绕太阳转一周（一回归年）结束时，它不在起点原位，地球还得自转沿黄道运行20.4分钟角度距离，才能赶上重合观测恒星投影的起点（有点儿象接力赛跑），形成一恒星年的时间。古人可能惯于在春分时候建立观测恒星的起点，这个观测起点位置不变，每隔地球绕太阳一周时间再加上约20.4分钟就能重合观测到那颗恒星，古书上说的春分点退行的天文现象，我们不能误解，他实质是恒星与黄道相对运动引起的，观测直觉是恒星相对于黄道退行（退行即是相反方向运行），恒星每年将退行地球自转约20.4分钟角度距离。依据恒星运行周期25781.8023年一周360度，就能用除法推算出恒星一年运行0.0139633372度，100年运行约1.39度（这与喜帕恰斯的100年退行1度相近似），也能除法推算出恒星在天球运行一度用71.6161175年，约71.6年。在历法中，实际用的都是回归年不用恒星年，因为回归年是地球绕太阳正好360度，阳历回归年的节气日期与实际气候的相应，多少年也不会窜位改变的。而恒星年是地球绕太阳一周多角度（即360.0139633372度），如果用恒星年制定节气日期位置的起始，天长日久就会发现日历节气与实际气候不相一致的误差情况，起初日历上的某个节气，以立春为例，70.5882353年以后，节气的日期比实际气候会慢了一天，1058.82353年以后，整个日历中立春的节气，将为实际气候雨水的节气，日历上的节气比实际就慢了一个节气15天的时间。6445.58824年以后，日历上的春季实际为夏季气候，再过6445.58824年以后，日历上的春季实际为秋季气候，再过这些年以后，日历上的春季实际为冬季气候。再过这些年，日历上的春季才为实际春季气候。因此恒星年用作历法会有节气篡位的误差情况不能实用。至此，应当了解恒星年与回归年了吧！两者都关于地球绕太阳的转动与时间的经历，也关于星球的运动，但与地球内部结构可能没啥关系。古书上说的这种岁差天文现象，我的解释就这些了，本人知识有限，有不懂的再请参阅其他资料，希望这篇文章能给想了解的人们以帮助。

2020-1-12