出自聖埃梅拉姆修道院 ,在9世紀將週期19年的默冬章描述為車輪狀的計算手稿。(巴伐利亞國立圖書館 ,14456, fol. 71r)
例如,從1711年至2300年,在19年的默冬章中,滿月在聖誕節 的附近不斷重複地出現[ 1] [ 2] 。比較它們的外觀,可以看見有微小的天秤動 。紅色表示在那次滿月出現月食 。
默冬章 (Metonic cycle 或enneadecaeteris ,後者源自古希臘語 :ἐννεακαιδεκαετηρίς ,意思就是19)是月球的月相 在大約19年的週期,於一年的同一天重現。它的重現並不是很完美,定義約為235個朔望月。精確觀測顯示,它比19個回歸年長1小時27分33秒。雅典的默冬 透過對第3年、6年、8年、11年、14年、17年和19年有13個月是長年的巴比倫曆 和希伯來 陰陽曆的研究,判斷其週期為6,940天整數日。公元前432年,默冬 在古希腊 雅典 的奥林匹克运动会 上宣布发现19年的週期。但在公元前432年或以前,美索不达米亚 的居民已经知道这种週期,并且作为他们自己标准的历法週期。利用這個整數,有助於構建農曆 。
在中國古代,類似的概念為章 ,也就是農曆 19年7閏的法則;已知之最早曆法古六曆 ,皆採用十九年七閏法。在玄始曆 與大明曆 以前,兩者的章 幾乎相同。
中國一直到玄始曆 與大明曆 才廢除19年7閏的章法[ 3] 。
在傳統曆法中的應用
傳統上,對巴比倫曆 和希伯來曆 的陰陽曆 而言,第3年、第6年、第8年、第11年、第14年、第17年和第19年是默冬章中有13個月的長年。這個週期構成了希臘曆和希伯來曆的基礎,用於每年計算復活節 的日期。
巴比倫人從西元前六世紀後期開始採用19年的週期[ 4] ,這是猶太王國被巴比倫囚虜 的時代。在埃及,為了預測尼羅河的洪水氾濫,他們採用陽曆 ;以色列民族寧願遵守季節性事件的農曆,他們將大麥成熟 的那個月訂為新年度的第一個月(出埃及記 9:31, 12:1-2),需要週期性的閏月。當他們測量月球相對於恆星的運動時,235:19的關係最初可能指的是恆星年 ,而不是各種曆法中使用的回歸年 。
根據李維 ,羅馬國王努瑪·龐皮留斯 (西元前753-673 年)插入閏月的規則是"在第20年,從那時開始,太陽落下的位置應該回到開始時的同一天。" [ 5] 。由於"第20年"是"第1年"之後的19年,這似乎表明努瑪的曆法中應用了默冬章的週期。
西西里的狄奧多羅斯 報導說,阿波羅 每19年會造訪超級寶庫 一次[ 6] 。
默冬章(19年)是陰陽曆 週期,與76年的卡里普斯週期 類似[ 7] 。在儒略曆 中應用的一個重要例子是19年的農曆 週期,但實際上只應用了一個默冬結構[ 8] ,在後續的世紀,卡里普斯 發展了4個19年週期的卡里普斯週期 ,其週期為76年,平均年常為365.25天。在安提基特拉機械 中實現了默冬章的循環,為以默冬章為基礎的行事曆盛行,提供了意想不到的證據[ 9] 。
大約在西元260年,亞歷山大的安納托利厄斯 是第一位使用這種計算器 確定復活節所在星期天的人,他在西元268年成為老底嘉(Laodicea)的主教[ 10] 。然而,它是後來但略有不同的默冬19年月球週期版本,最終成為狄奧尼修斯·伊希格斯 和是比德 製作復活節表 的基本結構,至少直到1582年,儒略曆被格里曆 取代之前,在整個基督教世界 盛行很長一段時間[ 11] 。
符文曆法 是基於19年默冬章週期的萬年曆 ;它也被稱為符文規杖 (Rune staff)或符文年鑑 (Runic Almanac)。這種曆法不依據回歸年或閏年來維繫,它是在每年年初通過觀察冬至後的第一個滿月來確定。這是已知最古老,也是中世紀唯一的尼克平尺規 ,據信可以追溯到13世紀。
19世紀中期建立的巴哈伊曆法 也是以19年為週期。
在中國傳統的農曆 ,從已知的第一個古代曆法就開始使用了默冬章。默冬章一直使用到5世紀 才被更精確的週期取代[ 12] 。
數學基礎
人們認識到回歸年對農業的重要性,比採用農曆月份來計時要晚得多。然而,人們也認識到這兩者在很段的時間跨度內是不容易協調的。因此考慮了較長的時間間隔,並發現默冬章是相當好,但還不是完美的架構。現在所接受的值是:
235個朔望月 (月相) = 6,939.688日(默冬章的定義)
19個回歸年 = 6,939.602日
一個默冬章的週期,兩者的差值為0.086日,這意味著在十幾次的週期之後,天文數據和計算之間將有整整一天的延遲。實際的誤差是每219年差一天,即每一天的誤差是百萬分之12.4。然而,也有其它的週期與默冬章非常接近:
254個恆星月 (軌道週期) = 6,939.702日
255個交點月 (月球交點) = 6,939.1161日
20.021 食年 (40個食季) = 6,939.55944日
由於接近255個交點月(大約超過半天),默冬章也是一個交食週期 ,但只能持續4或5個週期。奧克東週期 是默冬章的1 ⁄5 (47個月,3.8年),它大約重複20到25個週期。
這種循環似乎是種巧合。月球繞地球的軌道和地球繞太陽的軌道週期被認為是獨立的,沒有任何已知的物理共振。非巧合的一個例子是水星 的軌道,有著3:2的自旋軌道共振 。
陰曆 一年為12個朔望月 ,約為354天;比365天的陽曆 短少約11天。 因此,當陰曆年和陽曆年之間的差異超過一整個朔望月時,就需要插入一個完整的月("閏月"),也就是置閏 。雅典人起初似乎沒有一個固定的方法來插入第13個月;什麼時候添加一個月的問題是由官員決定的。默冬章的發現使他們有可能提出一種規則的置閏方案。巴比倫人似乎在西元前500年左右提出了這樣的方案,因此是早在默冬之前。
更多細節
兩個與默冬章相關但不太準確的子週期:
8年 = 99個朔望月 (一個奧克東週期) 誤差1.591日;即5年有一日的誤差。
11年 = 136個朔望月,誤差大約1.504日,也就是每7.3年誤差一日。
將11年的的週期與19年默冬章適當的結合起來,就有可能產生更加精確的週期。例如,經由簡單的算術表明:
687 回歸年 = 250,921.39日;
8,497 朔望月 = 250,921.41日
這使得687年的誤差只有半小時(平均一年只差2.5秒),然而這取決於回歸年與朔望月的長期變化組合。
在默冬的時代,尚未發現歲差 ,所以他尚不知道恆星年 (現在是365.256363日)和回歸年 (現在是365.242190日)的差別。大多數的曆法 ,例如常用的格里曆 ,都是以回歸年為基礎,每年都維持相同的日曆時間。
相關條目
註解
^ Rare Full Moon on Christmas Day, NASA . [2021-03-27 ] . (原始内容存档 于2021-05-06).
^ Ask Tom: How unusual is a full moon on Christmas Day? . [2021-03-27 ] . (原始内容存档 于2017-06-29).
^ 瞿曇悉達 . 開元占經 . 卷一百五:古今歷積年及章率
《梁趙歷》上元甲寅,至今六萬一千七百四十算上。
元法四十三萬二千,紀法七萬二千,蔀法七千二百,章歲六百,章月七千四百二十一(亦曰時法),章閏二百二十二,
^ The Babylonian Calendar . [2021-03-27 ] . (原始内容存档 于2021-04-21).
^ Livy, Ab Urbe Condita , I, XIX, 6.
^ Diodorus Siculus, Bibl. Hist. II.47 .
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^ Mc Carthy & Breen (2003) 17
^ Freeth, Tony; Jones, Alexander; Steele, John M.; Bitsakis, Yanis. Calendars with Olympiad display and eclipse prediction on the Antikythera Mechanism (PDF) . Nature. 31 July 2008, 454 (7204): 614–7 [20 May 2014] . Bibcode:2008Natur.454..614F . PMID 18668103 . doi:10.1038/nature07130 . (原始内容存档 (PDF) 于2013-09-27).
^ Declecq (2000) 65-66
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^ 瞿曇悉達. 《古今历积年及章率》. 開元占經 第105卷 .
參考資料
Mathematical Astronomy Morsels, Jean Meeus, Willmann-Bell, Inc., 1997 (Chapter 9, p. 51, Table 9. A Some eclipse Periodicities)
C. Philipp E. Nothaft (2012) Dating the Passion (The Life of Jesus and the Emergence of Scientific Chronology (200-1600) , Leiden ISBN 9789004212190 )
Daniel P. Mc Carthy & Aidan Breen (2003) The ante-Nicene Christian Pasch De ratione paschali (The Paschal tract of Anatolius, bishop of Laodicea): Dublin (ISBN 9781851826971 )
Georges Declercq (2000) Anno Domini (The Origins of the Christian Era) : Turnhout (ISBN 9782503510507 )
外部連結