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曾一平、周書先關於“天文四季的科學劃分”辯論
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作者:
緣生
時間:
2010-6-7 01:26
標題:
曾一平、周書先關於“天文四季的科學劃分”辯論
曾一平與周書先對天文四季劃分意見對照
曾一平、周書先關於“天文四季的科學劃分”辯論
編者按：曾一平教授早先提出觀點：天文四季應以赤緯定義來作唯一劃分，周書先先生近日根據教材論壇文章為主，列出五點論據撰文“唯四立劃季正確論是封關自守的自我邊緣化主張”，引起雙方關於“天文四季的科學劃分”的辯論。編者認為此辯題是曆改研究中的重要問題，需要推薦給研曆同仁參考，同意周先生的要求辯論載刊，但建議去除臆測性的不當語句，採用簡明扼要的表述方法，由雙方商定辯論文稿後才能載刊，並且希望把其他重要觀點也仿此辦理。經過他倆的反復交流，今把商定的文稿刊出，提供大家參考。
曾一平：唯四立劃季才是正確的天文四季(五稿
)
論點1：天文學上的四季劃分向來有東方和西方兩種劃分法
東方以四立為分界點，稱四立分季。西方以分至為分界點，稱分至分季。兩種分季法，四立分季的原理資料上有通俗的介紹，但未見有正規理論的探討文章。分至分季則各種文獻上只見到分季方法的介紹，更未曾見到有原理或根據的介紹。
論點2：由於曆法改革研究的需要，本人對天文四季分劃作如下的初步理論探討
（1)黃道四分季是要求將黃道劃分為四個連續90度區域，以作為曆法的分季依據。為了分清區域，必須要求每個區域有唯一的天文數字特徵，而且任意二相鄰區域的數位特徵不能相重疊。我稱這個分區條件為合理分區的充分必要條件。滿足這個充要條件的四分區，稱為黃道的天文四季。這是為“天文四季”作一個嚴格的學術定義。
（2)以立春、立夏、立秋、立冬四點，即黃經315度、45度、135度、225度四點作分點的四分區，以太陽赤緯作唯一天文參數作分區的特徵指標，就是合乎以上充分必要條件的分區方法。因為其第四區的赤緯低於第一區；第一區的赤緯低於第二區；第二區的赤緯高於第三區；第三區的赤緯高於第四區。因此為合格的黃道四分季。各區有唯一的赤緯數位範圍為其特徵指標，而且任何二相鄰區域的赤緯數位範圍不相重疊。
（3）將此黃道四分區稱為“天文四季”。四區名稱暫用生活上習慣的“春夏秋冬”四季稱呼。但它們並不代表生活上的“春夏秋冬”四季，也不等同於氣象上的“春夏秋冬”四季。而是以四立為界點的以赤緯為唯一數位特徵的“天文四季”，其冬季的赤緯低於春季；春季的赤緯低於夏季；夏季的赤緯高於秋季；秋季的赤緯高於冬季。相鄰季的赤緯互不重疊。因此，這樣的天文四季是唯一科學合理的“天文四季”。
（4）西方以分至為界點的黃道四分區，未見任何資料上說明有唯一的天文參數作為其分區的特徵指標。如果也以太陽赤緯為唯一天文參數作特徵指標，易見：春季（春分至夏至）的赤緯範圍約為0∼23度26分，夏季（夏至至秋分）的赤緯範圍也為0∼23度26分。兩者相同，不能區分。有人說，範圍雖相同，用變化方向可以區分。但這就違反了充分必要條件：“要求每個區域有唯一的天文數字特徵，而且任意二相鄰區域的數位特徵不能相重疊”。因此“分至四分區”不能滿足黃道四分季的充要條件，所以按上述定義不能稱為“天文四分區”。但由於過去無人探討這個問題，習慣上已經稱其為“天文四分區”，就更進而已稱為 “分至天文四季”了。名稱無關實質，也就不加追究。不妨將所有的黃道四分區，不論滿足不滿足上述充要條件，稱為廣義的“天文四分區”。“四立分季”是否具有“天文四分區”的唯一性，只需證明任何四立以外的四界點所作的四分區都不能滿足此充分必要條件即可。證明如下：
設立春點的赤緯為-l,立夏點的赤緯為l,立秋點的赤緯為l,立冬點的赤緯為-l。及0<=a<=45度。a=0度,即為四立分區，符合充要條件；a=45度即為分至分區，不符合充要條件。
以黃經（-45度＋n*90度+a）（0<a<45度）（n=0，1，2，3）為分點作黃道四分區。則第一區上界點和第二區的下界的黃經為(45+a)度，所以對應赤緯設為l+b1度(l>b1>0)。第二區上界點的黃經為(135+a)度，所以赤緯為l-b2度(l>b2>0。
於是，第一區與第二區的赤緯相重疊（b1+b2）>0度。所以不滿足充要條件。
由於0<a<45度是任意的，所以第一分點取在立春與春分間的任何點，分劃都不滿足充要條件。類似方法可證，第一分點取在春分與立夏之間的任何點，分劃也都不滿足充要條件。因此，四立分季是滿足充要條件的唯一分劃法得到證明。
以下把兩種黃道四分季泛稱為“天文四季”。天文四季名稱暫用生活上習慣的“春夏秋冬”稱呼。但它們並不代表生活上的“春夏秋冬”四季，也不等同於氣象上的“春夏秋冬”四季。
論點3：滿足充要條件的“天文四分區”為陽曆曆法的準繩
“天文四分區”與氣溫無直接關係，一切氣溫尺度都是地域性的，都不能用來衡量全球性的天文四分區。不能用氣溫尺度衡量各種四分區法的優劣是非這就像不能用量角器來量長度類似。有關氣候的民諺都是地域性的，所以不能用地域性的氣候民諺來證明哪種全球性的天文四分區符合或不符合氣溫四季。
辯論的附加說明：
1
、教科書或詞書只敘述現有分季學說狀況，沒有各學說的理論論證。西方至今沒有講為何這樣分。沒有講這樣分法各季的天文特徵是什麼。因此教科書或詞書不能作四季分劃學說正確與否的判定依據。
2
、多數少數不是判斷是非的依據。世界上的事，現在西方仍然是主流,這是現實。不堅持我國傳統的四立分季科學理論，就是放棄科學真理。我國天文地理學界現在相容東西兩種分季方法，是還沒有人深入研究的緣故。凡事總有開頭做的人，我作的開頭工作，希望有人作深入理論探討。
3
、我們研究的是世界陽曆方案，對中外古今的理論都要經過科學的分析，合理的、正確的、合乎科學的才能作依據。不合理的，再大的權威，再多的多數，也不能盲從。這樣才能制定出一個科學的、合理的、方便的世界新陽曆。
周書先：四立與分至劃季都是天文四季（五稿）
論點１：我國的四立劃季側重天文意義
四季是以太陽在黃道上的視位置和太陽赤緯範圍為依據，用晝夜長短和太陽高度的變化來劃分的，在黃道上選取各為90度的4個象限。我國以四立劃分四季，春分、秋分日之時，全球各地晝夜長短和太陽高度都等於全年的平均值，故把春分作為春季的中點，把秋分作為秋季的中點；冬至晝最短，夜最長，太陽高度最低，地表獲得太陽能量最少，故作為冬季的中點。夏至晝最長，夜最短，太陽高度最高，地表獲得太陽能量最多，故作為夏季的中點。
論點２：歐美的分至劃季兼具天文意義和氣候意義
歐美以二分、二至劃分四季，由於地表具有貯存太陽熱能的作用,在一年中北半球同一個地方，冬至不是最冷的時候，黃河中下游地區——中緯度地區“三九四九冰淩上走”，一直到“七九河開”之前，都處於冰天雪地，冬季最冷在大寒末；夏至也不是最熱的時候，“熱在三伏”，夏季最熱在立秋初，氣溫高低的極值都要分別推遲40天左右。冬至與春分的氣溫大體接近，夏至與秋分的氣溫也差不多，珠海市今年立春的氣溫達到12年來的最低5 ºC，上海2007年7月29日創氣溫記錄超過39度。雖然春季與夏季的太陽赤緯範圍相同，但春季的赤緯是由0度到北緯23度26分，氣溫由涼逐步轉暖，夏季的赤緯是由北緯23度26分到0度，氣溫由暖逐步轉到極熱（立秋初），再逐步轉暖。秋季和冬季的太陽赤緯範圍也相同，但秋季的赤緯是由0度到南緯23度26分，氣溫由暖逐步轉到涼，冬季的赤緯是由南緯23度26分到0度，氣溫由涼逐步轉到極寒（大寒末），再逐步轉到涼。
論點3：把四立劃季與分至劃季對立起來將誤導曆改
中國學者張寶坤提出“候平均氣溫
≤10°C為冬季，10—22°C為春季，≥22°C為夏季，22—10°C為秋季”。中緯度地區的氣候四季更分明，低緯度地區夏季時間較長，冬季時間較短，高緯度地區冬季時間較長，夏季時間較短。
由於地殼表層對太陽熱量的儲藏作用使任何北溫帶地區1年裡的最熱、最冷日期都比夏至和冬至都要滯後1個多月，即最熱在立秋初，最冷在大寒末，分至劃季比四立劃季遲1個半月，最熱剛好在分至劃季夏季的中點，最冷剛好在分至劃季冬季的中點，我國天文地理學界相容東西方兩種分季方法，但世界上多數國家的天文地理學界和辭書僅把黃道劃分成十二氣（中氣）——黃道十二宮，沒有細分為二十四節氣，他們僅主張普通群眾方便掌握的、跟中緯度地區的氣候四季大體相符兼具天文意義的分至劃季法，天文四季不以氣候四季相聯繫，就成了無緣之木，實踐是檢驗真理的唯一標準。
把格裡曆元旦提前10天到冬至，即採用分至劃季法，與國際潮流接軌，曆改阻力較小。曾教授制定出所謂“嚴格的學術定義：天文四季合理分區的充分必要條件為每個區域有唯一的天文數字特徵，而且任意二相鄰區域的數位特徵不能相重疊”，“唯有我國的四立劃季才能稱為四季，西方的分至劃季不能稱為四季”，只允許四立劃季法不相鄰區域的春季與秋季的太陽赤緯範圍相同，用世界上多數國家不熟悉的、比元旦遲34天的立春作年首，強求多數國家跟我國接軌，實為削足適履的框框，要推翻和改寫我國相容東西兩種分季法和西方的分季法，曆改阻力可想而知，把自己置於十分孤立和不利的境地，我們要識大體，為了曆改大局，早日統一曆改思想，產生出能跟“2012年世界曆啟用運動”抗衡的方案，否則將貽誤時機，抱憾終生。
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