"平气法"与"定气法"：中国古代二十四节气的推算智慧
"平气法"与"定气法"：中国古代二十四节气的推算智慧
二十四节气作为中华民族古老的时间智慧结晶，不仅影响着农业生产，也渗透到人们的日常生活中。而在这套精妙的时间体系背后，蕴含着古人对天文现象的深刻观察和计算方法的不断演进。其中，"平气法"和"定气法"这两种推算节气的方法，见证了中国古代历法从简单到精密的发展历程。
什么是"平气法"？
"平气法"是将一回归年的长度（365天）平均分成24等份，从立春开始，每过15日就交一个新的节气，两个节气之间的时间间隔相等。
二十四节气正式的文字记载，最早见于西汉初年淮南王刘安所著的《淮南子･天文训》。不过，那时记载的二十四节气始于冬至，终于大雪，与我们熟知的始于立春，终于大寒的顺序不同。这是因为：
- 从冬至开始是：天文划分标准，因为古人要标注太阳的位置（太阳高度角变化情况）及昼夜长短；
- 从立春开始是：以四季分类为标准，更符合人们习惯，也更贴合生产生活。
西汉颁布《太初历》后，采用圭表测日影长度来定二十四节气，以日影最长、白昼最短这天为冬至日，将冬至列为二十四节气之首。这种计算方法虽然简单，但存在一个致命的问题：
- 虽然是平分了一个回归年，但相邻节气之间的时间间隔却不都是等份的，因为天数要取整嘛。每季的节气基本上是按照15、15、15、16、15、15的循环规律出现的。
- 这样一岁的长度为（15+15+15+16+15+15）ⅹ4=364天，与一个回归年的实际天数365.25相差1.25天，那么用不了150年，我们的冬天就跑到夏天了。
聪明的古人通过圭表连续测量影子的长短来确定冬至和夏至的准确时间，然后根据实际的冬至和夏至时刻来修正平气法所带来的误差，从而保证历法的准确。
"定气法"的诞生
随着天文观测技术的进步，人们对天象有了新的认识。魏晋南北朝时期的北齐，一个叫张子信的天文学家首次发现了太阳视运动的不均匀性。也就是《隋书·天文志》里所说的：“日行春分后则迟，秋分后则速。”并给出了中国古代最早的一份太阳视运动不均匀性的改正数值表格—日躔（chán）表，并导致内插法的诞生。
所谓“视运动“，是指我们在地球上观察太阳在天球上的运动方式。由于地球的自转和公转，太阳视运动分为周日视运动和周年视运动。太阳周日视运动是指太阳一天中在天球上的视运动状态，即太阳东升西落的现象；太阳周年视运动是指太阳在天球上周年运动的视位置变化，实际上是地球公转运动的一种反映。
公元600年，也就是隋朝开皇年间，经学家、天文学家刘焯呕心沥血完成了《皇极历》的创制。他在前人的基础上首次参考太阳视运动的不均匀性，力主改革推算二十四节气的方法。他认为应该按照地球公转运行的角度来推算，每运行15°算一个节气，这种推算方法被称为“定气法”。定气法能很好地忽略掉地球公转角速度的不均匀性。
定气法的原理与应用
所谓“定气法”，是以太阳在黄道上的位置为标准，自春分点起，将太阳黄经度数360°平分成24份，每15°为一个节气。与平气法一样都是15°，但中间间隔的天数是不一样的。
公元604年（隋文帝仁寿四年），刘焯修订《黄极历》时主张废除传统的“平气法”，采用自己创立的“定气法”，但未被采用。到了大唐开元年间，张遂修订《大衍历》时就开始使用刘焯的方法来计算，只是不拿来作为历法上节气的标注。《大衍历》被称为唐代最好的一部历法。因为定气的算法比较复杂，封建思想的影响也让改革困难重重。到了1645年清朝颁行《时宪历》后，西方传教士汤若望用第谷·布拉赫的宇宙模型重新校订了节气的算法，定气法才被正式采用。
刘焯学富五车，才高八斗，但据说人品不咋地，后世学者都不愿提及他的名字，人们想起的只有他的《黄极历》和《历书》了，这也算是不幸中的万幸吧。
地球绕太阳运行的轨道是个近似圆形的椭圆，太阳位于椭圆的一个焦点上，日地距离之差对地球的运行速度有明显的影响。经过连续观察，天文学家发现地球每年1月3日左右运行到近日点（冬至附近）时，由于受到太阳引力作用加强，此时运行的速度就比较快，跨过黄经15°所需的日期就会缩短，两个节气的时间间隔是14∽15天；当7月4日左右到达远日点（夏至附近），因太阳对地球的引力减小，地球的运行速度较慢，跨过黄经15°需要的日期就会延长，两个节气的时间间隔是15~16天。
我们知道一个回归年的实际长度为365.242198天，比公历一年365天多了0.242198天，这就产生了个问题。因为缓慢的岁差原因，每年的春分时间点在历法中的日期会后移，即会后移0.242198天，4年后移差不多1天（0.242198ⅹ4=0.968792），100年后移24.2198天。今年春分是3月20日，那100年后，春分就跑到了4月14日左右。
为了使春分日期相对固定，天文学家就设置了闰年来弥补时间差。闰年的规律是：每4年1闰，400年97闰，3200年(97ⅹ8-1=775)闰。这就是公历闰年2月有29天的原因。闰年使用后，春分日期就相对固定了，基本是每年的3月21号前后，而不会一直后移。同时夏至、秋分、冬至的日期也就相对固定了，不会跟着往后顺延。
二十四节气就是在黄道上固定的二十四个时间点，如果把它们安排在一个回归年里，也就是365.242198里，那每年的时间点就是固定的。但我们发现，二十四节气和公历的日期并不是完全对应的。原因很简单，因为我们每年的天数只能取整，不是365天就是366天，根本没办法和准确的节气点完全对上，累积4年左右就会有1∽2天的误差。所以，二十四节气就只能相对固定在公历上了。
会不会是这个原因，才导致两个节气之间的时间间隔有时是14天，有时是15天，有时是16天呢？
在清代采用《时宪历》前，古人制定历法都采用的是“平气法”，因为若使用“定气法”，那么要得出二十四节气的精准时间需要大量精密的观测，这无疑是反社会条件的。
我们现在用的就是定气法，每年天文学家计算好太阳走到每个节气点的时间，然后对应上公历的日期就行了。