一年十二个月,为什么又确立为“周正岁首,数起于时,一而成于十次”呢?中国古代历法中以“天垂象,地成形”为基本法则,具体制历顺序首先确立“天垂象”,然后就是才是“地成形”;“天垂象”是以黄道面为基准建立参照系,这一参照系以北斗七星周期运动节律为标准划分四时“凡四时,成岁,有春夏秋冬”,而四时各三月共计十二月,因为“天垂象”是物候学节律测定,并非单纯天文星象运动节律测定,故而必须做到天文星象运动节律与物候节律的统一,这一机理就是所谓的“中气”测定法,即“各有孟仲季以名,十有二月,中气以著时”,“中气”也就是二十四节气的设立原理,“应春三月中气,惊蛰、春分、清明。夏三月中气,小满、夏至、大暑;秋三曰中气,处暑、秋分、霜降;冬三月中气,小雪、冬至、大寒。”,换言之,二十四节气也就是“天垂象”形成的物候节律转换点,一年共二十四天。
二十节气是纯粹的太阳历测定法则,从小寒起,太阳黄经每增加15°为另一个节气:地球每365天5时48分46秒〔精确〕,围绕太阳公转一周,每天24小时还要自转一次。由于地球旋转的轨道面同赤道面不是一致的,而是保持一定的倾斜,所以一年四季太阳光直射到地球的位置是不同的。以北半球来讲,太阳直射在北纬23.5度时,天文上就称为夏至;太阳直射在南纬23.5度时称为冬至;夏至和冬至即指已经到了夏、冬两季的中间了。一年中太阳两次直射在赤道上时,就分别为春分和秋分,这也就到了春、秋两季的中间,这两天白昼和黑夜一样长。
太阳黄经示意图
二十四节气中,反映四季变化的节气有:立春、春分、立夏、夏至、立秋、秋分、立冬、冬至8个节气;其中立春、立夏、立秋、立冬齐称“四立”,表示四季开始的意思;反映温度变化的有:小暑、大暑、处暑、小寒、大寒5个节气;反映天气现象的有:雨水、谷雨、白露、寒露、霜降、小雪、大雪7个节气;反映物候现象的有惊蛰、清明、小满、芒种四个节气。
二十四节气中,每一个分别相应于太阳在黄道上每运动15°所到达的一定位置。二十四节气又分为12个节气和12个中气,一一相间。二十四节气反映了太阳的周年视运动,所以在公历中它们的日期是相对固定的,上半年的节气在6日,中气在21日,下半年的节气在8日,中气在23日,二者前后不差1~2日。
节气对应图
古代中国历法为了测定气象物候节律不能单纯使用太阳历,而是阴阳合历“日月俱起于牵牛之初,右回而行月,周天进一次,而与日合宿。日行月一次,而周天历舍于十有二辰,终则复始,是谓日月权舆”,于是也就出现了日道和月道周期运动的误差“闰月”的现象,闰月指的是阴历中的一种现象,阴历是按照月亮的圆缺即朔望月安排大月和小月,一个朔望月的长度是29.5306日,是月相盈亏的周期,阴历规定,大月30天,小月29天,这样一年12个月共354天,阴历的月份没有季节意义,这样十二个朔望月构成农历年,长度为29.5306×12=354.3672日,比回归年365.2422日少10.88天(即将近11天),每个月少0.91天(近1天)。一年与阳历的一年相差11天,只需经过17年,阴阳历日期就同季节发生倒置,譬如,某年新年是在瑞雪纷飞中度过,17年后,便要摇扇过新年了。使用这样的历法,自然是无法满足农业生产的需要的,故而阴历一直和24节气并行,用24节气来指导农业生产为之“中气以著时”, “中气以著时”确立是以北斗七星运动节律指向勘定的,在《周髀算经》称之为“七衡六间”。
七衡六间中“中气以著时”示意图