第十二章 太陽月亮運動及位置計算 第三節 日食和月食

日食和月食統稱交食。交食既與月亮運動有關,又與太陽運動有關,交食預報的準確與否,就成為檢驗曆法優劣的重要標準。「效歷之要,要在日食」(《晉書·律曆志》),所表達的就是這個意思。

歷代曆法家都公認並運用這個標準,從而在客觀上承認了日月食是有規律可循的。但與此同時,總有占星家借天文官員預報不準的機會,把日食月食神秘化,以示天意所為。這說明了日月食的規律很複雜,不是短時期觀測就能掌握的。

日食必定發生在朔,月食必定發生在望,但並不是所有的朔望都發生交食。道理很簡單,因為月亮視軌道與太陽視軌道有一個5°09′的夾角,而太陽、月亮的最大角直徑分別是32′32″和33′26″。當日月在同黃經位置上臨近相交時,日月中心距為33′左右。這就是說,當日月中心距大於33''時,即使在朔望位置也不會發生交食。日月中心距的大小與日月離軌道交點的距離直接相關,日月臨界時離交點的距離,通常作為判斷交食與否的條件,這個界限稱為食限。東漢乾象曆曾以黃經15.5度為日食發生的判據,與現代值相差不遠,被後代許多曆法所採用。

經驗在不斷積累,認識在不斷提高。西漢三統曆統計出,135個朔望月里大約有23次交食,而且135個朔望月以後發生的交食,其次序和間隔都會極相似地重複一遍。這是中國關於交食周期的首次記載。太陽連續兩次通過黃白交點的時間間隔叫做交點年。古人認識到,既然交食必須滿足朔望和在交點附近兩個條件,那麼交食周期一定和朔望月、交點年有密切的聯繫。事實正是如此,從數學上分析,交食周期應該是朔望月和交點年的最小公倍數。但由於朔望月和交點年都不是整數值,不容易得到準確的交食周期。所以中國古代僅有一個近似的計算方法。宋代統天曆計算出交食周期為223個朔望月,與19個交點年相差0.46日,相當於古巴比倫人的沙羅周期。唐代的五紀曆計算出交食周期為358個朔望月,與30.5個交點年相差僅0.04日。西方到了19世紀才達到這樣的精度。

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