問題由來:古人在修訂曆法中,充分考慮了行星運行速度不均勻的問題,採取內插法來讓曆法符合天體運行週期。後來又發現了,五行星不單是速度不均勻,而且週期也非固定。即便是相差很小,但是古人發現了,
明代的楊忠輔提出“古大今小”的說法。他是怎麼發現的,我們不得而知,但是隨後他在曆法中向前100年減去萬分之一天,向後100年加上萬分之一天。以此來校準太陽曆。這個問題由昨天下午,一直討論到現在。有人懷疑,明代天文學家發現了“宇宙膨脹”,因為空間的變化,導致時間變化。為了讓曆法符合天體的運行數據,因此哪怕是100萬年相差只有1天,他也要把這個誤差補上。這個討論引起了我的興趣,為了驗證這種說法。專門補了一下相對論的科普,最終小有斬獲。具體論述如下,因為高數廢柴,一切涉及計算的內容都略過。用公理來推論公理,為了簡化問題,一分為三來討論:
1、宇宙膨脹,空間越來越大,時間會如何變化?
這個問題要用到廣義相對論,愛因斯坦認為:萬有引力的實質是時空彎曲,質量越大的天體附近時空彎曲的曲率就會越高。曲率越高,在相對的參考系中,時空誤差就會越大。
2、引力大小變化,時間、空間如何變化?
具體來說,引力與時空關係成反比。即:引力增大,時空曲率增大,相對時間減緩流逝。引力減小,時空曲率減小,相對時間加速流逝。宇宙膨脹的過程,是一個引力減小的過程。隨著空間增大,粒子被稀釋,質量減小,引力隨之減小。由此可以推出:隨著空間膨脹,時間流逝的相對速度會加快。
3、楊忠輔發現了什麼?要解決什麼問題?
楊說:“古大今小”。推論得:“古小今大”。楊忠輔的發現,跟宇宙膨脹,時空曲率是沒有關係的。其一,二中認知結果相反。其二,宇宙膨脹跟修訂曆法無關。跟太陽曆有關係的,只能是迴歸年的週期。我們有理由相信,楊發現了每年回過年週期長短不一這個現象,雖然每年誤差是按秒計算的,我們不知道古人如果做到這麼精確。但是根據太陽年週期,來修改太陽曆是唯一合理解釋。
一天是86400秒,然後根據百度百科回過年的數據,計算了6年的平均誤差為0.0418秒。我們按照這個評價值,大致計算100萬年的誤差41800秒。雖然還是存在較大誤差,但是我認為這應該是楊忠輔修正曆法的根本目的,我是根據現代天文觀測數據計算的,有誤差很正常。曆法是確定的,但是迴歸年週期是不穩定的,每隔100萬年,大約相差1天時間。楊的做法是,把誤差最小化,每隔100年,通過校訂萬分之一天的誤差來追求曆法的精確度。
最後總結,我想說兩點:
第一、古人的智慧確實很高,精神確實可敬,一百萬年一天的差異,都有相逢設法的給做到最精準。雖然在現代天文學看來,仍然有半天的誤差,但是我們用的高科技手段,他們用的什麼呢?
第二、今人確實喜歡穿鑿附會,如果能夠證明楊發現了宇宙膨脹,那麼中國又在天文學上能夠扳回一局。他們是不知道,憑藉肉眼是無法發現紅移的,這需要光學為基礎,還需要電磁波檢測儀器。即便古人數學很發達,沒有這種物質條件,是無法達成這種認知的。