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时间观念地理课夏至你知道这是个多特别的日子吗?

智明武
2017-01-14
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在地理概念上,这是个特别的日子:6月21日6时34分,我们正式进入二十四节气的“夏至”。

事实上,不止是在地理领域,在制表业,夏至这个重要的时间点也可谓牵一发而动全身。例如在最早的天文观测台——巨石阵中,1999年发现的、建于公元前4800年左右的Goseck圈的三个出口之一,就正对夏至日出日落的方向。

图片来源:网络

既然如此,在夏至日这一天,我们不妨“温故知新”,重温曾经学过的那些地理知识,更融会贯通地去理解腕表中与此相关的某些复杂功能。

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地理课上学到的“夏至日”

为什么说夏至日是个特别的日子呢?它既不是不是情人节,也不是圣诞节,没有礼物收的日子都不特别呢~但是,同学!它是一个逢考必出现的重!要!考!点!啊!

关于夏至日,地理老师不厌其烦强调的一个知识点是:每年6月21日或22日,太阳几乎直射北纬23°26’。于是这一天,北半球正午太阳最高,是北半球白昼最长、黑夜最短的一天。

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由此,我们可以延伸到另一个知识点:夏至日,地球位于远日点,离太阳最远。

图片来源:网络

由于地球时时刻刻都处于自转和公转的过程中,居住在地球上的我们才能感受到泾渭分明的四季和昼夜,欣赏到日换星移的天文星象。

既然如此,怎么可能平年都是365天、每天都是24小时呢?

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谁制定了历法

你还记得地理课上老师让我们将左手紧握成拳背诵的口诀吗:“一月大、二月平、三月大、四月小、五月大、六月小……”,只有八月是个例外——因为七月大,八月也大。

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八月的英文为August,是以传说中的奥古斯都大帝命名的。

关于“八月有31天”这件事,有两种说法。

一是奥古斯都在位期间采用的是儒略历。在这种历法中,教皇每三年增加一天(而不是四年)以弥补岁差,这就意味着36年出现了12个闰年。奥古斯都为了纠正偏差,于公元前8年宣布取消12年间的3个闰年。

为了纪念他的贡献,人们就将奥古斯都出生的月份——八月改名为奥古斯都月,并从二月“借”来一天。于是,August(八月)就有了31天。

另一种说法呢,小编觉得比较符合奥古斯都大帝的人设啊!

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公元前45年,凯撒大帝引入了新的历法。他将自己出生的月份——7月命名为July,并从处决死刑犯的2月拿了一天加到自己的月份,以彰显自己的仁慈。

除了7月之外,1、3、5、9、11这五个月份也“沾光”被定为31天。

等到凯撒大帝的养子奥古斯都即位,他当然就不干了!凭什么一样杰出而伟大的他,出生的月份比别人少一天呢?于是,奥古斯都大笔一挥,将出生的月份——八月以自己的名字命名,同样从二月拿走一天……

你相信哪种说法呢?

但其实你相信那种说法并不重要……因为我要说的跟两段说法的真伪没什么关系:无论一年多少个月份、一个月多少天、一天多少小时,历法的制定除了学者的研究,也受到当时最有权力的人影响。

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什么是时间等式

公元前6世纪,巴比伦星象学家发现235个太阴月(从上次新月到下次新月的时间为一个月)相当于19个太阳年(从上次春分到下次春分的时间为一年),为了尽可能让太阴和太阳周期同步,他们加入7个额外的月份(闰月),随后诞生了卓越日历。

卓越日历规定一年为365.2469天,或者365天5小时48分46秒。

两次日出之间的时间则分为昼夜各12个小时。春分和秋分的昼夜长短一致,然后白天时长增加,夜晚时长缩短,直至夏至日。冬至日则相反。

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而事实是,一年之内,由地球公转轨道而引起的每天日照长度都在变化。地球的公转轨道呈椭圆形而非圆形,地球自转平面和公转的轨道平面又有一个23°的夹角,这就导致了一天的实际时长并不是人们普遍认为的24小时,而是在24小时的基础上增加或减少15分钟左右。刚好是24小时的日子每年只有4天:4月15日、6月14日、9月1日和12月24日。

实际太阳时与民用时在时刻偏差上的表达就是复杂功能腕表中的“时间等式”(Equation of Time)。

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复杂功能腕表 探索天文时差

总结一下,由夏至日的概念,我们可知:

每一天,白天和夜晚的时长是不断变化的,于是腕表上有了日出日落时间显示功能;

地球运行的真实轨迹并非我们从普通腕表上读到的时间,而是通过真太阳时或时间等式来表达;

地球公转每四年就比民用时多出0.9687588天,由此产生了“闰年”的概念,也就是腕表上的闰年显示功能……

可见,时间等式和万年历往往也是结合在一起的,两者提供的数据互为参考,不仅可以显示实际太阳日的长度变化,还能显示月份的长度变化,可谓珠联璧合。

像这样揭示宇宙奥秘的腕表蕴含了极为复杂的钟表工艺,也仅为重要的复杂表款而设:

江诗丹顿

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Maître Cabinotier阁楼工匠大师Astronomica天文传奇腕表

夏至日在这枚腕表上有十分清晰的指示,包括正面的日出日落时间显示、时间等式,以及背面的至日显示(包括夏至和冬至)。

除此之外,腕表还具备三问报时、陀飞轮、万年历、星空图、昼夜平分点、恒星时、月龄和月相、季节以及黄道十二宫标记等复杂功能。这些天文功能的组合即使在高级制表领域也十分罕见。

宝珀

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时间等式万年历腕表

200多年来,制表业在时间等式腕表中一直采用的方法是在机芯上添加一个根据“8字形曲线”制成的肾形凸轮。该轮一年转动一周,运动规律就是实际太阳日的长度变化规律。

而宝珀的时间等式腕表中,实际太阳时指针和民用时的时、分指针均为中置指针,但驱动行星轮系(实际太阳时指针的传动链)的肾形凸轮,和驱动表盘面轮系的驱动源互相独立,从而让这一复杂功能指示得更为直观。

沛纳海

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Luminor 1950 Equation of Time 8 Days腕表

地球绕太阳运行的真实时间与民用时之间存在约15分钟的差距,快慢视乎季节。尽管我们说这一现象牵扯到其他天文现象,但沛纳海延续一贯经典简约的审美风格,仅在6时位置上方以线形显示指示时间等式,更强调了这一概念。

真力时

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哥伦布时间等式腕表

腕表背面搭载了一个形似引理曲线的特殊凸轮,使用表背8时位置旁的调校器设置月份后,即可利用该凸轮控制时间等式的显示。时间等式显示于表盘9时位置的扇形视窗之中。

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