平气和定气
地球沿着离心率很小的椭圆绕太阳运动,每天实际运行的距离是不等的,但是由于离心率很小,这种差数是不大的。古代受观测仪器的限制,在南北朝以前还不知道太阳的视运动是不均匀的,认为太阳每天所行的角度相等。当时也不知道有岁差,那么一年太阳行一周天,一年三百六十五又四分之一日,一周天就是三百六十五又四分之一度,太阳每天行一度。每一节气所占的日数也相等,是一五·二日。后人把这种规定节气的方法称作平气或恒气。
北齐张子信用浑仪在海岛实测了许多年,才发现太阳的视运动是不均匀的,发现“日行在春分后则迟,秋分后则速”(《隋书·天文志》)。事实上,当时冬至点离开黄道的近地点不远,近地点只在冬至点前十度多,这一
结果是大致符合实际情况的。随着时代的推移,冬至点和近地点越来越接近,大约在南宋的时候二者相合。
张子信的这一发现,对历法的改进是有很大意义的,不久就应用在历法中。刘焯等开始提出在历法中改用二十四等分周天来定节气,得每气十五度多,这种划分节气的方法称作定气。由于太阳每天在黄道上移动的快慢不同,所以太阳移行一气所需的日数也不一样。冬至前后日行快,一气只有一四·七一八日;夏至前后日行慢,一气达一五·七三二日。他推得春分、秋分离冬至各八十八日多,离夏至各九十三日多。但是他所给定的太阳运行快慢数值是和实际不符的。僧一行的《大衍历》却更符合实际情况,认为冬至附近日行最快,所以二气间的时间最短,夏至附近日行最缓,所以二气间的时间最长。《大衍历》指出了正确的日行快慢规律,纠正了刘焯的错误认识。实际上,《大衍历》日行最快的时刻定在大雪和冬至之间,当时实际近地点在冬至点前九度,所以《大衍历》的数据是准确的。《大衍历》又测知从冬至到春分六个定气间共八八·八九日,日行一象限;从春分到夏至六个定气间共九一·七三日,也行一象限。秋分前后和春分前后情况相同。
郭守敬的《授时历》把日行最快的时刻定作冬至,《授时历》创作时代的近地点实际在冬至后不到一度,所以它所使用的数值是很精密的。《授时历》根据实测,知道从冬至到平春分前三日(定春分),日行一象限,只需八八·九一日;从平春分前三日到夏至九三·七一日,日也行一象限;秋分前后相同。
由此可知,从《大衍历》以后,就有了能够比较准确地推算太阳位置和推算定气的方法。但是由于长期使用平气的习惯影响,安排节气仍用平气, 定气这种概念只是在计算日行度数和交会时刻等的时候才使用。直到清代才改用定气。