冬至大如年！节气为何被称作中国第五大发明？

二十四节气是我国先民的杰出创作，它在天文和历法上占有重要的地位，是我国劳动人民掌握农事季节的经验总结，也是重要的历史和文化遗产。随着历史的发展，二十四节气中的一些节气也逐渐发展为特定的节日。在古代，“冬至”就是其中重要的节日，因为在古代历法中这是一年中的第一天，也就是新年的日子，所以民间至今尚有“冬至大如年”的说法。

《尚书注疏》中的“日永日短之图”

（图中反映了不同节气昼夜时刻长短的差异）

2016年11月30日，联合国教科文组织批准了新的一批非物质文化遗产名录，这一次中国申报的“二十四节气”成功入选。作为中国古代先民智慧结晶的节气是如何制定的？它为何又起着如此重要的作用，以至于有些人甚至将其称为中国的第五大发明呢？

由于中国古代的历法采用阴阳合历，历法的制定需要同时考虑太阳和月亮的运行。虽然阴阳合历的平均长度接近回归年，但每三年多要加一个闰月，这种补偿方式，使得气候变化在阴阳合历中不能完全体现出来。例如，表示夏天开始的立夏，如果今年在三月，明年可能就在四月，这就会造成与月序关系的不一致。古代中国作为一个农业大国，人们格外关心播种和收割的时间，不能反映季节的历法受到很大局限，于是便产生了二十四节气。属于阳历系统的二十四节气，与朔望月配合使用，就成为了中国阴阳合历的一大特色。

节气从本质上说与太阳的运动有关，如果我们将地球绕太阳运动的轨道平均分成二十四份，这样每份就有十五度（如果按古代的地心说，就是太阳绕地球运动的黄道分成二十四份），每个节气就代表了轨道上的这一固定位置。例如，以春分定为0度作为起点，每前进15度就是一个节气，那么清明、谷雨、立夏、小满分别对应15度、30度、45度、60度，这样运行一周又回到春分点，为一个回归年，总共360度。

《浑盖通宪图说》中的“浑象图”

（二十四节气用于平分黄道，与西方的黄道十二宫相互对应）

早期的历法采用“平气”，也就是把地球的运动（如果按地心说，就是太阳的运动）看成是匀速的，所谓平气就是通过平分轨道位置来确定时间。后来，人们认识到地球的运动是不匀速的（因为是椭圆轨道），就采用了“定气”， 这就导致了如今的节气长短不一，有的是十四天，有的近十六天，平均十五天左右。

二十四节气，如果按其名称，可以分为四种，其中立春、春分、立夏、夏至、立秋、秋分、立冬、冬至这八个节气是表征季节的，小暑、大暑、处暑、小寒、大寒这五个节气是表征冷暖程度的。雨水、谷雨、白露、寒露、霜降、小雪、大雪这七个节气是表征降水量多寡的。惊蛰、清明、小满、芒种四个节气则与农事相关。

古代节气的制定，是通过圭表测影来实现的。古人最初用一根竿子来测日影，在平地上垂直插一根竿子，发现每日正午的竿影的长度一年四季都在变化，冬季竿影长，夏季竿影短。而且冬季里总有一天竿影是最长的，夏季里总有一天竿影是最短的，古人将这两天称为“至日”，也就是“冬至”和“夏至”。 根据这种测量中午日影的方法，人们就知道了“年”的时间长度，从一次“冬至”到下一次“冬至”的时间长度就是一年。

圭表原理示意图

古人利用圭表可以方便地测出日影长度，通过日积月累地观测，就可以推算出不同节气的时间，以及回归年的长度等。所以《宋史·律历志》记载有：“观天地阴阳之体，以正位辨方，定时考闰，莫近乎圭表。”

二十四节气系统，是逐步发展而日臻完善的。其划分起源于黄河流域，至迟在殷商时期，人们就已经有了冬至和夏至等概念，以后逐渐丰富。大约在春秋时代就已有“二分二至”，也就是冬至、夏至、春分和秋分这四个大节气。影长最长的这天定为冬至，最短的这天定为夏至，昼夜平分的那两天就是秋分和春分。二至最初分别叫做日永、日短或日长至、日短至，二分则叫做日中和宵中，后来也称为中夜分。

二分二至之后，又逐渐形成了另外四个大节气：四立（立春、立夏、立秋和立冬）。《左传·僖公五年》记载“凡分至启闭必书云物（雾），为备故也。”启指立春、立夏。春生夏长，古人谓之阳气用事，所以称之为启，启者开也。闭指立秋、立冬。秋收冬藏，古人谓之阴气用事，所以称之为闭，闭者关也。这八个大节气就成为后来最主要的节气。最迟在西汉初期，二十四节气的知识就已经非常完备了，当时节气的名称和现在所用的已经基本一致。

新法地平日晷的及其晷面

（节气在后来的地平式日晷中也起着重要作用，其晷面有着不同的弧线，用于读取不同节气的日影位置，以此来读取时间。这种地平日晷源自西方，但在西方，地平日晷使用十二宫，传入中国后被替代以节气）