田海龙
【摘要】闰年有什么样的判定条件呢?两个条件。第一,是4的倍数,但不是100的倍数;第二,400的倍数也可以。先知其然,后知其所以然。那么为什么会有这样的条件呢?人类历史上通过观察发明出了太阴历,用隔一段时间加减一天的方法创造出了儒略历、格里高利历。用类似方法继续延续下去会怎样呢?会产生满足未来使用的历法吗?
【关键词】年、闰年、20000年
小强今年满12岁了,却只过了三个生日,为什么?因为小强是闰年生的,闰年的2月29日生的。整理们学过的有关闰年的知识,我们知道闰年比平年多一天多,多在2月29日。那么闰年有什么样的判定条件呢?两个条件。第一,是4的倍数,但不是100的倍数;第二,400的倍数也可以。先知其然,后知其所以然。那么为什么会有这样的条件呢?
这要说起人们对年的理解。人们是怎么定义年的呢?因为地球绕太阳公转,那么人们就规定公转一周,两次经过同一个点,也就是春分点,这样一圈的时间规定为一年。但实际上两次经过春分点的时间间隔365天5小时48分46秒,换算成小数就是365.2422天。当人们发现这个精确的时间后,只好想办法弥补365.2422与365的差距。于是便有了闰年的这两个判定条件。那么人们是具体怎样操作的呢?为了解决这每年少算的0.2422天,人们四年补一天,也就是每年补0.25天,可是这样一来就补多了,每年多补了0.25-0.2422=0.0078天。补多了,那就整百年的,不算闰年。可是这样一来又少了那么一点点。那就400年的时候再加上一天。当然这样又多了一点点。不过这时候已经是3000年大约多一天,影响不大了,等快到3000年的时候再说吧。
其实,在真正的历史发展进程中。演化到我们目前所使用的这两个计算闰年的条件是很漫长的。我们现在使用的公历最早源于古埃及的太阴历,古埃及人通过观察尼罗河水的涨潮规律,把一年定为365天。公元前三世纪,古埃及人就发现时间不对。因为那时候已经相差了大约四个月了。到公元前238年托勒密统治埃及的时候曾经要求四年增加一天,但没有被人们接受。直到公元前46年凯撒统治古罗马时才推行了四年增加一天的规则,凯撒的继任者奥古斯都则把增加的这一天放在2月,这就是儒略历。而这时候冬夏都几乎颠倒了。到了1582年,罗马教皇格里高利13世采纳建议,宣布改历,增加了100年和400年的限制条件,这就是格里高利历,也就是我们现在所使用的历法。而这时候时间已经相差了十天。
看来不仅仅是我们中国人特别讲究“数学的学以致用”,从古埃及人就开始了这样的传统。但是数学虽然从生活中来,却总是高于生活的,就像在平面几何的基础上空想诞生的非欧几何一样。那么如果按照闰年这个经过固定的时间加减1天的思维延续下去,又会发生什么事情呢?这可是要消耗我们大量的计算力和脑力的哦!不怕烧脑的朋友们就跟着一起来试试吧!
实际1年365.2422天,但每年按照365天计算,每年少0.2422天。4年少0.2422×4=0.9688天,每4年那就再加1天,-0.9688+1=+0.0312天,也就是4年一闰,每4年多0.0312天;25个4年就多25×0.0312=0.78天,也就是100年多0.78天,那就每100年减1天,整百年不算闰年,这样每100年多0.78天,却减少1天,+0.78-1=-0.22天,也就是100年少0.22天;4个100年就少0.22×4=0.88天,所以每400年再加1天,也就是整百年400年一闰,这时每过400年少0.88天加1天,1-0.88=0.12天,也就是每过400年就多0.12天; 8个400年多0.12×8=0.96天,也就是每过3200年多0.96天,即大约3000年多1天;虽然到这种程度,在现实当中已经几乎用不到了,但是数学从来都不是只为解决眼前的事情的。如果按照原来的思维继续下去,那么可以10个400年多1.2天,可以4000年的闰年不算,减少1天,那么每4000年多0.2天;5个4000年再减少1天,即每20000年,本来就是4000的倍数要减少一天,在这个基础上再减少1天,就几乎完美了。这可以看作20000年1个周期,2万年闰年减少1天的基础上再减少1天,重新开启新纪元。
这个20000年的轮回在数学上很完美吧!运行20000年,几乎丝毫不差。这在2020年确实用不上20000年的历法,但假如我们迈向星空,进入深空宇宙又可以怎样计时呢?太阳也许该换做特定的恒心,但计时的时候是不是可以借鉴这种“闰年”的方法,
如果像历史上需要更改历法一样,这个源自于闰年思维的方法配合我国传统的农历是不是更长远、更完美一些呢!只是在最后要提醒朋友们!实际上每一年太阳两次越过春分点的时间间隔都是不同的。每一年都不同,我们只是把每年观测到的时间间隔记录了下来,哪怕精确到了365.2422天,也只是之前记录的大约平均数。经过多年的积累,这个数据已经准确到足够我们方便的使用了。
其实整理好了这些知识,我们再看小强,似乎也没有特别糟糕,因为根据我们整理出的知识,小强12岁只过两个生日也是有可能的。你能根据这些有关“闰年”的知识,设计小强12岁只过2个生日的可能吗?
参考文献:
百度百科