古代文化是如何确定一年实际上是365天以外额外一天的一小部分的？

Question

谷歌表示，一年正好是365.2422天，因此他们每四年都会有一个闰年，但最终平均每年有365.25天。所以每100年他们不要有一个闰年，但在第400年，他们确实有闰年。它可以变得更加精细，例如每4000年跳过一个闰年，使其精确到2万年。文明之前的古人可能知道这种程度的细节吗？

我也看到了，但没有回答这个问题：精确到小数点后几位，一年有多少天？

由于我对天文学或历史知之甚少，我问ChatGPT他们是如何做到的，它通过仔细观察说道：

1. 日出
2. 日落
3. 春分：昼夜大致相等的白天，太阳从东方升起，从西方落下。
4. 冬至：太阳到达其最北端或最南端的日子（最长和最短的日子）。

你如何观察这些，并得出365.25天（或更准确地说，365.2422天）的结论？这四个事件（日出/日落/分点/至点）是如何变化的，或者太阳位置每年有多少微小的差异，可以说明一天中有额外的1/4？没有工具，或者仅仅是原始工具（文明的起源或之前），你能得到多准确？你到底看到了太阳的什么（以及这四种类型的事件），你可以跟踪它们来进行详细的计算？

Answer 1

这并不难做到。你真正需要的只是一点关心，几根棍子和一个方便的地方来观察日出或日落。

所以请注意，一年有一个周期，你想知道更多。你知道，如果你站在村庄旁边的大石头旁边，那么冬天太阳会朝着山上老橡树的方向升起，夏天太阳会朝我们反对的另一个村庄的方向升起（在现代语言中，这些方向被称为“东南”和“东北”.你决定标出每天太阳升起的确切方向，所以第一天你站在大石头旁边，你的助手将一根棍子朝着日出的方向放在地上。第二天你也这样做，请注意，日出的位置略有不同。

一年中重复这一点，你会发现365天后，日出的位置是几乎回到开始。。。但不完全。。。730天后，它又出来了一点。。。但1461天后，太阳升起的位置与第一天完全相同！

结论是，太阳经历一个完整的周期需要1461/4=365¼天。

日出方向周期只是一个易于观察的年周期，但不是唯一的年周期。例如，在埃及尤为重要的是天狼星出现的第一天，天狼星就在太阳升起之前。每年7月15日都会发生这种情况（各地情况不同），被认为是尼罗河洪水的前兆。

Answer 2

注意分数比你想象的要容易。。。只是因为舍入误差会随着时间的推移而增加！多年后，你会注意到冬至日正在偏离其预测日期，因此需要进行修正。

这就是文明的方式：罗马文明即“儒略历”，然后基督教文明即“格里高利历”逐渐完善了闰年。

这里有很好的解释：https://www.britannica.com/story/ten-days-that-vanished-the-switch-to-the-gregorian-celendar

当漂移变得越来越明显时，日历被修改，年份的分数被更精确地测量。1582年的最后一次调整导致跳过10天重新调整至日。

Answer 3

古埃及人似乎知道这一年是365.25天。这是通过观察日冕上升天狼星的出现（即，在日出之前，它首次出现在东方地平线上的那一天。

埃及人有365天的日历，由于0.25天的差异，日历“下滑”了。这意味着天狼星的日冕上升在今年晚些时候逐渐发生，回到1461年年底的初始数据社会循环.

谢弗（2000）考虑到在判断天狼星日冕上升日期时存在的各种不确定性，并得出结论认为，年复一年，可能的不确定性将类似于$\下午2$天，主要是由于大气消光的变化。因此，大约10年后，你会确定一年比365天长，但需要大约100年的测量才能确定10%精度的额外分数。

Answer 4

在大多数情况下，日历是一种实用的工具。它们用于测量事件的时间，例如作物的种植和收获。他们只需要与该主题要求的一样准确。在这里和那里增加天数是可以接受的。

快进到1079，科亚亚姆确定一年的长度为365.24219858156天。对这种准确性持怀疑态度，¹虽然一年的长度在一生中变化为第六位数，但他基本上确定了你从谷歌获得的时间。

那么中间发生了什么？公元前2000-1000年，波斯人使用阳历时，沙地上出现了一条有用的线。以前的历法通常是月历（基于月亮的周期）或阴阳历（基于月球的周期和额外的天数，以使其与太阳年对齐）。直到人们使用阳历时，才真正重要的是知道一年中有多少天。

这不是确切地回答你的问题。你问如何能够一个文明前的群体计算出一年的长度。几个答案表明了如何做到这一点。但实际上，据信，非文明组织并没有进行这样的计算。它只是没有我们现代日历驱动的文化看起来那么有用。

¹事实上，可能需要一个完整的舔盐块，而不仅仅是一粒。请参阅下面的评论，该评论链接到科学和数学史这个答案使整个主张受到质疑。这个纸连蛋白声称没有历史证据证明这些周期，并认为它们是在20世纪中期构思的。感谢Stack Exchange教会我更多关于日历的知识！

Answer 5

有一个《大英百科全书》上的好文章苏美尔人似乎使用了360天的一年，当季节变得异常时，他们又多了一个月。

今年是闰年（原文如此）。因此，接下来的一个月将被记录为约公元前1750年的埃鲁二世——汉谟拉比（Elul II——Hammurabi）（引用于国家地理卷XCIC，1951年1月）。

365¼天的年份（每四年一个闰年，包括世纪末）始于公元前46年凯撒的历法改革：历法有点乱，所以作为大主教的凯撒把它整理好了。

这个托勒密宇宙学约于公元前150年出版。假设宙斯在宇宙建立时正确地进行了测量，那么就不难说服自己365¼天/年是准确的。

Answer 6

你如何观察这些

日出和日落都很明显。然而，为了准确测量白天和夜晚的长度，你需要一种不是日晷的时钟。一个水钟是实现这一点的简单方法。

冬至可以通过测量太阳的位置（或者更确切地说，日晷、方尖碑或其他结构投射的阴影的尖端）并记录全年的最北端和最南端来确定。有了足够的知识，您可以构建与分点或至点对齐的结构，例如奇钦·伊察.

或者你可以全年观察恒星和星座的位置。正如@ProfRob的回答所提到的，埃及人测量了社会循环通过观察天狼星，天狼星被认为预示着尼罗河每年的洪水。

得出365.25天（或更准确地说，365.2422天）的结论？

古代的历法不是那个准确无误。

一个太阳年在365.2416到365.2427天之间，这取决于您使用哪个天文事件来定义它。

• 朱利安历年的平均天数为365.25天，大约每130年误差一天。
• 平均值希伯来语日历年，定义为235/19个月(Metonic循环)765433/25920天，计算出平均年长度为35975351/98496（≈365.246822）天，每200年误差约一天。
• 玛雅人根本不在乎闰年他们的太阳年总共365天。也许让日历与季节保持一致对他们来说并不重要，因为他们的祖国实际上并不重要有四季分明，湿热难耐。

但至于怎样你得到了一个近似值，这只是一个在足够长的时间内保持详细观察的问题。

例如，如果一个观测者注意到X+50年的夏至比X年晚18262天，那么计算得出的平均年长度为365.24天。如果在50年的差值中假设误差不超过1天，那么你就知道一年是在365.22到365.26天之间。

只要让更多的人在更长的时间内进行更多的观察，就可以提高精度。

教皇格雷戈里十三世决定改革儒略历时，儒略历已经使用了1626年，令人印象深刻。这足够让人注意到，春分点的日期自凯撒大帝纪念日起已经漂移了12或13天，这使得平均年长度减少了0.007-0.008天。

Answer 7

数一数日子。许多天。

如果你用尺子测量一张纸的厚度，你就不能指望有高精度。如果你堆叠1000张纸，测量总高度并除以1000，你可以大大提高它。

恒星位置的模式将在大约365天后重复，但在1461天内旋转4圈后，它们几乎会重复$\压裂{1461}{4}=365.25$.只要有足够的时间和投入，就有可能进一步提高准确性。你只需要数一数日子，可能需要几代人。

Answer 8

对于长期一致的时间测量，灌溉渠壁上通常会有标记，这些标记会在石砌运河或渠道的对面墙壁上投射出尖锐的阴影，由于通道保持畅通，不可移动，也不容易接近，这些标记将保持原状，充当固定的日晷。水位也用灌溉渠道侧面的标记进行跟踪，这两次测量加在一起还增加了一些额外的白天长度的短期测量，但在运河一侧测量主要是因为它不会受到干扰，而且它本身就是一个自然日晷，因为运河的边缘会在对面的墙上投下阴影。

当我们想到一年中有四分之一的时间分布在一整年中，想象一下用日晷测量这听起来当然是不可能的，但如果我们想象在第一天，我们就在日出的时候准确地测量了一年的开始，然后在第365天，我们会看到一年中第一天日出的日晷偏离了6个小时，与当天相比，这是一个相当长的时间。

因此，你可以在年底进行6小时的补偿，然后计算：

（365年6月）*60

6小时除以365天为0.016438 每天偏移35616小时，我们乘以60得到0.9863013699分钟的偏移量，或者不到一分钟，你可以从原始测量仪器中得到高精度的数字。