1.1 月球观测与古代历法

1.1.1 月球观测源远流长

人类很早就开展了对月球的研究。公元前4世纪前后，古希腊文明日渐繁荣，仅在天文学领域就出现了多个学派，其中亚历山大学派的研究成果最为突出，阿里斯塔克、依巴谷和托勒密都是其代表人物。这一学派通过推算认为：地球的周长约为39 625km，月球半径约是地球半径的1/3，地月距离约是地球半径的59倍，这些数字已经和当代的测量结果较为接近。

我国在东汉时期对月球的研究也有杰出的成果，比如李梵、苏统通过观测发现月球在“天球”上的运动速度不稳定，时快时慢；不久之后，著名的经学家、天文学家贾逵也观测到这一现象，并提出“月行有迟疾”，每9年循环一次，这些发现后来逐渐都被科学家证实。现在，我们根据开普勒第二定律已经知道：月球绕地球运动的轨道是椭圆形的，在近地点时速度最快，在远地点时速度最慢。

随着科技的不断进步，人类观测月球的手段也越来越多，月球的神秘面纱逐渐被揭开。1609年，意大利数学家、天文学家伽利略用一架32倍的望远镜观测了月面，这是人类第一次通过人造光学设备对月球进行科学观测。伽利略发现，月球的表面粗糙不平，既有较暗的大块平坦区域，又有不少陡峭的山脉，还有许多像火山口一样的撞击坑。

开普勒第二定律示意图

伽利略手绘的月球表面图

1.1.2 月亮与古代历法的关系

说到古人观月，很难不提到历法。历法，就是计算日期和时间的整套方法，这套方法依据自然规律得出，它根据天象的变化来推算日期和时间。有了历法，人们才能预测季节的往复更替、气候的常规变化。古代的天文学家、历法学家通过长期观测，掌握了月球的运动规律，并以此作为重要的依据，制定出了历法。绝大多数文明古国曾把月相的圆缺变化作为制定历法的参照，并用来指导农业生产、祭祀等活动。这种根据月相制定出的历法，统称为“阴历”；而根据地球绕太阳运转周期制定出的历法，则统称为“阳历”。

我国南北朝时期杰出的天文学家、数学家祖冲之汲取前人的成功经验，经过多年观测和推算，完成了我国历法史上的第二次大改革。他制定出了当时世界上最精密的历法，简称“大明历”。这部历法提出：应在每391年中设置144个闰月，朔望月的长度为29.530 9日，一个回归年的长度是365.242 8日。这与实际的天象十分吻合，与我们利用现代天文手段测出的数值极其接近！

祖冲之画像