观象授时芒种篇：古代不知道地球绕太阳转，怎么知道一年365天
期三百有六旬有六日，以闰月定四时，成岁。————《尚书·虞书·尧典》
今年芒种，6月5日12时10分，甲辰年四月廿九。
公历一年的时间，是根据地球围绕太阳转一周的时间确定的。
古代不知道地球是围绕太阳转的，怎么知道一年是365天呢？
大众由于一些基础性知识缺乏，容易过高或者过低估计解决一些问题的难度。
有两种大众观点是错误的：
- 古代确定一年365天的周期是一件很困难的事情。
- 历法的精确度对农业生产影响很大。
早在人类进入农业文明前，人类就已经可以感觉到气候的季节性规律了。
社会科学对原始部落的跟踪研究发现，他们对生活地的周围动植物种类、习性非常熟悉，远远超过现代人。
原始社会狩猎、食物采集的生活方式，都需要熟悉动物的活动规律，植物的生长成熟规律，和气候的季节性变化规律。
与自然物候现象相比，很多天文现象和地球绕太阳运动的周期规律是一致的，统计这些天文现象的时间间隔，就能推算出太阳年。
世界上各地区都是通过观测天文现象的周期性变化，就能实际确定太阳年的实际周期。
通常用来测定太阳年周期的天文方法有：
- 圭表测影。观测正午时分标杆物体的影子长度。影子最长的一天是冬至日，影子最短一天是夏至日。两个冬至间隔的天数就正好是太阳年的时间长度。
- 偕日升。太阳初升的时候，某颗特定恒星一年中在首次出现在地平线上。两次偕日升间隔的天数就是太阳年的时间长度。
- 昏、旦中星。黄昏、黎明时，观测位于正南方的天空中的恒星。某特定恒星两次出现在正南方之间的间隔天数就是太阳年的时间长度。
- 北斗指向。由于地球绕太阳旋转，每天傍晚或者日出前，北斗斗柄的指向都是不同的，北斗斗柄两次指向同一方位之间间隔的天数就是太阳年时间长度。
- 沙漏计时。观测昼夜的时间长度，白天最长的一天是夏至，最短的一天是冬至。
- 观测每天日出点的位置。每天日出点的角度是不一样的，一年中夏至和冬至日的角度是特定的。
由于相邻几天的影子长度，角度差异非常小，古代受观测条件的限制，精确度不高。
但是这个误差可以通过长期数据积累弥补。
通过多种观测方法同时使用验证，也可以提高精确度。
由于古代生活方式，人类对周围天文、地理、动植物环境比现代人要熟悉的多。
识别这些方法的难度比现代人以为的要容易的多。
但是要达到准确认识到一年的时间长度是365天的程度，需要满足几个条件。
第一：需要长期记录累积天文数据。有一套类似序数、或者天干地支的符号能区别日期，记录下每天的数据变化。
第二：已经建立了完整的基本算术系统，能进行加减乘除运算。
对于古代社会而言，这可能是比找到合适的天文观测方案更有难度的事情。
根据西水坡遗址、双槐树遗址的发现，中国古代5000年前已经使用立表测影和北斗观测方法确定时节。
根据陶寺遗址的考古发现，大约相当于帝尧时期，当时不仅使用了立表测影、沙漏计时的方法确定时节，还修建了大型观象台，观测每日日出点的位置。
遗址发现的圭尺、观象台证明古代中国人已经掌握了二十节气的太阳历法。
证明当时已经积累了很多年的天文数据，已经有成熟的算术系统。
对于古代文明来说，测定太阳年的精确周期是更有挑战性的事情。
目前已知的最早使用太阳历的是古代埃及，他们把天狼星偕日升的那一天作为一年的第一天，测定的一年的周期是365天。
由于和真实太阳年存在有误差，天狼星偕日升的时间每4年就会晚一天。1460年以后，天狼星偕日升会重新成为一年的第一天。
也就是说，经过1460年，才确定太阳年的实际周期是365.25天。
罗马人基于埃及人的知识，创立了儒略历，每4年设置一个闰年。
儒略历与回归年的差距大约是每400年差3天。
实际使用过程中累积的误差越来越大，1582年教皇格里高利十三世颁布了格里历，增加而外的规则，100年不是闰年，400年才是闰年，修正了这个误差，
经过了1600多年，才把太阳的精确周期从365.25天，提高到365.2425天。
而不论是古代埃及太阳历的混乱，还是儒略历的误差累积，都没有对农业生产造成影响。
实际上，历法是在人类进入农业文明后出现的，历法出现前，人类已经开始进行农业生产了。
即使历法误差大，甚至没有历法，人类也可以根据周围气候变化规律、动物活动规律、植物生长规律安排农业生产。
那么有个值得思考的问题是，为什么古代那么执着的追求历法的精确度呢？