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月相与月相手表

2022-10-27李北

钟表 2022年5期
关键词:月相历法潮汐

李北研究员级高级工程师哈尔滨工业大学兼职教授前全国钟表标准化技术委员会副主任委员

月相是一种天文现象。天文学术语月相(英语:moon phase)是天文学中对于在地球上看到的月球被太阳照明部分的称呼。月球本身既不发光也不透明,月球可见发亮部分是反射太阳光的部分。月球靠反射太阳光发亮,当它与太阳的相对位置不同时,便呈现出人在地球上观察到的不同形状。月球绕地球转动时,太阳、地球、月球三者的相对位置在一定周期内呈规律性的变化,当月球直接被太阳照射的部分反射太阳光时,人在地球上不同的角度可看到月球被太阳直接照射部分的形状,其阴影部分则是月球的阴暗面。月相就是月亮位相的变化,东、西方的月相呈映像关系。

远古时期,月相作为节气、庆典甚至历法的计时参照物,帮助人们适时、有效地安排农耕种植、捕捞渔猎等生产活动和祭奠庆祝活动。根据月相周期利用月光照明亦是古代安排夜间生产或活动的重要条件。世界上流行的历法有阳历、纯阴历和阴阳合历。阳历是太阳历的简称,是以地球绕太阳公转周期为基础制定的历法,与月相周期无关。也是自二十世纪初开始被全世界普遍采用的公历,又称儒略历、格里高利历,属于西方纪年历法;纯阴历即伊斯兰历,又称回历。仅以月亮圆缺循环周期作为月的长度,是与太阳回归年周期不相对应的纪年历法;阴阳合历是自夏朝以来我国传统的农历,俗称阴历。以朔望月作为月的长度,以太阳回归年周期计算年的长度,通过设置二十四节气及闰月,使平均历年与太阳回归年相符合,是中国纪年历法。

月相与宗教及其相关的宗教活动有关。伊斯兰教的清真寺礼拜堂和宣礼塔的塔顶一般都有新月标志,有些国家的国旗上也有新月图案。新月象征伊斯兰教文明及信仰,有上升、新生、幸福、吉祥、初始光亮和新的时光之意。每年穆斯林斋月的开始和结束也都以新月的出现为标志。新月(阿拉伯语:Hilal)即月相中的蛾眉月,俗称月牙,其天文学意义是月球运行经过太阳和地球之间初亮时的月相。

月相还能指示人类利用潮汐。潮汐是一种自然现象,是地壳、海洋和大气要素在天体主要是月球和太阳引潮力作用下发生的周期性运动和变化的总称。广义的潮汐,包括岩石圈的地潮,即地球产生弹性-塑性变形的固体潮汐;水圈的海潮,即海平面周期性升降、涨落和进退的海洋潮汐;大气圈的气潮,即气压场、大气风场、地球磁场等大气潮汐。

狭义的潮汐就是人们熟悉和习惯性称之为潮汐的海洋潮汐,是海水在月球和太阳的引潮力作用下产生的周期性运动。潮汐变化直接影响到人类生活、沿岸和远航的各种经济活动,包括海水养殖、海洋渔业、旅游观光、航海交通、海洋工程等民生产业,以及科学实验、能源开发和军事应用等涉及到国家安全的重要领域。而月相则是潮汐的天然标志,朔月和望月后的2-3天内各有一次大潮,潮差最大。上弦月和下弦月后的2-3天内各有一次小潮,潮差最小。海平面垂直方向上的潮位涨落称为潮汐,海水在水平方向的流动称为潮流。我国古代先贤造潮汐二字以区分生潮时刻,发生在早晨的海水涨落谓之潮,发生在晚上的海水涨落谓之汐,易于理解、记忆和使用,足见中文之巧之美。

被英国科学史专家李约瑟誉为“中国科学史上里程碑”的北宋沈括所著《梦溪笔谈》(1091年)曾就日月之行论述,“日月之形如丸。何以知之?以月盈亏可验也。月本无光,犹银丸,日耀之乃光。光之初生,日在其傍,故光侧而所见才如钩;日渐远,则斜照,而光稍满。如一弹丸,以粉涂其半,侧视之,则粉处如钩;对视之,则正圆,此有以知其如丸也”。宋朝乾兴元年燕肃在其《海潮论》(1022年)中所论述的潮汐产生原因,与近代英国科学家牛顿在其《自然哲学的数学原理》(1685年)中根据万有引力理论推导解释潮汐现象有异曲同工之妙,充分展现出我国古代科学家的智慧和学术前瞻性。

很多国际一线手表品牌生产带月相指示功能的精美产品,业界和消费者习惯地称之为月相手表。一般情况下,手表的月相指示装置可以大概或间接地显示出日地月三者之间的相对位置及其规律变化的实时趋势,但不能将其视为精准的科学依据。就像当下有些智能手表具有的血压、心率指示功能一样,可以提示甚至警示人的生命体征趋势,但不具备医疗级辅助诊断的实用功效。

月相手表的月相显示器通常被设计成一个多圆弧相切的异形窗口,附加于机心机构上的月相盘印有2个月亮和星象图案,机心运走时带动其顺时针旋转,以显示月亮位相变化的实时状态。月相盘通常依据朔望月29.53059天的周期,取舍保留小数点后一位数字,设计成带59个齿的轮片或其他可以实现该周期的轮系,其传动原理类似日历、星期盘,每天推进一齿以模拟显示月亮位相变化的位置。由于59齿月相轮是基于29.5天为周期进行计算和设计的,故与天文朔望月周期存在约0.73416小时的月误差,每运行32.69042 个月的积累误差大约为24小时,故月相手表需另行设计月相显示调整装置以纠正和补足。据说朗格1815月相表采用了弹簧动力以及特殊传动比齿轮组的月相显示驱动机构,与天文月相周期的月误差仅为6.61秒,解决了传统设计的月相显示机构每33个月滞后24小时的积累误差问题,堪称千年月相手表。

客观而论,月相表的机心结构及功能并不属于复杂机心范畴。而月相手表与月亮相关的美丽神话与联想,赋予了高档月相手表神秘和浪漫的人文色彩;其颇具美感的设计和精致的做工,令月相手表完全具备了高级制表的高品质以及市场认同并接受的高价位;二者叠加足以使高档月相手表延续其故事和话题性,以形成足够的商业营销空间。

窃以为,月相规律揭示了人生与器物发展的本质逻辑,“月有阴晴圆缺,此事古难全”。它警示世人做事做人都必须符合天道和人道的客观规律,切不可强遂己意;它提醒我们要以豁达超然的心态面对圆缺顺逆,不以物喜不以己悲。月亮虽不能发光,其反射太阳光芒的夜之清辉也可以带给大自然和人类以另类的温暖。人生若如许,不亦快哉。

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