“闰”字本身有“余数”“额外”的意思,闰年就是额外增加了一天的年份,以调整历法与地球实际公转周期的偏差。
在我国,据《尚书∙尧典》中记载,以“期三百有六旬有六日,以闰月定四时,成岁”(译文:一周年有三百六十六天,用闰月来固定一年四季,构成一年)[1] 来安排闰年、闰月。这是我国最早关于古代原始阴阳历的记载。
闰年产生的原因是,地球公转的时间并不是地球自转时间(1天、24小时)的正整数倍,即地球公转的时间并不等于365天或者是366天,而是365天5小时48分46秒(合365.24219天)。这就意味着每年会多出约0.24 天。直接省去天后的小数肯定是不可取的。可如果不进行调整,随着误差的积累,会导致公历的日期与季节和天象无法准确对应。
因此,人们引入了“闰年”的概念来调和协调人类时间计量与地球公转周期的不同步的问题,使得有些年份是365天,有些年份是366天。
设置闰年背后的科学意义在于让历法与自然节律之间保持稳定。历法是指导古代农业生产的重要工具,从古至今也承载着丰富的文化习俗。许多中国传统节日都和季节息息相关,例如春节,如果不设置闰年,正月初一便有可能出现在夏天或者秋天,与新年的含义相悖。
不同的历法有不同的置闰规则,这种规则也会随着时间改变。在这里,列出目前我国最常用的公历和农历的置闰规则。
公元年数能被4整除的年为闰年,其余年为平年。但对整世纪年(如1600,1700……)只有世纪数也能被400整除的才是闰年,其余的虽然年数都能被4整除,但仍为平年,比如2000年是闰年,而1900年不是。每到闰年,在这一年的2月多加一天,即2月29日,全年共366天。
按照这个计算方式,每400年中有97个闰年,共400×365+97=146097日,与真正的回归年400×365.2422=146096.88日,400年累积误差为0.12日,需累积3300多年才满一天。
“四年一闰,百年不闰,四百年再闰”的精度目前来看已经足够,如果考虑更远的将来,由于地球的自转周期会发生缓慢的变化,未来置闰规则也会随之调整,现在的人们很难预测。
根据闰年算法,公元4年是闰年,且周期是4年,如果公元有0年,即为闰年。因为公元没有0年,那么公元前1年就是闰年。