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为什么牛顿的生日是圣诞节?

普林小虎队 普林小虎队 2021-11-13

撰文|倪忆


笔者曾经编过一个关于圣诞节的段子:



很快就有一位同学说被忽悠了,因为他在网上查到的牛顿生日并不是圣诞节。


正式文献里,牛顿确实有两组不同的生卒日期。一组是1643年1月4日出生,1727年3月31日去世;另外一组是1642年12月25日出生,1726年3月20日去世。如果说出生日期因为记载不详细可能有差错,那为什么牛顿这样重要的人物的去世日期都如此混乱?甚至有一年之久的差别?





要讲清楚这个问题,首先我们得弄明白:



什么叫一“”,什么叫一“”。


对于有着现代天文学入门知识的我们来说,一天很好理解,就是地球自转一周的时间。一年呢,则是地球绕太阳公转一周的时间。天文学上把这个时间长度称为一“回归年”,大约是365.2422天。(更精确的数字是365.2421990741天。)


好了,现在麻烦来了。地球绕太阳公转一周的时间,并不是地球自转一周时间的整数倍!在制定历法的时候,把最接近的整数365作为一年的天数。这样当然不准确,所以还把能被4整除的年份设置为闰年,比平年多一天,总共有366天。比如今年是2020年,2020能够被4整除,所以今年是闰年。这个制定闰年的规则在古罗马独裁官凯撒(Julius Caesar)于公元前45年制定的《儒略历》(Julian calendar)里首次出现,一直沿用了一千多年。


凯撒胸像


按这种闰年设置,每四年会额外增加一天。平均下来,儒略历的一年有365.25天[1],已经非常接近前面说的365.2422天了。然而,很接近并不等于就是一样的。凯撒时代的天文学家采用365.25这个数字,是因为那时候的技术水平只能计算到这个程度。儒略历的一年比实际的一回归年多0.0078天,四百年就会多出3.12天。在凡人有限的一生中,这样的差别无关紧要。可是经过悠悠千载的漫长岁月,差别就相当大了。


古代历法的一个重要作用就是指导农业生产:什么时候播种,什么时候收获。只差两三天还无所谓,差上十几天就会出问题。而且如果放任不管,迟早新年会跑到夏天去。那该怎么办?

1582年,天主教会的老大,教皇格里高利十三世(Gregory XIII)颁布了新的历法,规定每四百年中要减少三个闰年。规则是,如果一个年份能被100整除,但不能被400整除,那么这个年份就不是闰年。比如1900年不是闰年,2000年就是闰年。与此同时,日期也作了调整。具体而言,1582年10月4日的下一天就是1582年10月15日,中间的十天日期都被生生抹掉了。


教皇就是这样威武霸气


可以想象,如此剧烈的变动,在当时必然引起类似后世“千年虫”那样的危机。比如很多农民害怕会多交十天地租。然而新历法还是依靠教廷的权威在西班牙、法国等天主教国家推行了下去。这就是我们今天使用的公历,又称格里高利历(Gregorian calendar)。


教皇格里高利十三世


有位处女座同学发现了,儒略历每四百年多出3.12天,格里高利历减去了三天,所以每四百年多出0.12天。那就是说,平均每一百年多出0.03天,每三千三百年就多出0.99天,差不多一天了。怎么办?好在意!



对这个问题,我的回答是,到时候人类自然会有办法。与其担忧历法,倒不如担心一下三千年以后人类还存不存在。有兴趣的读者可以看普林小虎队以前发的文章《宇宙灾难和地球文明:危险的天空》,共同关注人类的命运。


人类会不会遭遇跟恐龙一样的命运?




好了,继续我们的话题。1582年的时候,格里高利历只是在天主教廷能管到的国家推行,管不到的国家就推不下去。典型的例子就是英国。说起英国跟罗马教廷之间的恩恩怨怨,话就长了。英国本来是天主教会的一份子。1509年,亨利八世登基为英格兰国王,他的第一任王后是西班牙公主阿拉贡的凯瑟琳(Catherine of Aragon)。二十几年后,亨利八世想要让教会宣布他跟凯瑟琳的婚姻无效,这样他就能另娶新欢安·博林(Anne Boleyn)。然而西班牙是天主教大国,罗马教廷不能同意亨利八世休弃凯瑟琳公主。于是亨利八世干脆在1534年另成立英国国教会,自任教会领袖。这里面又有许多曲折,总之到了1582年,英国仍然脱离在天主教会之外,自然不会接受罗马教廷主导的历法改革。


亨利八世


英国直到1752年才开始使用格里高利历。终牛顿一生,英国都在使用儒略历。所以牛顿的出生日期按照儒略历是1642年12月25日,按格里高利历则是1643年1月4日。现在就可以回答我们的问题了:牛顿的生日之所以会是在圣诞节,归根结底是因为一百多年前的亨利八世想要娶安·博林!


电视剧《都铎王朝》里的安·博林


安·博林为亨利八世生下了一个女儿,就是大名鼎鼎的“童贞女王”伊丽莎白一世,正好是1582年时统治英国的君主。然而安·博林的结局并不好。或者说,亨利八世的王后们很难有好的结局。英国人民用一句口诀来总结他六位王后的结局:“离婚、砍头、死、离婚、砍头、活”(“divorced, beheaded, died, divorced, beheaded, survived”)。鉴于本公众号是亲子科普号而非后宫八卦号,在这里就不展开了。感兴趣的读者可以移步公众号“无事生妃”的欧洲皇室八卦系列《欧洲皇室八卦系列第三部【英国篇】之一王六后卷》。


电影《另一个博林家的女孩》里的安·博林



把牛顿的生日定为圣诞节有很多好处。首先,英国当时一直使用儒略历。如果牛顿要填写各种表格,上面的生日一项一定就是1642年12月25日。这个生日是牛顿本人认可的。其次,牛顿的伟大程度足以封圣。有一种说法,牛顿是人类得到的最好的圣诞礼物。再次,另外一位伟大的物理学家伽利略逝世于公历1642年1月8日。如果用儒略历来决定牛顿的生日,牛顿就是出生于伽利略逝世这一年,多么完美的传承!


在圣诞节为牛顿祝贺生日是英国皇家学会的保留节目


然而问题也不是没有。如果牛顿的生日是圣诞节,那么就得承认英国当时的历法。这样一来,牛顿逝世的日期就是1726年3月20日,也即格里高利历的1727年3月31日…… 等等,两种历法不就是差了10天吗?怎么这里差了一年?


原因很简单,当时英国的传统把“圣母节”3月25日,即传说中圣母玛利亚得知自己受孕的日期,作为一年的开端。[2] 对于那时的英国人来说,1726年12月31日的下一天是1726年1月1日,而1726年3月24日的下一天是1727年3月25日,也即1727年的第一天。有没有感到很晕菜?总之这样一来,牛顿的寿命给后人的印象就会少一年!所以如果不是成心造梗的话,正式文献通常还是会采取后人更习惯的格里高利历,有时加上儒略历的注解。


威尔斯(H. G. Wells):“我们英国人会时间旅行。”

霍金(Stephen Hawking)和彭罗斯(Roger Penrose):“一点儿没错儿!”
怀尔斯(Andrew Wiles):“我是不是走错片场了?导演快把我截掉!”[3]


不单单是英国,在别的非天主教国家都有同样的历法问题,比如信奉新教的大部分德意志诸侯国到1700年才采用格里高利历,而信奉东正教的俄国直到1918年才采用。一个著名的例子就是十月革命,发生在公历1917年11月7日,也即儒略历10月25日,所以被称为“十月”革命。在宗教节日上,东正教会仍然在采用儒略历,所以现在东正教的圣诞节是公历1月7日。


十月革命发生在十一月是常识


所以呢,牛顿的生日可以说是12月25日(儒略历),也可以说是1月4日(格里高利历)。既然英国皇家学会都选择在圣诞节为牛顿祝贺生日,我们也可以效仿。吃一个苹果,庆祝牛顿为人类带来的理性之光吧!



注释

文中图片来源于网络,部分资料选自维基百科。


[1]:古埃及天文学家已经知道了365.25这个近似数值,但没有在历法上体现出来。

[2]:"一月"只是一个中文翻译,并不表示它天然就是一年里的第一个月。在最初的罗马历里,三月(Martius)才是一年里的第一个月。而September, October, November, December这些词原本的含义就是“第七个月”、“第八个月”、“第九个月”、“第十个月”,从它们的词根便能看出来。

[3]:威尔斯发表于1895年的科幻小说《时间机器》第一次把“时间旅行”作为一个科学主题加以讨论,并且已经使用了四维时空的概念。彭罗斯和霍金证明了奇点定理,把时间的开始与终结纳入科学研究的范畴,并深入探讨了时间旅行在物理上是否可能。怀尔斯证明了费马大定理,牛津大学数学研究所的楼就是以他的名字命名的。

在下面这张由牛津大学官方认证,广为流传的合影里,怀尔斯被截掉了。可能他的穿着有些碍眼,颜色和风格都跟另外两个人不搭配。脑补一下摄影师的心理活动:“你谁呀就往上凑?太没眼力见了!还好我机智地留下了截图的空间。”





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