曾一平、周书先关于“天文四季的科学划分”辩论
编者按：曾一平教授早先提出观点：天文四季应以赤纬定义来作唯一划分，周书先先生近日根据教材论坛文章为主，列出五点论据撰文“唯四立划季正确论是封关自守的自我边缘化主张”，引起双方关于“天文四季的科学划分”的辩论。编者认为此辩题是历改研究中的重要问题，需要推荐给研历同仁参考，同意周先生的要求辩论载刊，但建议去除臆测性的不当语句，采用简明扼要的表述方法，由双方商定辩论文稿后才能载刊，并且希望把其他重要观点也仿此办理。经过他俩的反复交流，今把商定的文稿刊出，提供大家参考。
曾一平：唯四立划季才是正确的天文四季(五稿)
论点1：天文学上的四季划分向来有东方和西方两种划分法
东方以四立为分界点，称四立分季。西方以分至为分界点，称分至分季。两种分季法，四立分季的原理资料上有通俗的介绍，但未见有正规理论的探讨文章。分至分季则各种文献上只见到分季方法的介绍，更未曾见到有原理或根据的介绍。
论点2：由于历法改革研究的需要，本人对天文四季分划作如下的初步理论探讨
（1)黄道四分季是要求将黄道划分为四个连续90度区域，以作为历法的分季依据。为了分清区域，必须要求每个区域有唯一的天文数字特征，而且任意二相邻区域的数字特征不能相重叠。我称这个分区条件为合理分区的充分必要条件。满足这个充要条件的四分区，称为黄道的天文四季。这是为“天文四季”作一个严格的学术定义。
（2)以立春、立夏、立秋、立冬四点，即黄经315度、45度、135度、225度四点作分点的四分区，以太阳赤纬作唯一天文参数作分区的特征指标，就是合乎以上充分必要条件的分区方法。因为其第四区的赤纬低于第一区；第一区的赤纬低于第二区；第二区的赤纬高于第三区；第三区的赤纬高于第四区。因此为合格的黄道四分季。各区有唯一的赤纬数字范围为其特征指标，而且任何二相邻区域的赤纬数字范围不相重叠。
（3）将此黄道四分区称为“天文四季”。四区名称暂用生活上习惯的“春夏秋冬”四季称呼。但它们并不代表生活上的“春夏秋冬”四季，也不等同于气象上的“春夏秋冬”四季。而是以四立为界点的以赤纬为唯一数字特征的“天文四季”，其冬季的赤纬低于春季；春季的赤纬低于夏季；夏季的赤纬高于秋季；秋季的赤纬高于冬季。相邻季的赤纬互不重叠。因此，这样的天文四季是唯一科学合理的“天文四季”。
（4）西方以分至为界点的黄道四分区，未见任何资料上说明有唯一的天文参数作为其分区的特征指标。如果也以太阳赤纬为唯一天文参数作特征指标，易见：春季（春分至夏至）的赤纬范围约为0～23度26分，夏季（夏至至秋分）的赤纬范围也为0～23度26分。两者相同，不能区分。有人说，范围虽相同，用变化方向可以区分。但这就违反了充分必要条件：“要求每个区域有唯一的天文数字特征，而且任意二相邻区域的数字特征不能相重叠”。因此“分至四分区”不能满足黄道四分季的充要条件，所以按上述定义不能称为“天文四分区”。但由于过去无人探讨这个问题，习惯上已经称其为“天文四分区”，就更进而已称为 “分至天文四季”了。名称无关实质，也就不加追究。不妨将所有的黄道四分区，不论满足不满足上述充要条件，称为广义的“天文四分区”。“四立分季”是否具有“天文四分区”的唯一性，只需证明任何四立以外的四界点所作的四分区都不能满足此充分必要条件即可。证明如下：
设立春点的赤纬为-l,立夏点的赤纬为l,立秋点的赤纬为l,立冬点的赤纬为-l。及0<=a<=45度。a=0度,即为四立分区，符合充要条件；a=45度即为分至分区，不符合充要条件。
以黄经（-45度＋n*90度+a）（0<a<45度）（n=0，1，2，3）为分点作黄道四分区。则第一区上界点和第二区的下界的黄经为(45+a)度，所以对应赤纬设为l+b1度(l>b1>0)。第二区上界点的黄经为(135+a)度，所以赤纬为l-b2度(l>b2>0。
于是，第一区与第二区的赤纬相重叠（b1+b2）>0度。所以不满足充要条件。
由于0<a<45度是任意的，所以第一分点取在立春与春分间的任何点，分划都不满足充要条件。类似方法可证，第一分点取在春分与立夏之间的任何点，分划也都不满足充要条件。因此，四立分季是满足充要条件的唯一分划法得到证明。
以下把两种黄道四分季泛称为“天文四季”。天文四季名称暂用生活上习惯的“春夏秋冬”称呼。但它们并不代表生活上的“春夏秋冬”四季，也不等同于气象上的“春夏秋冬”四季。
论点3：满足充要条件的“天文四分区”为阳历历法的准绳 “天文四分区”与气温无直接关系，一切气温尺度都是地域性的，都不能用来衡量全球性的天文四分区。不能用气温尺度衡量各种四分区法的优劣是非这就像不能用量角器来量长度类似。有关气候的民谚都是地域性的，所以不能用地域性的气候民谚来证明哪种全球性的天文四分区符合或不符合气温四季。
辩论的附加说明：
1、教科书或词书只叙述现有分季学说状况，没有各学说的理论论证。西方至今没有讲为何这样分。没有讲这样分法各季的天文特征是什么。因此教科书或词书不能作四季分划学说正确与否的判定依据。
2、多数少数不是判断是非的依据。世界上的事，现在西方仍然是主流,这是现实。不坚持我国传统的四立分季科学理论，就是放弃科学真理。我国天文地理学界现在兼容东西两种分季方法，是还没有人深入研究的缘故。凡事总有开头做的人，我作的开头工作，希望有人作深入理论探讨。
3、我们研究的是世界阳历方案，对中外古今的理论都要经过科学的分析，合理的、正确的、合乎科学的才能作依据。不合理的，再大的权威，再多的多数，也不能盲从。这样才能制定出一个科学的、合理的、方便的世界新阳历。
周书先：四立与分至划季都是天文四季（五稿）
论点１：我国的四立划季侧重天文意义
四季是以太阳在黄道上的视位置和太阳赤纬范围为依据，用昼夜长短和太阳高度的变化来划分的，在黄道上选取各为90度的4个象限。我国以四立划分四季，春分、秋分日之时，全球各地昼夜长短和太阳高度都等于全年的平均值，故把春分作为春季的中点，把秋分作为秋季的中点；冬至昼最短，夜最长，太阳高度最低，地表获得太阳能量最少，故作为冬季的中点。夏至昼最长，夜最短，太阳高度最高，地表获得太阳能量最多，故作为夏季的中点。
论点２：欧美的分至划季兼具天文意义和气候意义
欧美以二分、二至划分四季，由于地表具有贮存太阳热能的作用,在一年中北半球同一个地方，冬至不是最冷的时候，黄河中下游地区——中纬度地区“三九四九冰凌上走”，一直到“七九河开”之前，都处于冰天雪地，冬季最冷在大寒末；夏至也不是最热的时候，“热在三伏”，夏季最热在立秋初，气温高低的极值都要分别推迟40天左右。冬至与春分的气温大体接近，夏至与秋分的气温也差不多，珠海市今年立春的气温达到12年来的最低5 ºC，上海2007年7月29日创气温记录超过39度。虽然春季与夏季的太阳赤纬范围相同，但春季的赤纬是由0度到北纬23度26分，气温由凉逐步转暖，夏季的赤纬是由北纬23度26分到0度，气温由暖逐步转到极热（立秋初），再逐步转暖。秋季和冬季的太阳赤纬范围也相同，但秋季的赤纬是由0度到南纬23度26分，气温由暖逐步转到凉，冬季的赤纬是由南纬23度26分到0度，气温由凉逐步转到极寒（大寒末），再逐步转到凉。
论点3：把四立划季与分至划季对立起来将误导历改
中国学者张宝坤提出“候平均气温≤10°C为冬季，10—22°C为春季，≥22°C为夏季，22—10°C为秋季”。中纬度地区的气候四季更分明，低纬度地区夏季时间较长，冬季时间较短，高纬度地区冬季时间较长，夏季时间较短。由于地壳表层对太阳热量的储藏作用使任何北温带地区1年里的最热、最冷日期都比夏至和冬至都要滞后1个多月，即最热在立秋初，最冷在大寒末，分至划季比四立划季迟1个半月，最热刚好在分至划季夏季的中点，最冷刚好在分至划季冬季的中点，我国天文地理学界兼容东西方两种分季方法，但世界上多数国家的天文地理学界和辞书仅把黄道划分成十二气（中气）——黄道十二宫，没有细分为二十四节气，他们仅主张普通群众方便掌握的、跟中纬度地区的气候四季大体相符兼具天文意义的分至划季法，天文四季不以气候四季相联系，就成了无缘之木，实践是检验真理的唯一标准。把格里历元旦提前10天到冬至，即采用分至划季法，与国际潮流接轨，历改阻力较小。曾教授制定出所谓“严格的学术定义：天文四季合理分区的充分必要条件为每个区域有唯一的天文数字特征，而且任意二相邻区域的数字特征不能相重叠”，“唯有我国的四立划季才能称为四季，西方的分至划季不能称为四季”，只允许四立划季法不相邻区域的春季与秋季的太阳赤纬范围相同，用世界上多数国家不熟悉的、比元旦迟34天的立春作年首，强求多数国家跟我国接轨，实为削足适履的框框，要推翻和改写我国兼容东西两种分季法和西方的分季法，历改阻力可想而知，把自己置于十分孤立和不利的境地，我们要识大体，为了历改大局，早日统一历改思想，产生出能跟“2012年世界历启用运动”抗衡的方案，否则将贻误时机，抱憾终生。
附图
最冷
最热
西方分至划季太阳赤纬示意图
北回归线N23°26´春季 夏季 秋季 冬季
赤道0°
N16°26´
冬季 夏季 春季 秋季 S16°21´
南回归线N16°21´
中国四立划季太阳赤纬示意图
