《淮南子•天文训》中关于二十四节气的系统记载
二十四节气是中国传统农学指时体系中最具特色的重要组成部分。二十四节气的形成，经历了漫长的过程，到了秦汉时期而臻于完备。在《淮南子•天文训》中在关于二十四节气的系统记载。为醒目见，兹列表如下：
《淮南子•天文训》所载二十四节气比之前代有明显的进步，主要表现在以下三个方面：
首先是二十四节气名称与顺序的定型。关于二十四节气名称的系统记载，始见于《逸周书•时则训》。但据卢文弨的考证，《时则训》中“雨水”和“惊蛰”、“清明”和“谷雨”的前后次序，原来应是相互调换的。也就是说，先秦时代虽然已经具备产生二十四节气的条件，但当时二十四节气的名称与后世不完全一样，今本《时则训》二十四节气的名称和顺序可能经过汉代人的整理和修改。但《淮南子》所载二十四节气的名称和顺序，已经与后世完全相同，历二千多年而没有改变。这标志着二十四节气的定型。
其次是二十四节气的天文定位。《淮南子•天文训》是按“斗转星移”的原则，根据北斗星斗柄的指向来定二十四节气的。正北的子辰与正南的午辰相连（经），正东的卯辰和正西的酉辰相连（纬），形成两条相互垂直的线（“二绳”）。斗柄“中绳”分别为冬夏二“至”和春秋二“分”，与《鹖冠子》“斗柄东向，天下皆春；斗柄南向，天下皆夏；斗柄西向，天下皆秋；斗柄北向，天下皆冬”的记载一致。“二绳”把天穹划分为四区，即分别由丑寅、辰巳、未辛、戌亥组成的四鉤。每一方的中心处叫“维”。“东北为报德之维，西南为背阴之维，东南为常阳之维。”“两维之间，九十一度十六分度之五而升，日行一度，十五日为一节，以生二十四时之变。”见下图：（采自《淮南子全译》上册第212页附录四）
《淮南子•天文训》还以阴阳二气的消长为理论依据，对二十四节气的气候意义作了简要的描述。如冬至夏至分别是阴阳二气盛衰转换的枢纽，有相应的物候与日晷：“日冬至，井水盛，盆水溢，羊脱毛，麋角解，鹊始巢；八尺之修，日中而景丈三尺。日夏至而流黄泽，石精出；蝉始鸣，半夏生；蚊虻不食驹犊，鸷鸟不搏黄口；八尺之景，修径尺五寸。景修则阴气胜，景短则阳气胜。”春分秋分分别以“雷行”“雷戒”为标志，它们所在的夏历二月和八月，“阴阳气均，日夜分平”，是冬半年和夏半年的分界，“故曰二月会而万物生，八月会而草木死”。立春“阳气解冻”，立夏“大风济”，立秋“凉风至”，立冬“草木皆死”，也描述得相当准确。《淮南子•天文训》只对“二绳”“四维”上的八个节气气候意义作出解释，而其他节气的气候意义实际上已经包括在它的名称中了。这些解释是建立在精密的天文定位的基础上的，它标志着中国古代人民对二十四节气的认识发展到了一个新的阶段。
历法的改进和二十四节气与农历月序的协调
二十四节气在中国古代农业生产中作用的充分发挥，还有赖于历法的进一步完善。
从颛顼历到太初历
秦始皇统一中国后，根据当时流行的五德始终说，自认为秦是以“水德”取代了周的“火德”，必须对正朔、历日制度作相应的改变，于是颁发了全国统一的“颛顼历”。以夏历十月为岁首，仍称“十月”，第四个月则称“端月”（端月即正月，因避秦羸政名讳而改“正”为“端”）。汉代秦后，仍然延续颛顼历实行达百年之久。但民间自周代以来，在实际的生产和生活中，一直采用比较符合季节实际变化的“夏时”。出于政治需要而实行的，以十月为岁首的颛顼历，与四季顺序和民间习惯不协调的矛盾，随着时间的推移，越来越突出。而且颛顼历本已疏阔，行用一百多年来，误差越大，出现“朔晦月见，弦望满亏”（《汉书•律历志》）等月相名不副实的现象，已经到了非改革不可的地步了。
元封七年（公元前104年），汉武帝下令由公孙卿、壶遂、司马迁等“议造汉历”，并召募了一批民间的制历能手参加工作；由于改行新的历法，把元封七年改为太初元年，新历法也就命名为太初历。太初历以孟春正月为每年的第一个月，明确规定一个回归年由二十四节气组成，而把闰月设置在没有中气的月份，这就不但解决了长期以来历法与民间生产和生活习惯的矛盾，而且建立了朔望月与二十四节气协调的对应关系。这是中国传统历法中意义深远的改进。
第一编谈到，二十四节气是从标准时体系发展而来的，而标准时体系则是为了弥补以朔望月计时的某些缺陷而产生的。二十四节气本身也有一个与朔望月协调的问题；但在很长时期内，这种协调没有能够最终完成。原因是置闰没有规律，缺乏正确的准则，以至节气与月序不能一一对应，不便于生产季节的推算；在实行年终置闰的颛顼历时，这种情形尤甚。太初历以无中气之月为闰，使这个长期困扰人们的问题获得解决。《汉书•律历志》云：
时所以纪启闭也；月所以纪分至也。启闭者，节也；分至者，中也。节不必在其月，故时中必在正数之月。
《续汉书•律历志》云：
月四时推移，故置十二中以定月位。有朔而无中者为闰月。中之始曰节，与中为二十四气，以除一岁日，为一气之日数也。
当时二十四节气均称“气”，每月二“气”，前者（单数）称“节”或“节气”，包括启（立春、立夏）闭（立秋、立冬）在内；后者（双数）称“中”或“中气”，包括分（春分、秋分）至（夏至、冬至）在内。节气可以在本月的上半月，也可以在上月的下半月，但中气必须分配在指定的月中。这就是“置十二中以定月位”。如以古之“八节”而言，春夏秋冬四季（时）是从立春、立夏、立秋、立冬（启闭）开始的，不一定在规定的月中，而作为季节中点（时中）的春分、秋分、夏至、冬至，则固定在每年的二、五、八、十一月中。由于实行“置十二中以定月位”，节气、中气和月份的关系就基本固定了。见下表：
二十四节气与月份对应表
如果遇到闰年，一年中有十三个月，总会有一个月没有中气，就拿它作为闰月（“有朔而无中者为闰月”）。这样安排闰月，可以使节气（包括“中”与“节”）与月序的偏离不超过半个月。这种历法，对生产和生活的安排无疑是很有利的。
从太初历到后汉四分历
但太初历也有其缺点，它是八十一分历，即一个朔望月的日数（朔策）为29又43/81，由此导出的回归年日数（岁实）为365又385/1539。这两个数值比四分历的相应数值（29又499/940，365又1/4）的误差都大。公元85年，东汉编訢、李梵、贾逵等集体修订了乾象历，乾象历重新采用了四分法，取一年长度为365又1/4日，故又称“后汉四分历”。“后汉四分历”还列入了二十四节气的昏旦中星，以及昼夜刻漏、晷影长短的实测结果。这些使得二十四节气进一步趋于完善。下面以冬至、小寒为例列表如下：
后汉四分历节气与星躔、刻漏、晷影对应关系举例
确定节气的其他辅助手段
如前所述，秦汉时代人们是用观测日晷和星象等方法来确定节气的。但有时候实际气候的变化和天文的变化并不完全一致，这就需要用其他办法来校正，以便尽可能准确地把握气候的实际变化。《史记•天官书》载：
冬至短极，县土炭，炭动，鹿解角，兰根出，泉水跃，略以知日至，要决晷景。
这是说，测定冬至主要看晷景，但也采用其他辅助手段。其中，“鹿解角，兰根出，泉水跃” 是冬至时节的物候，“县土炭”则是以炭测定空气湿度以帮助确定冬至点的办法。炭吸附性和透气性均好，易燥易湿，人们在实践中懂得“悬羽与炭而知燥湿之气”（《淮南子•说山训》）。“县土炭”候气的具体方法，是把等重的土和炭分置“衡”的两端，冬至到来时，空气干燥，炭首先变轻而上翘；夏至到来时，空气潮湿，炭首先变重而下沉。这实际上是一种天平式的“湿度计”。对其机理，《淮南子•天文训》解释说：
日冬至则水从之，日夏至则火从之，故五月火正而水漏，十一月水正而阴胜。阳气为火，阴气为水，水胜故夏至湿，火胜故冬至燥。燥故炭轻，湿故炭重。
这个办法后来又有所改进，用铁代替了土；因为铁受空气燥湿的影响比土还小，更适宜作为对空气燥湿反应敏感的炭的参照物。这个办法大概实行了不短的时间，所以东汉末年的李寻以此作譬，说：“政治感阴阳，犹铁炭之低昂。”注引孟康曰：
《天文志》云“县土炭”也，以铁易土耳。先冬夏至，县铁炭于衡，各一端，令适停。冬，阳气至，炭仰而铁低。夏，阴气至，炭低而铁仰。以此候二至也。
这一解释是完全正确的。这是一种简单而巧妙的测量湿度的方法。也是世界上最早的测湿仪。
除了土炭或铁炭测湿外，当时还有其他的候气法，如律管候气法等，但其机理和效果都不大清楚，这里就不予介绍了。
早期道教的“二十四气历”
东汉顺帝时,张道陵在四川创立了道教,世称“五斗米道”，当时曾经实行过自创的历法。《张天师二十四治图经》云:
太上以汉安二年正月七日中时下二十四治，上八治，中八治，下八治，应天二十四气，合二十八宿，付天师张道陵奉行于布化。
天师以建安元年正月七日，出下四治，名备治，合前二十八宿也。星宿治随天立历，运设教劫。
这里所说的“随天立历”显然与制历有关。具体说来，是将二十八宿与二十四气配合起来计月计日。这种历法以立春为岁首，一年分为春夏秋冬四季，每季三个月，九十日。每月两个节气，十二个月共二十四节气。《玄都开辟律》云：
二十四气为天使。一气十五日，一岁十二月，月二气,终岁为二十四气，皆是自然之气也。
道教又设二十四治（职）,以应二十四气；其重要职责之一当是掌握节气、制定和贯彻历法。东汉时五斗米道经书《太上三五正一盟威录》有二十四治与节气相配的完整记录如下表：
道教太阳历二十四气、二十八宿及月日数表
道教之所以重视节气，是因为节气代表了“天之气”,这固然与个人修炼有关，这更与二十四节气在民间的广泛使用有关。五斗米道作为一个很有势力的民间宗教群体，并一度成为农民政权依以建立的精神支柱，它依据民间广泛流行的二十四节气来制订历法，是顺理成章的事情。这种按恒星方位以二十四气来计月计日的历法，研究者称之为“二十四气历”。它是一种太阳历，不同于官方的阴阳合历。道教中有所谓五腊日,很可能是为了协调一年360日与回归年之间的差距而设置的，类似于彝族十月太阳历中最后五天的“过年日”。“二十四气历”在道教势力范围内实行过相当长的一段时间，后来，唐代的道士进一步改编成“二十八宿旁通历”,流传于民间。宋代民间天文学家卫朴尚能背诵之,沈括正是在他的启发下提出了独具创意的新历法——“十二气历”。
汉代“纬书”对节气的记述和解释
还应指出的是，秦汉时代方士化了的儒生所编写的纬书中，虽然充满了封建迷信的内容，但其中有时也包含了一些自然科学的知识。如纬书把易数与历法结合起来，以八卦配八风（八节），以坎、离、震、兑四正卦之二十四爻配二十四节气，以十二消息卦，每卦六爻，凡七十二爻，配一年七十二候，形成所谓“卦气说”。以每日、每候卦气的寒温清浊来附会人事的善恶；以节候的误差引出灾异的占验。例如《易纬•通卦验》：
立春：雨水降，条风至。雉雊，鸡乳，冰解，杨柳椲。晷长丈一尺二分。青阳云出房，如积水。当至不至则兵起，来年麦不成。人足少阳脉虚……
雨水，冻冰释，猛风至，獭祭鱼，鸧鴳鸣，蝙蝠出。晷长九尺一寸六分，黄阳云出亢，南黄北黑。当至不至，则旱，麦不为。人足手阳脉虚……
每个节气都有相应的描述。以卦气附会人事的吉凶当然是荒谬的，但这些叙述中也包含了人们长期积累的关于节气、物候和天象等方面的知识。
在纬书中甚至出现了用地球的运动来解释节气产生的理论。
地有四游，冬至地上行，北而西三万里；夏至地中行，南而东三万里；春秋二分则其中矣。地恒动不止，而人不知，譬如人在大舟中闭牖而坐，舟行而不觉也。（《尚书纬•考灵曜》）
地球四时不停运动着。冬至地球偏北，相对来说太阳偏南；夏至地球偏南，相对来说太阳偏南。而分至等节气正是由此而又产生。这是科学史上十分重要的创见。何以得知地球是运动的呢？《春秋斗运枢》说：“地动则见于天象。”这是应用运动相对性的原理，以日月星辰的变化推导出地球的运动来；同时用“闭舟而行”对“地恒动不止而人不知”作了通俗易懂的解释。
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