乙、正午太陽高度的變化○1太陽高度角的概念太陽光線與地球表面某點水平切線的夾角，稱為太陽高度角，簡稱太陽高度。正午太陽高度指正午12時時的太陽高度角——中國古代歷史文獻說的圭表上測得的「日影的長度」，本質上，就是測量太陽高度角。由於《內經》是研究中醫科學的，其中的地球物理學、天體物理學上的相關概念——我們是十分陌生的，也是不重視的。這樣，自然科學的本來面目就被淹沒了——3000年後的今天，居然沒有一個中國科學家正確翻譯《內經》中的這些原文，就是很好的證據——我希望《內經》的這些原文，應該成為地理學、天體物理學的必修教材，讓更多的人了解事實的真相、科學的真相 ！ ○2正午太陽高度角的變化規律正午太陽高度角的變化○a隨緯度變化春秋分日：由赤道向兩極降低；夏至日：由北回歸線向南北兩極降低；冬至日：由南回歸線向南北兩極降低。○b隨季節變化北回歸線以北的地區：夏至日達到一年中的最大值，冬至日達到一年中的最小值。南回歸線以南的地區：冬至日達到一年中的最大值，夏至日達到一年中的最小值。這是由於四季的劃分是以中國所在的北半球氣候變化為參考依據的，南北球同樣有四季，正好與北半球的四季季節相反。這就是《內經》123個殘字中【反一，四方各作解】的本質——也是自從王冰以來1000語年誤解的原因——不理解平面直角坐標系、球坐標系、極坐標系的功能造成的！回歸線之間的地區：南北回歸線上一年各一次直射90°，其他地區有2次直射。○3正午太陽高度的計演算法則○a對於一個地點來說，太陽位於天頂的時候，它的高度是90°；太陽位於地平線的時候，高度是0度。——中國古人使用的數字，就是10個天乾和12個地支以及八卦符號和六爻符號來計算的。○b從全球範圍來看，在太陽直射點上，太陽高度為90度，從這裡開始，太陽高度向四周降低，作同心圓分布。到晨昏線上，太陽高度為0°。○c正午太陽高度就是一日內最大的太陽高度；它的大小隨緯度不同和季節變化而有規律地變化著。○d一地正午太陽高度角的大小，可以用下列公式計算：H=90°-|φ-δ|，其中H為正午太陽高度，φ為當地的地理緯度，永遠取正值，δ為太陽直射點的地理緯度，當地的夏半年取正值，反之取負值。○4太陽高度的應用內容很多，我說主要點：確定地方時；判斷日影長短以及朝向；房屋採光的多少；樓高和樓間距的關係；太陽能熱水器安裝的角度問題。其他略去不講，我重點講一下判斷日影長短以及朝向的問題，這是《內經》中講到的問題，但是，3000年來，沒有一個學者正確解讀《內經》中的這個關鍵而重大的問題——這就是中國圭表的具體功能，也是中國古人對世界自然科學的重大貢獻。（1） 正午日影朝向和長短變化正午日影的朝向取決於太陽直射點的位置。由於太陽直射點在南北回歸線之間周年往返移動，正午日影朝向不僅隨空間，而且隨公轉的時間的變化而變化。在北回歸線以北的地區正午日影始終朝北。北半球夏至日，北回歸線以北地區正午太陽高度角最大，正午日影最短。北半球冬至日，太陽直射在南回歸線上，北半球正午太陽高度角最小，日影最長。在南回歸線以南的地區，正午的日影始終朝南。北半球冬至日——南半球則是夏季（夏至日），南回歸線以南的地區正午太陽高度角最大，正午日影最短。北半球夏至日，南半球正午太陽高度角最小，日影最長。在南北回歸線之間，影子可以朝南，也可以朝北，且直射時無影子。一般太陽方位與物影朝向相反，但極點一致，即北極太陽永遠在南，影子永遠朝南；南極則相反。（2）日出、日落時日影朝向在北半球春秋二分日，全球各地太陽從正東方升起，正西方落下。因此日出時日影朝正西，日落時日影朝正東。北半球夏半年時太陽多直射，北半球各地晝長於夜，全球各地（極晝區域除外），太陽從東北升起，西北方落下。日出時日影朝西南，日落時日影朝向東南。從春分至夏至日，隨著太陽直射點北移，太陽升起和落下的方向也逐漸北移；從夏至日至秋分日，太陽直射點南移，太陽的升落方向也逐漸南移。北半球冬半年，太陽直射在南半球，北半球各地晝短於夜，南半球反之。全球各地（極晝區域除外），太陽從東南方升起，西南方落下，因而日出時日影朝向西北，日落時日影朝向東北。從秋分日到冬至日隨著太陽直射點的南移，太陽的升落方向也逐漸南移；從冬至日到第二年的春分日，太陽直射點北移，太陽的升落方向也逐漸北移，這樣循環往複以至無窮。丙、四季更替與五帶四季的更替是晝夜的長短和太陽高度角的季節變化，本質上是地球公轉運動的4個時間段的等分法則。全球除赤道外，同一緯度地區，晝夜長短和正午太陽高度隨季節的變換而變化，使地表獲得的太陽輻射能量具有季節變化的規律，不同的緯度地區，晝夜長短和正午太陽高度角的差別導致太陽輻射具有顯著的緯度高度（地區）差別，這樣就在地球表面形成了四季的更替和不同的五個氣候帶。我國的四季氣候僅僅是北半球的四季氣候，南半球的四季則在季節的時間上與北半球相差182天左右。注意這些區別。五帶就是北寒帶、北溫帶、熱帶、南溫帶、南寒帶，還有其他一些劃分法則。地球自轉的同時圍繞太陽公轉運動的，因此地球的運動是這兩種運動的疊加運動。地球自轉運動與公轉運動的關係是用赤道平面和黃道平面的關係——赤黃交角來標示的——這是中國人命名的，也是現在全世界通用的法則。黃赤交角黃道平面——地球公轉的軌道平面與赤道平面——過地心並與地軸垂直的平面的交角，叫做黃赤交角，目前的度數是23°26′。本質上，這是中國人計算南北回歸線的法則。太陽直射點的回歸運動，就是一個回歸周期1回歸年，具體的就是中國古人的24節氣法則。這是中國古人的圭表，注意這個表高8尺，標示直角的一條邊，而另一條直角邊為所測日影的長度——這記載在《周髀算經》中，我希望數學學得好的、古文基礎好的讀者去從新翻譯一下，這是數學界欠下的一筆很深的歷史賬。這時中國古人就運用三角函數法則測定和計算地球的自轉公轉運動。這個圭表的運用，還要結合【日晷】，也就是一個【正圓360°，中國古人又稱為量天尺】這個圭表的功能，我總結了一下，大致有如下幾個功能：1測定當地地方時，實際上就是測定地球上某地地平面相對於太陽逆行自轉了90°；規定了當地的經度，則可以計算【時差】和經度跨度；2可以測定當地的正午太陽高度角的大小，當測定了【黃赤交角23°26′，今天所說的南北回歸線】之後，也可以當測定和計算當地的緯度高度；也可以計算緯度跨度；也就可以計算地球公轉運動軌道3可以通過晝弧夜弧的長短變化，測量和計算地球的自轉公轉運動，三角函數法則，就是在實際的測量和計算中產生和運用的。 這裡的冬至線、夏至線與春分秋分線，不會因為緯度高度的不同而不同。不同的是直角三角形的兩個銳角會發生變化。這裡的冬至線、夏至線就是今天的南北回歸線23°26′。 從這個圖中，細心的讀者，你發現了什麼？中國古人不是把【時間】看成是【三角函數】嗎？這就是【太極陰陽圖】的本質，具體是如何計算的？所以，我們不要把中國古人想像得很弱智，其實，中國古人的聰明程度，是不可思議的！——在西漢時代，公元前1世紀，就已經運用三角函數計算地球的自轉公轉運動！中國中醫科學院中醫基礎理論研究所的孟慶雲教授在《中國醫藥報》1997年12月9日第六版《中醫學中的數學文化》一文中指出「在中國古代科學中，數學不僅是一門基礎學科，它還以自然哲學等文化意蘊參與構建中醫學理論體系，也是賦予中醫學特質的重要因素。」同時，文中指出「生命是時間函數的科學命題。」見《中醫百話》人民衛生出版社2008年7月第1版第1次印刷本第315~316頁。正是如此，生命就可以預測。時間有地球自轉周期時間、地球公轉周期時間、月球自轉公轉周期時間，這樣，這個三角函數，就被中國古人運用太極陰陽圖標示了出來，可是，後世學者不知所云。我希望讀者用三角函數法則去預測生命的軌跡，是完全可以實現的！
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