Главное назначение календаря – дать простой способ привязывать события к последовательности дней и лёгким способом фиксировать в одном и том же сезоне начало года. Уже очень давно люди осознали, что многие природные явления происходят периодически. После ночи наступает утро, затем день, вечер и снова ночь. Ещё десятки тысяч лет назад первобытные люди знали о периодической смене фаз Луны, то есть месячном цикле. Издавна известен также и годичный цикл: зима, весна, лето и осень периодически сменяют друг друга. Таким образом, были выделены три естественные единицы времени: сутки, месяц, год.

Сутки - период вращения Земли вокруг своей оси. В зависимости от небесных светил, по отношению к которым берётся период вращения, сутки бывают солнечные и звёздные. Солнечные сутки – интервал времени между двумя последующими полуднями, то есть моментами наибольшего поднятия Солнца над горизонтом (называемых кульминацией Солнца) в данном месте. Звёздные сутки – интервал времени между двумя последующими кульминациями какой-либо звезды. Поскольку Земля обращается вокруг Солнца, солнечные и звёздные сутки имеют разную длительность. Месяц – период обращения Луны вокруг Земли. Интервал времени между двумя последовательными одинаковыми фазами Луны – это синодический месяц. Период обращения Луны вокруг Земли по отношению к звёздам – сидерический месяц. Год – период обращения Земли вокруг Солнца. Интервал времени между двумя последующими весенними равноденствиями называется тропическим годом. Земля совершает полный оборот вокруг Солнца за 365 дней 5 часов 48 минут и 46,1 секунд. Ясно, что принять продолжительность года равной этой величине неудобно: первый день нового года будет начинаться то утром, то ночью, то вечером и сутки придётся отсчитывать с разного часа в продолжительность года равной целому числу суток (365), то через несколько лет Земля станет приходить в ту же точку орбиты в другие дни, сезоны года существенно сместятся по датам, что тоже неудобно. Вышли из положения следующим образом: ещё во времена Юлия Цезаря, в I веке до нашей эры, астроном Созиген предложил чередовать количество суток в году: три года считать по 365 суток, а каждый четвёртый – 366 суток. Этот четвёртый год стали называть високосным, а весь календарь получил название юлианского летосчисления. Если бы продолжительность года составляла ровно 365 дней с четвертью, юлианский календарь был бы идеальным. Однако реальный год (его называют тропическим) почти на 12 минут короче среднего юлианского. Для нескольких лет эта разница незаметна, но ведь она накапливается! Например, за 1000 лет (а человеческая история длится дольше) это составит около 12000 минут, или 200 часов, или более 8 суток, - это уже заметная величина. Её обнаружили уже в Средние века – в связи со смещением дат церковных праздников, вычисляемых отчасти по лунному календарю. Летосчисление по юлианскому календарю началось в 45 году до наше эры. На января перенесли начало года (раньше первым месяцем года был март). В благодарность за введение календаря сенат постановил переименовать месяц квинтилис (пятый), в котором родился Цезарь, в юлиус – нам июль. В 8 году нашей эры в честь следующего императора, Октавиана Августа, месяц секстилис (шестой), был переименован в августус. Когда Тиберию, третьему принцепсу (императору), сенаторы предложили название его именем месяц сентябрь (седьмой), он будто бы отказался, ответив: “А что будет делать тринадцатый принцепс?”. Новый календарь оказался чисто гражданским, религиозные праздники в силу традиции по-прежнему справлялись в соответствии с фазами Луны. И в настоящее время праздник Пасхи согласовывается с лунным календарём, причём для расчёта его даты используется цикл, предложенный ещё Метоном. Тогда произошла ещё одна реформа календаря – из числа високосных годов исключили те, номера которых оканчиваются двумя нулями (то есть последние годы века), а число, составленное оставшимися цифрами (кроме двух нулей), не делится на 4. Например: 2000 год – високосный (20 делится на 4), а 1900- не високосный (19 на 4 не делится). Этим и исправляют ошибку в 3 суток, накапливающуюся за 400 лет. Таким образом, средняя продолжительность года в новом стиле оказывается очень близкой к периоду обращения Земли вокруг Солнца. Новый календарь (по нему мы сейчас живём) был введён в 1582 году специальной буллой папы римского Григория XIII и в последствии получил название григорианского. Его проект разработал итальянский математик и врач Луиджи Лилио. Почему-то календарные системы получали имена не учёных, которые были их авторами, а правителей, при которых производилась реформа. Впрочем, астрономы не тщеславны. До сих пор не все приняли григорианский календарь. Православная церковь, например, продолжает жить по юлианскому. Год состоит из 12 месяцев, примерно соответствующих по продолжительности циклу смены лунных фаз. Однако и здесь несоизмеримость периодов играет роль: средняя продолжительность периода смены фаз около 29,5 суток, а 1/12 часть года составляет около 30,5 суток. Поэтому месяцы содержат разное количество дней: то 30, то 31, а в феврале их всего 28. Именно к февралю добавляется один день в високосные годы. Названия месяцев пришли к нам из Древнего Рима. Есть системы, основанные на лунном календаре. Там тоже больше сложности со сдвигом времён года, и они преодолеваются иной раз вставкой не просто лишнего дня, а целого лунного месяца в отдельные годы. Если бы календарный год был постоянно равен 365 суткам, его начало всегда опережало бы начало истинного года 5 ч 48 мин, и день Нового года проходил бы через все времена года за период около 1508 лет. Но такой год, никогда применявшийся в Египте, лишает календарь удобства относить месяцы и праздники к одним и тем же природным сезонам и отмечать сроки, важные для сельского хозяйства. Можно было бы сохранить это ценное для сельских жителей преимущество, добавляя в году дополнительный день через четыре или пять лет, как только нарастут полные сутки. Именно так было сделано во Франции в конце XVIII века. Но в этом случае високосные годы, или годы в 366 суток, включались бы по очень сложному закону, и было бы трудно разложить какое-нибудь число лет на дни, что вносило бы путаницу в историю и хронологию… Следовательно, здесь надо отступить от природы и прибегнуть к искусственному, но регулярному и удобному методу включения високосных годов. Самый простой из них – это метод, введённый Юлием Цезарем в римском календаре. Он состоит во включении високосного года раз в четыре года. Если даже срок человеческой жизни достаточен, чтобы ощутимо отодвинулось начало счёта египетских лет от солнцестояния или равноденствия, то требуется несколько веков, чтобы осуществилось такое же отклонение начал счёта юлианских лет. В XI веке персы придумали способ, замечательный в своей точности и простоте. Он состоит в том, чтобы делать високосным годом каждый четвёртый год семь раз подряд, а восьмой раз заменять високосным лишь пятый год. Персидский год только на 0,0001823 дня длиннее года, определяемого из астрологических наблюдений. Понадобилось бы несколько тысячелетий, чтобы заметно сместить начало гражданского года. Способ включения дней в григорианском календаре – в календаре по новому стилю – несколько менее точен, но позволяет проще переводить годы и века в дни, а это и является одним из главных назначений календаря. Он состоит в том, чтобы считать високосным каждый четвёртый год, исключая его в конце каждого века, кроме каждого четвёртого столетия. Средняя длина григорианского года равна 365,242500 суток, что на 0,0002581 суток – на 22 секунды – длиннее истинного года. Но если, следуя аналогии такого способа, исключать ещё один високосный год каждые четыре тысячи лет, то длина года настолько приблизится к его длине, определённой из наблюдений, что можно пренебречь их разностью, учитывая к тому же, что длина года не совсем постоянна. Совокупность ста лет образуют век – самый длинный период, применяемый до сих пор для измерения времени, так как самые древние известные нам явления пока не требуют более длинных периодов. В Древней Греции, как и в странах Востока, в качестве религиозного и гражданского использовался лунно-солнечный календарь. В нём начало каждого календарного месяца должно было располагаться как можно ближе к новолунию, а средняя продолжительность календарного года – по возможности соответствовать промежутку времени между весенними равноденствиями (“тропический год”, как его называют сегодня). При этом месяцы по 30 и 29 дней чередовались. Но 12 лунных месяцев примерно на треть месяца короче года. Поэтому, чтобы выполнить второе требование, время от времени приходилось прибегать к интеркаляциям – добавлять в отдельные годы дополнительный, тридцатый, месяц. Вставки делались нерегулярно правительством каждого полиса – города-государства. Для этого назначались специальные лица, которые следили за величиной отставания календарного года от солнечного. В разделённой на мелкие государства Греции календари имели местное значение – одних названий месяцев в греческом мире существовало около 400! Математик и музыковед Аристоксен (354-300 до нашей эры) писал о календарном беспорядке: “Десятый день месяца у коринфян – это пятый у афинян и восьмой у кого-нибудь ещё”. Простой и точный, 19-летний цикл, использовавшийся ещё в Вавилоне, предложили в 433 году до нашей эры афинский астроном Метон. Этот цикл предусматривал вставку семи дополнительных месяцев за 19 лет; его ошибка не превышала двух часов за один цикл. Земледельцы, связанные с сезонными работами, издревле пользовались ещё и звёздным календарём, который не зависел от сложных движений Солнца и Луны. Гесиод в поэме “Труды и дни”, указывая своему брату Персу время проведения сельскохозяйственных работ, солнечному календарю, а по звёздам: Лишь на востоке начнут восходить Атлантиды Плеяды, Жать поспешай, а начнут заходить – за сев принимайся… Вот высоко средь неба уж Сириус встал с Орионом, Уж начинает Заря разопёрстая видеть Арктура, Режь, о Перс, и домой уноси виноградные гроздья. Таким образом, хорошее знание звёздного неба, которым в современном мире мало кто может похвастаться, древним грекам было необходимо и, очевидно, широко распространено. По-видимому, этой науке детей учили в семьях с раннего возраста. Месяц и год могут измеряться и по интервалам времени между последовательными прохождениями одной и той же точки орбиты Луны вокруг Земли и Земли вокруг Солнца соответственно. Однако оказалось, что синодический месяц не равен целому числу суток, а тропический год не равен ни целому числу суток, а тропический год не равен ни целому числу суток, ни целому числу лунных месяцев. Это обстоятельство сильно затруднило создание календарей – ведь в календарном месяце или году должно быть целое число суток. Поэтому все календари не вполне точны – за некоторое время появляется различие между календарными датами и соответствующими астрономическими явлениями (новолуниями, равноденствиями). Для счисления долгих промежутков времени требуются более крупные единицы времени. Астрономы имеют ещё два периодических процесса, которые можно использовать для измерения времени: обращение Луны вокруг Земли и обращение Земли вокруг Солнца. Отсюда происходят год и месяц. Основная проблема заключается в том, что оба эти периода несоизмеримы с уже введёнными сутками, то есть ни один из них не содержит в себе целого количества суток. А было бы весьма желательно в повседневной жизни использовать и циклическую смену дня и ночи, и циклическую смену времён года, отмечая это соответствующим счётом времени. Для этого изобретены несколько искусственные системы счёта времени, называемые календарями. Календарь бывает солнечный и лунный. Лунно-солнечный календарь использовался и в Риме. Но здесь царил ещё больший “календарный произвол”. Длина и начало года зависели от понтификов, римских жрецов, которые нередко пользовались своим правом в корыстных целях. Такое положение не могло удовлетворить огромную империю, в которую стремительно превращалось Римское государство. В 46 году до нашей эры Юлий Цезарь (100-44 до нашей эры), исполнявший обязанности не только главы государства, но и верховного жреца, провёл календарную реформу. Новый календарь по его поручению разработал александрийский математик и астроном Созиген, по происхождению грек. За основу он взял египетский , чисто солнечный, календарь. Отказ от учёта лунных фаз позволил сделать календарь достаточно простым и точным. Этот календарь, названный юлианским, использовался в христианском мире до введения в католических странах в XVI веке уточнённого григорианского календаря. Изначально год по романскому календарю составлял лишь 304 сут, что получалось в результате сочетания 10 месяцев по 30—31 сут. Только при царе Нуме Помпилии вышел первый указ о календаре, в котором год связывался как с Луной, так и с Солнцем. Он состоял из 12 месяцев, 6 из которых состояло из 29, а 6 — из 30 сут. Таким образом, продолжительность года составила 354 сут, и периодически добавлялся один месяц, как это делали и другие народы, чтобы согласовать продолжительность лунного и солнечного годов. Лишний месяц добавлялся раз в 2 года, и его продолжительность составляла то 22, то 23 сут. По прошествии времени возникла синхронизация с небесными явлениями. По инициативе Юлия Цезаря в 46 году до н. э. был проведен очередной пересмотр календаря. Для этого он пригласил астронома Сосигена из Александрии Египетской. По новому романскому календарю год составил 365 сут, был поделен на 12 месяцев по 30 и 31 сут, кроме февраля, который состоял из 28 сут. Средняя продолжительность юлианского календаря составляла 365,25 сут. Но так как реальная продолжительность солнечного года немного меньше (365,24219 сут), в конце VI века набравшееся в таком календаре запоздание составило около 10 сут. Благодаря папе Григорию XIII, который предпринял последнюю реформу календарей с периодическим добавлением високосных годов, мы получили те, которые действуют и по сей день и дают наиболее точную продолжительность года. Было предложено не считать високосными года с двумя нулями на конце, если их первые 2 цифры не делятся на 4 (например, 1800 и 1900 годы — не високосные, зато 2000 год — високосный). Реформа коснулась и 10 сут, которые накопились со времен Юлия Цезаря. В 1582 году папским декретом за 5 октября шло сразу 15, а не 6, поэтому точка весеннего равноденствия пришлась на 21 марта, как во времена юлианской реформы. Год по григорианской реформе составил теперь 365,2425 сут с ошибкой на один день по отношению к солнечному календарю раз в 3226 лет. Эту ошибку можно скорректировать, если 4000, 8000, 1 2 000 годы и т. д. не будут високосными. Невозможность создать гармоничную систему счета времени, в которой бы учитывались как лунные фазы, так и солнечные года, а также необходимость наличия по возможности фиксированных дней равноденствия и солнцестояния привели к тому, что лунно-солнечные календари перестали использовать из-за преимущества солнечных. Но, как и раньше, значение Луны проявляется и сегодня в продолжительности месяца, приблизительно равного лунному, и в использовании недели, отрезка времени, который примерно соответствует одной лунной фазе. Мы сейчас живём по солнечному календарю. ЮЛИАНСКИЙ ДЕНЬ. Астрономическая система измерения времени, введенная в употребление в конце XVI века. По этой системе отсчет времени ведется таким образом, что каждый день имеет свой порядковый номер от 1 января 4713 года до н. э.: например, 3 августа 1996 года соответствует юлианской дате 2 450 299. В отличие от солнечного дня, юлианский день считается от полудня, а не от полуночи.