日落即月升

中秋节快到了。这个时节的满月，在英语里叫做 Harvest Moon，意为“丰收之月”。它指离秋分最近的那轮满月，常常和中秋的月亮赶在一起。过去的农人会借着月光，在天黑之后继续收获庄稼。¹

满月前后。摄影：Luc Viatour / Lucnix.be，CC BY-SA 3.0。

满月那天，太阳落下的时候，月亮差不多刚好升起。为什么会这么巧？

太阳落下，月亮升起

这和太阳、地球、月亮的位置有关。满月时，太阳和月亮大致分处地球两侧。从地球上看，它们在天空中的方向几乎相反。

把自己想成地球表面的一个点。脚下与地球相切的那个平面，就是模型里的地平面。地球自转，带着你和这个平面一起转。到了日落，太阳正从西侧降到地平线以下；另一边的月亮，就从东侧地平线上升起来。

地球继续转。午夜前后，月亮来到这一晚最高的位置。在下面这个赤道的简化模型中，它会到达你的头顶。满月时，朝向我们的那半个月球，几乎正好就是被太阳照亮的那一半，所以我们看到的是一整轮明亮的月面。

再转到清晨，地平面又转到了另一边：月亮从西侧落下，太阳从东侧升起。日落、午夜、日出，这三个时刻连起来，满月为什么能照着一整晚就容易理解了。²

为了看清这个过程，我做了下面这个可以拖动的模型。

先把「月相周期」滑块拉到满月，点击「播放」。左边看地球上的观察点怎样转动，右边看站在地面时，太阳和月亮怎样升落。拖动可以旋转视角，滚轮可以缩放；点击「地球近景」可以回到初始视角。

这里把观察点放在赤道，日月赤纬设为零，也压缩了天体大小和距离。模型用来理解方向关系；实际的月出月落时间还会随日期、纬度和地形变化。

换个月相呢？

知道了满月的情况，我就好奇：月球转到别的位置，又会怎么样？

再把滑块拉到新月。月球来到地球朝向太阳的一侧，和太阳在天空中的方向接近。它差不多随太阳一起升起、一起落下。但这时朝向我们的是背光的一面，又挨着明亮的太阳，所以通常看不到。²

上弦月、下弦月的时间又不一样：上弦月大约中午升起、午夜落下，下弦月大约午夜升起、中午落下。把月球沿着轨道挪一挪，再让地球转起来，这些区别在模型里就很明显了。²

古人什么时候知道这些？

很难给出一个确切的答案。公元前七世纪，巴比伦人就开始系统地观测、记录天象。³

他们把天象记在泥板上，其中就包括日落与月落、日落与月出之间隔了多久。他们用的计时单位叫 UŠ，一个单位相当于今天的四分钟，还可以继续细分。⁴

这类泥板今天有不少收藏在大英博物馆。下面这一块年代稍晚，是公元前四世纪的天文日记。

巴比伦天文日记泥板 BM 36761，公元前 331—330 年，大英博物馆藏。照片：Zunkir / Wikimedia Commons，CC BY-SA 4.0。

到了公元前五世纪，古希腊思想家（阿那克萨戈拉，Anaxagoras）已经认识到，月亮本身不发光，月光来自太阳。把月亮看成一颗被太阳照亮的球，太阳只能照亮它的一半；随着观察角度变化，我们看到的亮面有多有少，也就有了月相。

但理解了这一点，并不等于已经有了今天的日地月运行模型。即使认为地球是中心，也可以解释同样的月相变化。他甚至仍然认为地球是平的。局部的解释对了，整个宇宙模型也未必就对了。

确实也有人想得更远。公元前三世纪，阿里斯塔克已经提出地球绕太阳运行，并把天空每天看起来的转动归于地球自转。这样的想法当时没有成为主流，也还不是后来哥白尼、伽利略以及现代天文学那套完整的理解。

知道这些有什么用？

最开始说的 Harvest Moon，就是一个例子。收获的时候，太阳落下之后还有月光，可以多干一阵活。

试想，古人如果知道今晚是上半夜还是下半夜有月亮，就可以据此安排出行。一个经典的例子是诺曼底登陆。盟军选择日期时，需要同时考虑月光、潮汐和天气。接近满月的月光有利于夜间空降部队辨认方向；海滩登陆又要配合清晨的潮位，让障碍物能够被看见。这些条件要赶到一起，才能安排登陆。

李白在《把酒问月》中写道：“今人不见古时月，今月曾经照古人。”无论古今，农历十五前后，太阳落下不久，月光便接着照亮大地。举杯赏月也好，踏月而行也好，都正是时候。