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“时空穿梭”背后的数学题

“时空穿梭”背后的数学题

本刊综合

近日,一张2021年和1971年日历对比的图片走红网络,两个年份相隔半个世纪,公历日历竟然“长得一模一样”。两张日历的日期和星期完全相同,全年均为365天,1月1日开始于星期五,12月31日也结束于星期五,没有丝毫改变。

人们在感叹时光流逝、岁月无情的同时,也产生了好奇心。这样的“时空穿梭”背后有着怎样的秘密?这种巧合难道是50年才能一见的奇遇吗?

奇遇无需等待50年

通过万年历查询后发现,这种巧合并不是相隔50年才会遇到。事实上,除了1971年,1982年、1993年、1999年以及2010年的公历日历都和2021年一模一样。华南师范大学天文协会发起人温涛介绍,相隔几年的公历日历是否会重复,取决于两个年份之间相隔的天数是否为7的整数倍。

比如从1971年1月1日到2021年1月1日,一共经过了18 263天。18 263正好是7的2609倍,同时两个年份都是平年,这就意味着1971年和2021年的每一天都相隔了完整的2609周。体现在日历上,就是1971年和2021年的日历是一模一样的。值得注意的是,这里说的只是公历,农历就完全不一样了。

巧合的背后是一道数学题

一般来说,有两个因素会影响每年公历日历的日期排布,一個是一年的起点元旦,另一个取决于该年份是否为闰年。

北京铁路实验小学退休数学老师刘朝阳进一步解释说,其实从数学的角度看,这种巧合更像是一道趣味数学题:假如某一平年的1月1日是星期一,那么同年的12月31日也是星期一——因为平年有365天,52个星期是364天,因此52个7天后,正好是一个新周期的开始。不过对于闰年来说,因为2月多了一天,所以如果1月1日是星期一,那么同年的12月31日就是星期二,下一年的1月1日就是星期三,推后了两天。按照这样的算法,闰年后的第1年,每经过5年后的第6年,日历就会重复;闰年后的第2年和第3年,每经过10年后的第11年,日历才会重复。对于闰年来说,则要经过27年后的第28年,才会出现日历重复的现象。

值得注意的是,一年并不是整整365天,而是365.242199天。也就是说,每4年其实有1460.97天,增加闰日后,让历法里多出0.03天来。这0.03天看上去关系不大,但每过400年就会多出整整3天。

所以,在计算闰年时,“四年一闰”的说法不完全准确。在历法中有一条特殊的规定,如果年份的末两位是“00”,那么就必须看它的前两位是否能被4整除,如果不行,那就不能算作闰年了,也就是说,1800年、1900年、2100年等都不能算作闰年,只有1600年、2000年、2400年才算闰年。

总之,要想穷尽所有日期星期相同的年份,并没有简单的公式来套,需要分情况看。但本质上,公历日历只有14(7×2)种,只要集齐这14种日历,对应到当年的实际情况,就能循环使用了。

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