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卷七十七

钦定古今图书集成历象汇编历法典

 第七十七卷目录

 历法总部总论五
  历法西传〈引说 西古历法 西新历法〉

历法典第七十七卷

历法总部总论五

历法西传

引说

凡学,非能骤成,莫不始于格物以致其知,而后从而推广,从而精详焉。以故,古人因目所见,心悟顿启,纪而验之,接续成书,以诏来世,乃成一学。即历学亦然矣。其初所悟者,概不出日月交食,及冬夏四正,五纬凌犯,等触目易见者。数事因而再求之,然后乃知月有本道焉,交食有期、有率焉。又因而推广之,精详之,以及他数,他理。而历学始为大全,此如原泉一脉,涓涓流而为壑,浸假而百川,汇集由湖,由江,以入于海,浩浩乎无涯际矣。后有好学者,留思古人之学,参以己见,曾无几许而附以传世,是为坐收其成。岂可擅称超悟,屈抑前功哉。余著历书百卷,大要取之古人,而又括以历引。今复为此编,先明西历古书大指,而次则遂及余书。盖一则著新法,非一人之法,非近创之法,良由博古深思,参互考订,以得一真,无容妄议。一则令后之人便于循习晓畅,数百年后,测审差数,推往知来,善于变通也。或疑中西异法,如格碍何。余谓天行无隐,君命非私。历至今日,中人亦西学矣。且即就中历而论,其根亦本于西,如列宿距星皆同,又列宿有属太阳者四,属太阴者四,亦同。是知根本既同,而清其枝干,通其脉络,有成书在,展卷研求,无不可见。岂足相难哉。学者勉之可也。

西古历法

西庠之学,其大者有五科:一道科;二治科;三理科;四医科;五文科。而理科中,旁出一支,为度数之学。此一支又分为七家:曰数学家;曰几何家;曰视学家;曰音律家;曰轻重家;曰历学家;曰地理家。七家俱统于度数,要皆师传曹习,确有根据者也。若多禄某,即西洋历学名师,在郭守敬前一千百有馀年,汉顺帝永建时人,著书一部,计十有三卷。
第一卷:详证历学,大指如诸星运行,天体浑圆,地与海共为一球,地居天与空气之正中,地较天大,不过一点等项。次著角理,不但以句股测直线之长短,且用曲线、三角形量天,是为以圆,齐圆所得诸星相距度分最准。又求二至相距几何度分,在赤道内外几何度分,并二曜相离最远,为几何度分。设黄道纬度求赤道相应经度,设黄道经度求赤道相应纬度。第二卷:论宗动天。设黄道在地平上之点,求其距赤道之地平弧。设日之高,求正侧各景之长短。又求黄道各点之半昼弦,解正仪昼夜等众星常见之,故偏仪二至规下岁一次,无景距赤道愈远,昼夜愈不等,而两极下,每岁为一昼夜。
第三卷:考太阳行,求二分时刻,辨二至气至时。难求时刻,求岁实与每日太阳平行,乃作平行立成表。又推论日行,用同心规及小轮或同心及不同心合一之理,推地心与日规相距几何。远随求太阳最远点。〈亦名最高〉定太阳历元,及太阳行度,每日不等之数。第四卷:论太阴行。證求太阴真行度,即月食可考,月有迟疾,平三行,乃求月平行,并月每日纬度,即以齐月诸行,或用同心圈及小轮或不用同心圈,二法同理。设三月食,求同心规及小轮两半径以定月,诸行历元,又求月行正交中交之时,推二交逆行之数。第五卷:解月自行,以求月经纬度,必用小轮推月加减立成表。求月之更大纬度与月之地半径差度,复求日月二轮与地球半径之比例,及日月与地景之似径。
地景其形如角,所求之径乃月所过截地景之处。

又求月半径及景半径与地半径之比例、求日真径、求日远于地、求景之长大。
已上三求,皆以地半径为度。

求日月地之比例。
原书称三大,即日月与地。

设日月之远,求地半径差,推视差立成表,比日月两视差,分月视差,有三种。
第六卷:解日月合会。求日月平朔、平望、并定朔定望时,及其宫度分;求地景及月半径定日月食,限论日月半年中能再食,月食后五阅月中能再食,七阅月中不再食,日于五阅月中各地能两食,七阅月中一地能两食,日于三十日中一地不能再食。更求月正纬度设月真所在,求视所在,求月正会前后四刻之视行及日月似会,〈即日食〉即求日食初亏食甚复圆三时定日食分秒。
第七卷:论诸恒星远近,终古如一。证其昼夜行外,别有他行,论其顺天经行,以黄道极为本极,定岁差度。设三星相距,以二星经纬度求第三星经纬度,详测星法。
第八卷:论天汉起没。详天汉中大星所在,及众星拱向,并其出入,设黄道经纬度,求赤道纬度等。
第九卷:求五星每年及每日平行解五星大小轮理;求水星之本行;求木星最高;求水星大小圈半径比例;又求水星小轮上平行,以求水星各行历元。第十卷:解金水二星之行,求金星最高及不同心轮与小轮半径比例,设时定金星诸行历元,求土、木、火三星之小轮,及小轮之本行。〈亦名岁行〉设火星三处,求其最高,测从地心至不同心圈其远几何;求火星小轮之半径,推火星平行,定火星诸行之历元。
第十一卷:解土、木二星之理,即求地心与木星本心之差,及木星本轮与小轮之半径,并其平行定木星之历元。后设土星三,次舍以求其最高,求土星小轮之半径,而定其历元。设五星之平行,求其实经度。第十二卷:解五政行度有退留疾等之故,即求其留界及逆行之半弧,更求金星左右距日之极大弧度并水星与日最远度。
第十三卷:论齐五星纬度之法,求火、木、土三星各本圈,及黄道交角,并定其纬度,论五星伏见,先求火、木、土三星,伏见相距之时,次求金、水二星伏见及其相距之时。
已上十三卷,属多禄某所著。除右引各目外,尚有三百馀款可为历算之纲维,推步之宗祖也。但其辞句,太古浅学,罕能习之,故诸名家更互演译,各有论著,今不及叙。
后又有亚而封所,乃极西宝祐时人。身居王位,自谙历学,捐数万金钱,访求四方知历之人,务依先师所著,创立成表,以佐推算诸曜之法,其功不在多禄某下。缘属祖述成书,故今亦不及叙。
又其后四百年,有歌白泥验多禄某法,虽全备,微欠晓明,乃别作新图著书六卷。今为序次之如左:第一卷:天动以圆解。
第二卷:天并七曜图解。众星各及其次舍解。
第三卷:论岁差而证其行,较古有异论,岁实求太阳最远点,及随年日时太阳躔度。
第四卷:取古今月食各三度,求月小轮之径,求大轮小轮之比例,并月经纬度,推日月交食。
第五卷:求五星平行,用古今各三测经度,求大小两轮之比例,等终求其正经宫度分。
第六卷:求五星纬度。
已上歌白泥所著,后人多祖述焉。有西满者尝证多禄某、歌白泥两家之法,惟一麻日诺又取歌白泥测法,更为多禄某之图,益见其理无二矣。
近六十年,西土有多名家,先后继起,较前人用测更精,立法更尽,造图更美。其一未叶大因悟不同心规与小轮难于推算,于是更创蛋形图,以解天文根本。设七政三测,求最远点,又求地心与不同心差,又求各轮比例等理,其二第谷,竭四十年心力,穷究历学,备诸巧器,以测天度,不爽分秒。第谷本大家膳养知历,人造器市书计用二十万金,著书计六卷。
第一卷:取二分真气至时。
第二卷:取北极之高,并解前人之谬,解蒙气反光之差,取二至真气至时,并解二至难得真时之故,求太阳最远点,并地心与太阳心之差,求加减数,证最远点之行度及太阳平行,求岁实并推立成表,用立成、求日躔宫度而考其法。
第三卷:以二十一月食,求月平行,设月行新图,以齐月行。用两大规及三小轮详其所以然。推立成并其用法,仍各设假如求月纬度加图,及立成表算法,因求月食,又求月与地相距几何,立推交食法,因测五纬之真经纬度,先考列宿之真经纬度。
第四卷:解测星应用仪器,乃驳古测有误,取金星与日与某星相距度,以求某星距日度分几何。取近黄赤二道距度并之,以合周天全度。复取六星之距度以经度相并,适合周天之全度。求角宿经纬度,以起周天之度。再求近赤道十二星经纬度,证星之黄道纬度。今古不同,求星之经度,并解其时八百馀星之真经纬度。〈五十三年前〉复加百馀星、赤道经纬度说。第五卷:解其时新见大客星,计十二章:一详初起及渐大至与金星等并渐减。二取附某宫星以定其经纬度。三解测新星所用诸器。四取新星与他星距度。五解其更度几何。六用各法以求新星经纬度。七求新星赤道经纬度。八证新星不丽空际而丽列宿天。九考新星之大小。十取新星之似径得三分三十秒。十一证新星大倍于日大于地三百六十倍。十二考众星参差。
第六卷:测器诸图图,计五章。一解用测器求三曜之高。二解用测器求星之纬度。三解用测器求星相距度。四解各仪象。五为天文答问。
又第谷彗星解十卷。测彗星之高度;尾之长短;光之隐显,及其方向。考十二星在黄道上度,以求彗星之真所在。设彗星离两星之度,求黄赤道经纬度;求彗星每日赤道经纬度;求彗星所行之道,及其道交黄赤之角处。依每日彗星行黄赤二道作立成表,证彗星在月上较月更远于地,为三百地半径。故知彗星在日月二天之中,证其尾恒向日与金星。作彗星行度图,徵彗星之大为月二之一,尾长为九十六地半径。〈每地半径为一万五千里〉因考前人彗星之论当否。第谷没后望远镜出,天象微渺尽著,于是有加利勒阿于三十年前创有新图,发千古星学之所未发。著书一部。自后名贤继起,著作转多,乃知木星旁有小星四,其行甚疾。土星旁亦有小星二。金星有上下弦等象,皆前此所未闻,且西旅每行至北极,出地八十度,即冬季为一夜。又尝周行大地至南极,出地四十馀度,即南极星尽见,所以星图记载独全。
已上诸贤所著,皆属推解历理,近因古学奥深,学者为难。历学家别有立成表,及测天诸器,以便初学。又有永年历,亦立成之类,预纪七政经纬及交食,凌犯诸行,取准于天,具举其证。盖由推测二功相佐而成,不可疑也。今论测器惟浑仪为最用之,取日光求其躔度,求日纬度,求北极出地几何日出,求东西之纬度,求太阳午正之高推时,求日星之高,求太阳赤道经度,求星出地平之时刻,求太阳距子午规时刻,求太阳出入并昼夜时刻以日星高,求时刻又作地平日晷,求朦胧时刻随时求东出黄道宫度分。
又浑仪挟持未便,因又约为平仪体制,虽异而施用不殊。〈名浑盖〉乃有造平仪,及百游各仪法,其说甚多,其用甚广。
又有日晷多种,约言其法:如作象限作卵形,考墙面之方向,求子午线设时,求日之高设日之高,求时分论有法日晷,盖有六种:一地平上晷;一向南平面晷;一向东平面晷;一向西平面晷;一向北平面晷;一向赤道平面晷。详每日晷有十二种线,以景证日之行。如此从地平起时线,从子午起时线。节气线、昼线过顶圈线。日高线地球之径圈八十二种高线,几节气出地平上线,日出地平算某时刻,日入地平,算某时刻每日平分昼为十二时线。〈名七政时线〉又有向南向北斜面杂向,立面杂向,倒面挖面,或正圆或长圆,正球偏球,各日晷及各正表斜表法,概因无有定向,称无法日晷。又设日晷一图,以大为小,以小为大焉。夫日晷大不越数尺,小仅数寸,而天之高远,太阳之行度,经纬悉备变,相以通其理,多方以尽其能,故曰历学之广大,即日晷可徵也。
右皆造日晷法。然造晷用图平行垂线最多,下手为难,乃用立成表,其法更精,成功更速。又日晷之度数,或用立成表查,或用几何要法,或用比例尺诸规矩,究竟所得皆符不爽毫发,即此而推,所算日躔之密合,亦并可见矣。

合而观之,西洋之于天学,历数千年,经数百手而成,非徒凭一人一时之臆见。贸贸为之者,日久弥精,后出者益奇。要不越多禄某范围也。已前所引,在全书仅十分之一,览者即所见,以推所未见可也。

西新历法

余著新法,悉本西传。非敢强天就法也。乃为法以合天,以测候,为历家之首务。故修政以来,除西制大铜仪数具外,在局别造有半径仪三座,自心至边,或一丈或八尺,具刻宫度分秒,一一详明,以求适用。日督同监局官,生昼测日夜,测月星三仪所测,或并同或两同者,取以为准。若三各不同,则置之俟,再测如是者数年,列宿距星远近,异同悉于是,时考定。凡遇五星凌犯,伏见日月交食,公同部司赴观象台,测验务求密合,累蒙钦遣内臣同来审视。又因交食差官,四方测验异同,嗣后奉命造进黄赤大仪,及星晷天球大日晷等,或内庭亲测,或偕内灵台诸臣测。如是者又数年,于是上下相孚,朝野悦服,上乃决计散遣魏文魁等回籍,一意颁行新法,惜兵事倥偬,未免有待将来耳。
中土往代修历,不过加减、四馀、四应、岁实等项已耳。一时合天,久则仍错,有数十年一改者,有数年一改者,前改既非,后改亦复如是。历学废弛,非一日矣。余初奉命修历时,亦有以略改旧法请者,谓作者可免创始之劳述者,兼得习熟之便,然而不能也。详考旧法,其错非在算数,乃在基本。不清其基,而求积垒。不治其本,而理枝干。其术未有济焉者。余故不辞艰瘁,昼夜测验天行,参考西法,然后正其纰缪,补其阙略。约有数十馀款,于是著成历书,解明法原,详整法数,自太阳太阴,恒星交食,以迄五纬,莫不条分缕析,纲举目全,共计百有馀卷。已经进呈御览,蒙恩宣付史馆刊本,传布四方,与海内知历者共之矣。兹更将法原诸书,逐卷挈其大指,以便观览如左:
日躔历指测准岁,实平视二行盈缩,元及大差大距度等其题:一求南北正子午线,以定诸径圈及十二时之界,以记太阳行满昼夜每日之始末,乃取准于天。非如从前徒用一指南针而已。
一求北极出地度分以定日出入、昼夜长短,日月带食,日食有无,并诸曜正斜,照地等类,此用象限仪或测日轨午正高,得距赤道度馀,即北极出地高度。或测近极一星在最高,又测之在最卑。折中取之,即正北极高也。
一求各气差气从地发蒙昧空中,故自天顶以迄地平,诸曜逐纬详测,定差分秒多寡,因而加减原测,即得各曜真位也。
一求黄赤二道之距,以定太阳赤纬。于夏至前后一二日,测午正日轨,〈必于午正者免蒙气也〉乃于所测度内减去地半径差并赤道高,馀即二道相距真度分。
一求太阳盈缩之元,以定平行加减,乃得每宫度相应之实行。盖设太阳以平行,旋天每日前移一度,则宜自秋至春,与自春至秋日,行之度数相等矣。今天度等而所行日数不等,相差八日有奇,此何以故。盖因地在太阳天内,非其正中也,故设一直线贯地心而以两端接日天,必分为大小两半,大半之顶距地远,日行经过之时久。小半之顶距地近,日过此必速矣。且日体近冬至现大,近夏至现小。冬至之月食大、小又异于夏至之食,总由地景长短大小,系于日光远近之故。西古历家二千年以来阐明此理,并立测法传之后人,即日躔并日月交食皆正其本矣。乃此中历家,羲和而下,守敬而上,举无有悟此者,何也。又一求太阳年日及时之平行,以定岁实,以确立推算之根,所谓历元也。法先后隔数年,或春或秋,于午正时测日轨,务得二分之准时。
太阳在二分,其纬六日约得二十四分,分应四刻,故较他时所得为准。

乃于先后间,总时以中年分之,得每年之平行,即真岁实。而岁实又以周天平度〈三百六十〉分之,得一日之平行时,亦仿此。但因日天心异于地心,渐移右行,二心相距远近未有定数。虽所移甚微,而一二百年后必少觉之。千年后差乃显著。则依本法复测复,推以加以减,即造历无异。今时故新法实永法也。昔郭守敬若知此法,可免岁馀上推百年增一,下推百年减一之议。惜乎不能也。
一求太阳最高所在,及地心与日轮天心相距之差,以定加减,始末以得随时推日实行确法,盖太阳西行及东本行之外,其最高亦顺十二宫渐渐东行二心。〈即太阳本圈心与地球心〉相距岁岁减少,古测断不可泥,历家若不谙此,日躔无根,又何凭以推五纬乎。古西土去今千八百年,以三角形测日轨,记最高在申宫五度三十五分,两心之差为全径百分之四分强。千年后又一士测之,得最高在申宫二十二度十七分,二心相距为百分之三分半强。及㨿今测,又在未宫六度强,二心之差不及百分三之半矣。中历从来以夏至为准,泥在未宫,初度相沿不改,岂非大误。
一求太阳视差,即地半径差,此差既由各天与地球大小之比例,而生则欲求此差者,须取一天与地最远,无可比例者为之。则恒星天是已,故于恒星天设三角形查与太阳交角相对之弧,〈他曜仿此〉弧有大小而本差之多寡即见矣。
一论日差以齐诸曜之行,所关者大,故详推一立成表,以便历算。即太阳实行嬴缩,每日不等是也。彼旋地一周,复于元界。〈子午圈是〉为日必等者,称用日,盖民间所用也。历家若亦泥之,则大惑矣。
恒星历指三卷。其一以金星测恒星及黄赤道度等法于日未出时,先测恒星与太白之距,日出后又测太白、太阳之距。晚测反是,先测太白与太阳,而日没后乃测太白与恒星,因而求太白经纬视差,及太阳经度则以曲线三角形法推得两经度,以较同测之星加减之,并得本恒星之经度。今以毕宿大星娄宿北星角宿距星等为假如定赤道经纬,即馀星仿此可推矣。
又测近黄赤二道,所有诸大星任定几星,作距星为界,或自西而东,或自东而西,求两测之距度,及距赤道之纬度,用三角形法推得其经度差,因连缀求之,以迄一周,所得经度。若既合于赤道周,则所测各距之经度必皆密合矣。乃复用之为界,以测众星,皆可无不合者,再以恒星赤道经纬度推其黄道经纬,反复相求,非三角形无由而得,盖或星居两道之中,或南或北,或居两道相交之左右,必设各极所出之曲线,遇星而交而复相离,各底本道而止,乃为三角形者数矣。最便推算,且恒星依本法彼此相推,不但其纬度终古不易,即相距之经度差,亦终古不易,故凡推七政者,必用恒星为界,而后诸曜之远近,灼然不爽也。
终引所资,以测恒星者,如测器,如子午线,如北极出地高,如视差等,皆是也。盖测星有三求:一求出地平上度分则用象限仪;二求相距则用纪限仪;三求距黄赤二道之度。则用浑天仪若子午线者,诸星行度升之极降之始也。北极出地者所以正高下也。凡用仪必以仪上极与本地之极高下相当,即经纬皆相当,故测星者使无子午以正东西升降,无极高以正南北高下,即一切推算之法无从措手,若视差就地半径差论,恒星以距地远得免,就清蒙差论则恒星近地平必皆有之,测时宜用减矣。
第二卷:测恒星黄赤本行。其行黄道上即岁差也。中历论岁差,有曰未能测其所以然,第以全历推之,二万六千八百八十年差一周天,每岁差一分三十馀秒。上推至帝喾,甲子四十年,日在虚六度,至夏王不降乙未三十五年,日退入女宿,商武乙丙寅四年日退入牛宿,周简王丁亥十二年日退入斗宿,宋度宗戊辰四年日退入箕宿四度二分,馀且言此定算也。又或测日度者,以月食冲求之,可谓巧矣。然而皆非也。夫每岁所差甚少,月食分数颇宽,安得借此求彼,此其谬一。谓日退者,即日逆行,古来测日但有盈缩,有公行,有本行,退逆之行,理所必无,此其谬二。既言未测其所以然,何从而得一定之算,此其谬三。西法则以黄道二分二至为界,据古所测某恒星距界之度,从而复测之,乃见迁移以较。中古上古,此星离冬至渐远,如前此居冬至者虚也。今巳顺行东去,继之者为女、为牛、为斗、又后为箕矣。是知岁差,系恒星前行,与七政依黄道本行无异,此为真所以然,非日退之说也。且西测星,非详得其分秒,置不用,非三四器三四人,同时并得在一分以内者,置不用。此新法所以独密也。所得岁差定数为五十一秒。〈依六十算〉由此得恒星岁实小馀为二十四刻九分,又约二十七秒,乃古今不易之则也。
问:星岁无差,既有定算如此,历家不用以推年日何。曰:立岁限以定所为主,如四时如二至二分等,日行皆有定所,星算虽定,而其右旋于各节气恒无定所故,难用推年日也。
考黄赤道宿度,今古变易,缘诸星随黄道斜交赤道故也。每见太阳之行黄道,夏日距赤道北,冬距其南,逐年如此。岂非由二道斜交之故乎。历家同时测日经,而两道上所测度分必异,又所差日各不等,此为日经之变如从两极各出直线,以交日心,引之,径过以至赤道,两线必不复会于一点,以是知日经纬在赤道恒变,即恒星亦然,逐渐右旋,即赤道宿度,逐渐有变。其数多寡,前后,必异。惟黄道经度,则终古如一,而星亦终古如一,斗恒似斗,尾恒似钩,古二星在一直线者,今时亦然,彼此相距皆同也。
累测黄赤两道恒星之经度,以推古今各宿积,及本度并载历指。读者以参觜不仍旧次为疑,不知宿在黄赤二道原有分别,其依黄道不变之度分,参前觜后,终古恒然。若依赤道而论,在昔虽先觜后参,而近自二百年来,则参先而觜后矣。盖因两道从两极出线,以定度数,故有异也。
第三卷:以黄道经纬变赤道经纬,及绘星图数法,盖星之去离赤道无恒,而其去离黄道有恒。即黄赤二道之相距亦如有恒。以两有恒求一无恒,则依曲线三角形以乘除三率等法推算,可得。若直欲从赤道求之,无由而得矣。缘星行依黄道以向赤道时有迁移故也。
绘图,旧以恒隐圈界为总图界,星偏河南之南,不复有图矣。新法因见隐圈南北随地不同,故以两极为心,以赤道为界,或又简以中土恒见之圈为界,绘总星图,闽粤以北,可见诸星,无不具载。至图内正斜,各圈直曲各线依星本经纬,应入其中者,本卷一一详之,乃除天汉积尸气等,无算小星外,凡可见可测者,别以六等。令星在图、在天,大小异形,无不相肖。月离历指,计四卷。首卷论测月平行策,及迟疾加减,正数如各种行度。一随宗动天日,一周行。二依本天顺白道自西而东平行,此或以太阳为界,从合朔起算,或以宫次节气为界,从各点起算,谓之交周满一周谓交终。三依本轮自行从东而西,然依轮之上,顺行依轮之下,则逆本天而行。但缘月行甚疾,地面但见其迟,不见其逆,此行谓之转行,满一周谓转终。四随次轮乃本轮之周复,有一小轮,其心随本轮左旋,月在其上,则又右旋。满一周,名为次转,终也。五为交行月行白道,出入黄道,西行所交,于黄道中线,两点。一名正交,一名中交。旧所称罗计是也。外又一次轮实测则有而据之,以推度数,颇微无大用。又一面轮使月一面恒照,下向地,此亦无关疏密,皆置不论。论测月平行,乃因视差及蒙气差参错难,分月体且月体恒亏,无从测心,以此测月最繁度,分难得其准,须按西古今法于月食时验而知之。晋史姜岌亦以月食冲验太阳所在,然而考太阳之躔度易,考太阴之离度难。在姜为倒用,两率皆疏矣。且平行亦非,一食可验也。盖任用一食,仅得当时之行度,何由遽定,平行必择前后两食,各率均齐者,以为两限。然后取其中积平分之,庶免日去地时近时远所生,闇虚时大时小与夫月转时迟时疾;时在最高,时在最庳。诸凡月行,不平之缘也。但欲得此前后食,务须求之记载。今考二十一史,天文志但记有年月日,而略时刻分秒无已,借西历补之。
论测正中交行度。盖月本圈之自行度,曰转行。及于黄道,曰交。而转满一周,曰交终。其在后不及转之度,即谓两交之逆行也。测法亦用月食,考古无传,仍依西史,如前法,用两月食测其前后各率,均齐,得交逆行日三分十一秒,岁十九度零十九秒四十三微,此为二千年前古测,后史各加密测,推得交行,每年盈一秒四十二纤应减。
论用不同心圈,与用小轮,名异理同。皆藉以分布、度数解明,七政盈缩,迟疾之行,乃公。借古今测定本轮之大小、远近之比例,以求加减差立,推算各表之法。然而创始难工,增修易善。历家积功二千馀年,至近代测验,而后渐次加精,较古为密也。
终定太阴诸行历元。宜命一定地以凭,起算即依本地初度初分为准。以加以减,推算各地本时,本曜之各所在度分。此法从古未有,且测北极,出地中,率不合。盖前人未悟地半径差与蒙气差于二至所测之高,应有加减,故未得真高也。
二卷论测次轮次加减迟疾,及半径差月径地景径等。乃引古今西史,月天诸轮之图解各所迟疾行之理。并经纬随时度分更推。假如令数与图互相发明,因知欲求月离真所非一均,数可定。盖虽加减本轮之自行度可得定朔、定望,缘距限在五度内,故然而二弦及弦左右之自行,差则异于朔望,其距限大至七度半强矣。故据次轮之自行,加减立第二均数于理为尽,从是可得太阴之视行实经度。
次定交周交行,及交行之历元皆于月食取法。盖须前后两月食,其距太阳之最高远近,均等。两食分等两食之在阴历阳历正交中,交亦略等,则因两食之中积而得。交会及交终之数。依此用三率法以各数推得交行之度分。又得月平行距交之度,并其平行距宫次或节气之度,两数之较为三分十一秒,是为两交。一日逆行之数,所谓罗计行度也。若交行之历元,亦于两月食得其诸率,各等则必并得其距。交亦等盖交终由两食之经时,而知今定交应则因两食之月距交等度,考其中积时,自行满交周外即得其距交几何度分。是历元也。遂命曰:某年天正冬至为历元,而某处某府为历元本所。
又次测黄白二道相距度分法。求月轨极高以免诸视差加减,故乃得距赤度分去减黄赤距度,馀为黄白距度。此西古今通法。中历黄白相距,恒大于西术谬矣。其推月食恒小于天验,殆缘于此。
论月视差此因地半径而生,与他曜同,但月天视地为近,为卑,则地与本天各半径之比例其视差并大古今累测得数无异,约一度,故测太阴先得其视高,乃以地半径差加之,得数。又以蒙气差减之此为实高。如反推则得其实高乃以地半径差减之得数。又以蒙气差加之此为视高具见本表,但蒙气之差因地因时所在各异,必求本地势本时刻之确数定之。终测月径地景径或由月食测定食分,并推求其自行距交距黄道,等率而得,或以测太阳之似径比于地而并记其月距地设,三角形,推月与地各径又地半径之比例,而两径可定。
三卷论测日月地大小近远之比例。引古今法数种,先求各视径大小如日食时月视径随地不等其各视径与实径大小绝异。又如月视地为小月天视六曜天为小,去人又近,后定日月之实径,推各体之容详,测日月各距地之高,论月天象数及诸日表之原。四卷论测太阴见伏光体,并四馀辩天行无紫气等。引古今交食,以证新法。并为后学之资。盖因中史失载,交食分秒,及阴阳历与太阳之距最高,太阴之自行度分,等后人无凭,推步以资修,改故悉取之,西史交食,历指第一卷。详太阳光景地景,及日食之,故先引界说。如何为暗体,原光照光,次光满光又如何为初景,次景满景。盖食生于景,景生于光,满景非暗也。称光暗之中,即日月食可辨。
凡交食或地食光于月景为日食,或月体食光于地景为月食,乃日月地三球,各体大小不等,有静有动,去人有远有近,当求其大小远近之比例,推其施光受光之体势,乃得交食之体势。今设两球大小等,一暗一明。明者半面施光,暗者半面受光。无分远近,未有交食者也。若明球小,暗球大。暗以小半受光明;以大半施光。此为太阴照地,而地受其隔日之光也。凡大施小受,施以小半,受以大半。二体弥近,大者施光,之小半,弥小。小者受光,之大半,弥大。此即日居最卑,而食之势也。若夫小施大受,则又二体弥远,而施者亦弥小,受者亦弥大,此月食之分数,有多有少,而月近地居,景厚处食分多远地居景薄,处食分少总。由大小远近之比例而生也。
又详景之处所在受光之背面,乃因月与地势能出景。在日食则为月景,下至于地。月食则为地景,上至于月。景形为角形,缘出景之圆体,与太阳大于地于月之倍数相当也。月望、月有食,乃地景隔日光,令月不受,照有时,失满,光有时全失光。月朔日有食,乃月隔日光,令地不受,照有处。射满景有处,存少光皆系景之作用也。至论月在景之光,色或赤或杂,或青黑,色皆有占验,或生于气景,或映于旁光,或染于近地之清蒙,气皆能令月现种种色也。论食之期,二景既随日月所至,终古不爽,即有定候。一在定朔,一在定望。当食必食,多寡先后上下,千百世可知。此则本卷益加详焉。
第二卷:详交食诸类,及推交食之原与简法。盖日月之行,虽有隅照方照六合照等,悉无交食,独相会相望。〈亦名合会照会〉有食详之,则有实。会中会视会之,别皆为推步之原。三会或较于地心,或较于地面,各异实会,中会相距,又无定度。必先推求各元法。从本天大小圈以历元并以三角形细推,乃能成表,为密求法以便后人。盖因得其所以然,而后握简御繁无难也。第三卷:求推交食,依人目所见,仪器所测之时刻,及所食分数之原,必应改实时为视时而此地此时见食,彼地则异时见食也。故可随地推交食之有无,又可上推往古,下验将来,万年悉如指掌。若食分之多寡,既原于日月地景之各视半径,则定视径分秒之数,逆计太阴居最高或最卑,本视径差地景即因太阳居高居卑不同,其照地生景之差以得各实差,然后食分可得而定矣。
第四卷:详食限食甚前后时,及绘食图以解各食向位。论限日与月不同。盖虽同以所行各道经度距交几何,为有食之始。然而月食则太阴与地景遇因而两周相切,即以两视半径并较白道距黄道度,推交周度以定食限。日食则太阳与太阴遇,虽亦两周相切而有视差必先加入视差而后得距度,定其食限也。惟其食限各异,故推太阴越五月,能再食。越七月不再食。而太阳越五月、七月皆能再食。
至于食分,则以距度求之。盖两周之心相距之度也。在月食则为太阴心,实距地景之心愈近,食分愈多。在日食则为日月两心,以视度相距,其近远不依实度,而依目视之所及为准。此即月食分天下皆同,而日食分随人目东西南北各异之原也。
食分以纬度,而定食。甚前后时刻,则并以经纬而定。盖太阴本时距度多寡不同,即入景浅深亦不同。浅则历时少,深则历时多。此盖从纬定也。若就经论,太阴之自行,时疾时迟。纬与视径虽同,而自行每食不同。即所得时刻亦必不同。但太阴入景之弧,与出景之弧略等,故依其行弧,推食甚前之时倍之,随得食甚。后至复圆之时,乃日食时刻,则又以视差有异焉。交食图列方位。方位者,日月失光之面所向之方也。法先考本食,是阴历或阳历,更考黄道是斜交地平与否。盖黄道斜交日月,亦依以斜行食时,方向必异。不可不审也。故绘图以一直线过日月二心,审其与地面相遇之势,乃定日食方位,过日景二心,审其与地平相遇之势,乃定月食方位。旧法徒以阴阳二历求之,疏矣。验时安得合乎。
第五卷:详日月视差,及日食掩地面几何。凡推步日食,要以人目为主,目见之,会非实会而视会也。此差虽由地半径生。〈以人目在地面不在地心故〉更为人目差分别有三等。一高卑差以天顶为限,一南北差以黄道为限。此限能变诸曜纬度。一东西差以黄道九十度为限。其左右能变经度,及时刻。测此三差,悉用三角形,因设地半径为一边,日月各距地高为一边,各距地面之远为一边。测之乃得高弧或正或斜交于黄道,以四方分视差,然东西南北二差又时有变,务彼此相较,展转推求可也。
论日食之掩地面,必系全食或系应不见光之地面。又或本日太阳,适在最卑,而其视径大似太阴之视径,若此则虽二曜之心合,而周边大小微异。乃见金环焉。又总论见食之,地其广几何。且见食进退一分,应地面几何。由是以推各国各省能见食与否,并食分多寡等义。第六卷:依原算日食,以显推表,及其所用之所以然,必以视差求视会,因详前引三差恒垂向下,高卑差为正下,南北差为斜下,东西差独中限之,一线为正,左右皆斜,此是太阴所变,距黄道度及顺黄道经度用以加减时刻,并求食分可矣。但除地半径差外,别有三差,名外差,不生于日、月、地,而生于气。一曰:清蒙高差,乃地所出清蒙之气,能变易高下。二曰:清蒙径差,日月居其中,随变本径之大小。三曰:本气径差,本气者,即月天以下空中气也。较清蒙为更精微,亦能变太阳之光照,令目所见之视度、视径,随地随时大小不一也。
第七卷:测考食分方位及时刻。务推与测并行,以自验其法密与否。西历家创法之初,审之于天,以求其当然。成法之后,复考之于天,以证其必然,正此意也。交食推法既备,前卷、本卷则引测交食多寡之式。如测日月各食分,或于室内,或于室外,以真光形如远镜等,承其射光之容,即食分多寡可得,非旧法水盘所能及也。至二曜食时,所向之方位,或正或偏,测与算合不爽毫末。又日月或全或零,食之时其变形之限如二食所共者,初亏食,甚复圆月食,所独者,食既生光,皆可得其准也。
《五纬历指》一卷。公论定各星古今次序,测五星平行均数。据古传太阴最近地,其次为水,为金,为日,而火,而木,而土,而恒星。古又谓诸天皆以地心为本心。今测则惟日月与恒星为然。五星各与地不同心,即各视差,及各高卑距地远近可徵也。
五星诸行,较恒星与太阳而得,古今共法也。乃先记其各平行,而因各本行。圈皆与地为不同心,圈并亦定其本行,而更以古今图样解之。且增以新测,五星左右异像焉。
第二卷至六卷:每卷测定五纬,一星之最高及本天与地中两心之差,并各星表历元,以得各自行及岁行加减等度分。但金水二星之行相似。与火、木、土异。盖火、木、土或会或冲,太阳以其实行为岁行之界,而金、水即以太阳平行为本天之平行,其本天不出太阳之本轮,因加小均轮以齐其顺逆,行天一周有二伏二见之时,非彼三星,每岁一会一冲,太阳可比也。又火星或以其行甚曲,或以其行之迟疾不等,有时四五旬,日行过一宫。有时二百馀日,不及一宫。行似无法,兹穷究其理,以著于图。定其经纬高卑之行,使测与推诸用法皆明也。
第七卷:论五星纬行,推其与恒星或互相照或同出入,以定其凌犯、近远、见伏诸类。盖舍纬行南北,多寡而止,论经行即淩犯,诸类无从得其全也。故引古今累测游星之纬,记其各本道与黄道之交角,并绘图用三角形所推两道阔狭,以显其实相距之比例。又定五星各本天交,行而较火、木、土于金、水,详其纬从何而生,从何而有,异同也。
第八卷:著诸曜凌犯相照,伏见之原,解七政迟疾,二行五星留逆顺合冲,各情并著表绘图求。入宫入宿等法。并论农家占岁,医家疗疾,人预知天时之雨旸,皆由日月五星所命。又定月大月小,节气闰月,诸法。第九卷:依古今法测五星各距地之远近,以推其降施之力,测各视径及实径之大小,定其凌犯及诸照之密合。查五星光色,以考其照物之性情。盖星皆借日光之分,而所发光色各异,有如镜者,有如水者,有如金者,殆由各染本体之色而然。又据新法新测,以考中历之古测,乃知古测晨夕二留日,时折半以求合伏之时,非法也。又其所用表晷简平等仪,皆与星行之道绝不相似,而用以测五星,则非其器也。大约测五星,须用黄赤全仪,弧矢仪经纬象限等,与其行相类者,而又常较之于恒星,乃可得其准也。
已上略引书目,皆归历原以全修历之学,阙一不可。古之论历者,或务改历元如气应等,或务正定岁差。不则求之合朔,求之五星,求之宿度而已。总皆挂一漏万,其法立穷,必如新法,乃为无歉。且此外更著学历,要书如割圆法,八线表视学,几何要法,测量全义,浑天仪用法,比例规筹算开方等法,以为旁通之学。而历学于是乎大备,后有学者宜究心焉。