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转差一日九十七刻六十分。
转应七日五十刻三十四分。
再其次是推算交道。
正交、中交与授时历相同。
距交十四度六十六分六十六秒。
交周、交中、交差,与授时历相一致。
交应二十日四十七刻三十四分。
再其次是推算日月食。
日食交外限六度,定法六十一,交内限八度,定法八十一。
月食限定法与授时历相同。
再其次是推算五星。
合应:土星二百六十二日三千零二十六分,木星三百一十日一千八百三十七分,火星三百四十三日五千一百七十六分,金星二百零三日八千三百四十七分,水星九十一日七干六百二十八分。
历应:土星八千六百零四日五千三百三十八分,木星四千零一十八日六千零七十三分,火星三百一十四日零四十九分,金星六十日一千九百七十五分,水星二百五十三日七千四百九十七分0周率、度率及晨夕伏现度,都与授时历相同。
他论述岁余,说:“阴阳消长的道理,是逐步变化而积累,没有不从秒开始的。
授时历考察古代,在一百年的交接处就马上加一秒,从道理上讲不妥当。
比如鲁隐公三年辛酉年,往下距离元至元辛巳年二千年,用授时历的方法计算,这一年该加二十分,推得庚午日六刻,是这一年的天正冬至。
鲁隐公四年壬戌年,往下距离元至元辛巳年一千九百九十九年,按算法该加十九分,推得乙亥日五十刻四十四分,是这一年的天正冬至。
两个冬至相减,得数相距三百六十五日四十四刻四十四分,那么这一年的岁余是九分之四日,而不是四分之一日了。
历法的荒谬,没有比这个更严重的了。
新历法酌情考虑,如果每年增减二秒,往上推,就与昭公己丑年不合;增减一秒至一秒半,又与僖公辛亥年不合。
现在大致取一个折中数,方法是将定距自乘,再乘以七除以八,得到的百位数,化为分,得敷焉一秒七十五忽,逭样辛亥、己丑都可以兼顾了。”他论述太阳运行,说:“古历见于六经并明确可考的,没有比得上太阳运行和中星的了。
而推算家很少有能透彻理解的,都是因为不知道夏历、周历的差异。
大致夏历以节气为主,周历以中气为主。
何承天以正月甲子夜半合朔雨水为历元,进与夏历不合,退又不合周历。
所以近代推算月令、小正的,都不能与古代相合。
臣曾以新历法的岁差,向上考察尧典的中星,那么所谓的四仲月,大概是从节气的开始到中气的末尾,三十天内的中星而已。
后世拘泥于春分秋分夏至冬至,这也就错了。”他论述测量北极出地,说:“从汉到齐、梁,都认为纽星就是不动的地方。
只有祖佢之测到纽星离北极有一度多。
从唐到宋,又测到纽星离北极三度多。
元史,历志依从三度,大致还没有定论。
新历法不测纽星,用日影来检验。
在正方的几案上,在一周天的度数内暂时指定一度作为北极,从此度向右旋转,数到六十七度四十一分。
就是夏至太阳运行到的位置。
又旋转到一百一十五度二十一分,就是冬至太阳运行到的位置。
向左旋转,度数也一样。
四处和圆心共五处,各钉一枚针。
在冬至夏至正午,将几案直立向南产生日影,使三枚针的日影相合,然后悬着绳子取到中线,又取方十字划出界限,看横界上距北极的度数,就是北极出地的度数。”他论述日晷测影,说:“何承天立圭表测日影,开始知道从漠以来,冬至都比天象晚三天。
所以推算晷影,是制定历法的重要工作。
授时历也凭借晷影作为根本,而历经不记载推算晷影的方法,这是缺陷。
现在用北极出地的度数,兼用弧矢割圆的方法推求,有望穷尽它的本源。
又随着地势的高低,确定差数来表现它的变化,这是以前所没有的。”又说:“授时历议根据漠书,律历志鲁献公十五年戊寅岁正月甲寅朔旦冬至,引用为首例。
献公十五年往下到鲁隐公元年己未,有一百六十一年,时间不在春秋时段以内是很明白的了。
而元史,历志却说‘自春秋献公以来’,又说‘昭公冬至,就是太阳运行失常的证据’,是错误的。
献公甲寅冬至,没有别的依据,只有刘歆三统历这样说。
难道左传不可信,而刘歆却可信吗?太初元年冬至在辛酉,刘歆却认为是甲子,相差三天,这都尚且不能知道,还能够推知上下几百年吗?所以大凡春秋前后千年之间,气朔交食,长历、大衍历所推算的大致对,而刘歆、班固所说的完全是错的。”又说:“大衍历议说宋元嘉十三年十一月甲戌,影长是太阳运行度数的异常变化,授时历议也这样说,臣私下认为这是错的。
如果太阳运行超出了常规,应当像岁差一样,渐渐地变化。
今年已经不合,来年难道能又相合吗?大概前人的测量,有的不严密罢了。
冬至的日影有一丈多长,圭表高,日影长,那么日影就虚而淡。
有时设置望筒、副表、影待之类来求实影,然而望筒或许有低昂,副表、影符或许有前后,所用的圭表或许稍有倾斜,圭面或许稍有不平,冬至夏至前后几天的日影,进退只在毫厘之间,也很难辨认。
何况委托的人,不知是否恰当。
边远的地方,既然不是亲眼所见,他人所报告的晷影,难道可信吗?”他论述漏刻,说:“日月带食出入,五星晨昏伏现,历家制定历法都以日晷漏刻为准。
而日晷漏刻也随着地势的南北,纬度的高低有差异。
元人以燕京为都城,他们的授时历中日月五星出入的早晚,四季日夜的长短,都以大都的日晷漏刻焉准。
国朝初年建都金陵,大统历日晷漏刻改为依从南京,冬至夏至相差三刻多。
现在推算日月食的分秒,南北东西等差及五星定伏定现,都根据元人的旧法,而单单改变了漏刻,因此互相违背出现错误。
所以新法日晷漏刻,照样依据元朝的老数字。”他论述日食,说:“日道和月道相交点有两处,如果日月正好在交点相会,就是全食,如果只在交点前后相近的地方相会,就会发生日食但不是全食。
这是天的相交限度。
还有人的相交限度,如果在中原是全食,那么在太阳的正下方,亏食只有一半,到僻远的地方,则是日月相会而不食。
几个地方交换反过来看,也是一样。
为什磨呢?太阳像一个大的红丸子,月亮像一个小的黑丸子,共同悬挂在一根线上,太阳在上而月亮在下,如果从正下方望去,黑丸子必定掩盖红丸子,就像日全食;到旁边观看有远近的差别,那么日食的程度就有多少了。
春分以后,太阳在赤道北面运行,交外偏多,交内偏少。
秋分以后,太阳在赤道南面运行,交外偏少,交内偏多,所以有南北差。
冬至以后,太阳在黄道柬面运行,午前偏多,午后偏少。
夏至以后,太阳在黄道西面运行,午前偏少,午后偏多,所以有东西差。
中午仰视太阳就高,早晚平枧太阳就低,所以有距午差。
中午前日食看见得早,中午后日食看见得迟,所以有时差。
这种种差别,只有太旸纔有,月亮没有。
所以推算交食,只有太阳很困难。
想推算各个地方的变化,必须到那个地方,考察晷影的短长,测量星辰的高低,纔有希望得到。
历经推定的数据,只是根据燕京所见到的来立说而已。
老话说:‘月亮运行内道,日食多能应验。
月亮运行外道,日食多不应验。
’又说:‘天的相交限度,虽然是在内道,若在人的相交限度之外,也同外道相似,也不发生日食。
,这种说法大致不错,但不全对。
假如在夏至前后,在十二辰的寅卯酉戌之间发生日食,人向东北、西北观看,那么外道食分反而多于内道了。
太阳体积大于月亮,月亮不能完全掩盖,有时遇到全食,而阳光四溢,形状如同金环,所以太阳没有日食十分的道理。
即使全食,也只有九分八十秒。
授时历日食,阳历限六度,定法六十,阴历限八度,定法八十。
各将其限度,除以定法,都得到十分。
现在在它们的定法下各加上一,用限度相除,就得到九分八十多秒了。”他论述月食,说:“暗中虚的东西,是影子。
影子遮蔽月亮,没有早晚高低的差异,四季地区的不同。
比如悬一粒黑丸子在黑暗的屋子中,在它的左面点燃蜡烛,右面悬一粒白丸子,如果烛光被黑丸子遮蔽,那么白丸子就接受不到光线了。
人在四面观看,所见到的没有不同。
所以月食役有时差的说法。
自从纪元历虚妄地定下时差,授时历也因袭它,是错误的。”他论述五星,说:“古法推算五星,不知道变敷的加减。
北齐张子信长期仰观天文,知道五星有盈缩的变化,应当加减以求每天的运行度数。
五星出入黄道内外,各自有自己的远近轨道,根据和太阳的远近有快慢,它们变化数字的加减,就好像路程的曲直正斜。
宋代有人说:‘五星的运行度数,只有在停留逆行的时候差异最大。
在黄道内前进的,它后退必然向外,在黄道外前进的,它后退必然向内。
它运行的轨迹好像沿着一片柳叶,两端比中间尖,往返的轨道相差很远。
所以五星运行在两端较慢,因为它是斜着运行的缘故。
中间的运行较快,因为它道路便捷的缘故。
,前代修订历法,只是缯减旧法而已,不曾实际考察天体的运行度数。
办法是必须测量检骏每晚黄昏、夜半、拂晓月亮及五星所在的度秒,,用本子记录下来。
满五年,除去中间阴云和五星出现在白昼的日数,可以测得三年的实际运行,然后可以推算补缀了。”奏疏上呈,礼部尚书范谦上奏说:“岁差的规律,从虞喜以来,每代都有岁差规律的议论,最终没有统一的规矩。
用来求岁差的方法,大致有三种:考察月令的中星,测量冬至夏至的日影,检验交食的分秒。
用衡管考察,用圭表测量,用漏刻验证,这也可望得到结果了。
历家用周天三百六十五度四分之一度,来记录日月五星的运行,又分一度为一百分,一分为一百秒,可以说很精密了。
然而浑天仪直径只有几尺,分布周天的度数,每度不到一指头宽,又在哪儿去安置分秒呢?至于树立的圭表不过几尺,刻漏的筹码不过几寸。
以天的高而且广,而用几尺几寸大小的东西来测量它,想要丝毫不差,不是太难了吗?所以当它差在分秒之间,无法检验,到差错超过一度,纔可以观察了。
这就是穷尽了古往今来人们的智慧和灵巧,还不能完全测算到天体变化的原因吧。
就以郑王世子来说,将大统历、授时历两历进行比较,考察古代气差了三日,推究今日时间差了九刻。
时间相差九刻,在亥时和子时之间就移动了一日,在晦日和朔日之交就移动了一月,这是可以在现在验证的。
如果时间前移,那新月就出现在二日的黄昏,如果后移,新月就出现在四日的晚上了。
现在似乎还没有到逭一步。
郑王世子的书应该下发钦天监参订测验。
世子用心于历学,博古通今,应该赐敕书奖励。”皇帝听从了他的意见。
河南愈事邢云路上书说:“治理历法的要点,没有超过观测天象、测量日影、测算天时、筹划计算四件事。
现在丙申年日至,臣测得在乙末日未时后段一刻,而大统历推算在申时后段二刻,相差九刻。
而且今年立春、夏至、立冬都正巧在子时一半的时刻。
臣推算立春在乙亥,而大统历推算在丙子;夏至在壬辰,而大统历推算在癸巳;立冬在己酉,而大统历推算在庚戌0相隔都是一天。
如果正好元日在子时的一半,就该把正月初一退到上月的末尾,而朝贺大礼就在正月二日了。
这难道是小事吗?闰八月朔日,日食,大统历推算初亏在巳时后段二刻,接近日全食,而臣测到初亏在巳时后段一刻,亏食只有七分多。
大统历实际落后于天象将近二刻,那么闰应及转应、交应,都各应增减了。”钦天监见到邢云路的奏疏,十分厌恶他。
监正张应侯上奏斥责,说他超越本分,狂妄惑众。
礼部尚书范谦却说:“历法是国家的大事,士大夫应当讲求,不是从事历法的人能够私自占有的。
法律禁止的,只是说妖异吉凶而已。
钦天监官员墨守成法,不能修改以符合天象。
幸好有邢云堕这样的人,应当与他和衷共事,不应该妒忌。
请求任命邢云路管理钦天监事务,率领督促部属,精心测量,以制成大典。”奏议上呈,皇帝没有答复。
三十八年,钦天监推测十一月壬寅朔日日食的程度及初亏复圆的情况,职方郎范守己上疏驳斥他们的错误。
礼官于是请求广招懂历学的人,命他们与钦天监官员日夜推测,以求历法没有差错。
这时五官正周子愚进言说:“大西洋来归顺的远方臣子庞迪峩、熊三拔等,带有那个国家的历法,多是中国典籍中没有的。
请求仿照洪武年间翻译西域历法的先例,选取懂历法的大臣率领钦天监官员,将各种书全部翻译,以补充典籍的缺陷。”在此之前,大西洋人利玛窦进贡土产,而庞迪峩、熊三拔及龙华民、邓玉函、汤若望等先后到来,都精通天文历法。
礼部于是上奏说:“精通历法,像邢云路、范守己这样的人,被时人推重,请求改授京官,共同管理历法事务。
翰林院检讨徐光启、南京工部员外郎李之藻也都精心研究历法原理,可以和庞迪峩、熊三拔等共同翻译西洋历法,让邢云路等参订修改。
然而历法的粗疏严密,没有比日月食表现更明显的了,想要议论修订历法,必须注重测量检验。
请命令有关部门整治仪器,以便于事情的进行。”奏疏呈入,留在宫中。
不久邢云路、李之藻都被召到京城,参预历法事务。
邢云路根据他所举的理论,李之藻则以西洋历法为宗旨。
四十一年,李之藻已改任南京太仆少卿,上奏呈上西洋历法,大致说了钦天监推算日月交食时刻亏分的错误,并极力推荐庞迪峩、熊三拔及龙华民、阳玛诺等,说:“他们论述天文历法,有中国过去的贤人所赶不上的,不但讨论运行的度数,而且又能说明其所以然的道理。
他们所制造的观测天象太阳的仪器,每种都精妙绝伦。
现在庞迪峩等年龄逐渐衰老,请求命令礼部设置机构,把他们的历法取来,翻译成书。”礼科姚永济也以此进言。
当时各种事情都因循守旧,没有功夫来设置翻译机构。
四十四年,邢云路进献七政真数,说:“推算历法的方法,必须用两个交点相对。
两个交点正确,中间的时刻分秒的度数,一一可以查考落实。
日月的交食,五星的冲犯,都是日月五星的交会。
两个交点相对,互相说明,日月五星的事情就完全清楚了。”玉启元年春,邢云路又详细叙述古今日月交食的几件事,以说明授时历的粗疏,证明新历法的精密。
奏章下发礼部。
四月壬申朔日日食,邢云路所推算的食分时刻,和钦天监所推算的互有差异。
自己说新历法十分精密,到时检验,都与天象不合。
邢云路又曾论述大统历宫度的交界,应当用岁差来考定,不应当仍然用授时历三百年前所测定的数据。
又说月份和十二辰的对应与北斗斗柄的指向没有关系,北斗斗柄所指有岁差,而月份和十二辰的对应没有变动。
这些都是确切的评论。
塞祯二年五月乙酉朔日日食,礼部侍郎徐光启按照西洋历法预测,顺天府见日食二分多,琼州日全食,大窒以北不发生日食。
大统历、回回历所推算的,顺天府的时分时刻,舆徐光启不同。
后来徐光启的算法应验了,其它的都有疏误。
皇帝严厉指责钦天监官员。
这时五官正戈丰年等进言说:“大统历是建国初年制定的,实际上就是郭守敬的授时历,二百六十年丝毫没有增减。
从至元十八年制定历法,遇了十八年到大德三年八月,已经预报要发生日食而没有发生,六年六月又发生日食而没有推算出来。
当时郭守敬正主持太史坑事务,也无可奈何,更何况那些拘谨守法的人呢?现在如果遵循旧法,往后不能没有差错。”于是礼部上奏设置机构修改历法,皇帝就让徐光启统领修订历法。
徐光启进言说:“近代谈历法的各家,大都尊崇郭守敬的历法,至于说岁差有循环,岁寅有参差,天有纬度,地有经度,各宿有本行,月亮五星有本轮,日月有真正的会合、视觉的会合,都是古代没有听说遇的,祇有西洋历法纔有。
而舍弃这几绦法则,那磨日月交食五星冲犯,最终不会有切合的理论。
应该取来相互考订,使它与大统历汇合而一。”事后徐光启上奏修订历法的十件事:第一,讨论岁差,每年束行逐渐变长逐渐变短的数据,以纠正自古以来一百年、五十年、六十年多少不同的说法。
第二,讨论岁实小余,古代多,现在少,逐渐在改变,以及日影长短年年不同的原因,以确定冬至,以订正气和朔日。
第三,每天测量太阳运行的经度,以确定盈缩加减差的准确比率,东西南北高下的差异,以推算太阳的运行。
第四,晚上测量月亮运行的经纬度数,以确定交转迟疾的准确比率,东西南北高下的差异,以推算月亮的运行。
第五,精密测量各宿的经纬运行度数,以确定日月五星盈缩、迟疾、顺逆、违离、远近的数据。
第六,精密测量五星的经纬运行度数,以确定小轮运行的迟疾、停留逆行、伏现的数据,东西南北高下的差异,以推算五星冲犯。
第七,推算黄道赤道问变宽变窄的度数,精密测量黄道赤道的距度,以及月亮五星各道与黄道相距的度数,以确定交转。
第八,讨论日月离交点的远近及真正会合、视觉会合的原因,以确定距午时差的准确比率,以订正日月食。
第九,测量太阳运行,考察出南北极出入地的度数,以确定周天的纬度,以弄清日月五星的运行。
通过月食考察确定东西相距地轮的经度,以确定交食的时刻。
第十,依照唐、元的方法,在各地测量南北极出入地的度数,地轮的经纬度,以求昼夜晨昏的长短,以订芷交食有无、先后、多寡的数据。
并以此机会推荐南京太仆少卿李之藻、西洋人龙华民、邓玉函。
皇帝批覆同意。
九月癸卯开设历局。
三年,邓玉函去世,又征召西洋人汤若望、罗雅谷译书演算。
徐光启进升礼部尚书,仍然统领修订历法。
这时巡按四川御史马如蛟推荐资县诸生冷守中精通历学,将他所呈递的历书送交历局。
徐光启极力驳斥它的荒谬,并预推第二年四月四川月食的时刻,叫他们到时测量比较。
四年正月,徐光启进呈历书二十四卷。
夏四月戊午,夜望月食,徐光启预推了分秒食刻方位。
上奏说:“日食各地不同,就用地的纬度算它的食分的多少,用地经度算它的加时的早晚。
月食的分秒,各地相同,只是用地经度推求它的先后时刻。
臣从地图大致推算,开列各布政司月食初亏度分,食分多少既然天下都相,同,那么余率就可以类推,不像日食在不同的经纬各不相同,必须详细算出。
又月体十五分,那么完全进入虚暗的空间也只有十五分。
现在推算二十六分六十秒,是虚暗的空间大于月亮,如果月食时离交点较速,月体就不能完全进入虚暗空间,只能从月体来说它的分数。
这晚上的月食,极其接近交点,所以月亮进入虚暗中十五分就是食既,再进去十一分多,就是生光,所以是二十六分多。
如回回历推算十八分四十七秒,大致和这种方法相同。”后来四川报告冷守中推算的月食实际差二时,而新方法密切相合。
徐光启又进呈历书二十一卷。
冬十月辛丑朔日日食,新法预推顺天见食二分十二秒,应天以南不发生日食,大漠以北全食,按惯例因京师见食不到三分,不采取救护措施。
徐光启说:月食在晚上,加时的早晚,苦于没有依据。
只有日食按日晷定时,无法变动。
所以历法的粗疏严密,这是确实的证据。
臣等编纂新历法,逐渐就绪,而以后一次的交食,为期还速,现在不和钦天监臣共同见证,到历法编成以后,将用什么证实?而且这次日食必须观测,还有另外的理由。
旧历法日食在正中,就没有时差。
现在这次日食既然在中午,而新历法仍然有时差,是因为日月五星运行都沿着黄道,不由赤道。
旧历法所说的中是赤道的午中,而不是黄道的正中。
黄赤二道的中,只有冬至夏至加时正午,纔可能同度。
现在十月朔离冬至的度数还远,两个中的差,有二十三度多,难道可以因为加时接近中午。
就不加不碱吗?正好碰上这一天,又是这个时刻,足以验证关于时差的方法,这是第一点。
本地的经度,没有得到准确的比率,那么加时就难以确定,它的数据一定要从交食时测验几次,纔可以勘测统一。
现在这次日食依照新方法测量,它的加时刻分,或许前后不合,应当取从前所记的地经度数,斟酌改定,这可以求得里差的准确比率,这是第二点。
定时差的方法,祇知道在中没有加碱,但不知道中还要分黄道和赤道,现在一经过目睹,就人人都知道加时要根据黄道。
由此及彼,其它方法也是一样,由此足以知道学习很容易,这是第三点。
即使分数很少,也应该详细测量,以求应验。
皇帝觉得他说得对。
到时,徐光启率领钦天监大臣预点日晷,调整壶漏,用测高仪器测量食甚时日晷的高度。
又在暗室中斜着开了一道缝隙,设置窥管、远镜以测亏圆,画日体分数图板以确定食分。
这次日食的时刻、高度全都相合,只是食甚分数不到二分。
于是徐光启进言说:“现在食甚的度分密切相合,那么经度里差就不必更改了。
只有食分不合,原来推算的大概是因为太阳光大,能够减小月亮的影子,一定会亏食到四五分以上,纔能与原来的推算相合。
然而此次观测,是使用暗室窥管,所以能得到这样的分数。
如果只凭眼力,或用盆子装水来照映,就会眩耀不定,恐怕还不止这个数了。”当时有满城平民魏文魁,着了历元、历测两本书,叫他的儿子魏象干将历元进献给朝廷,通政司送到历局考索验证。
徐光启摘录了应当极力论证的七个问题:第一,岁实从汉以来,代代有减差,到授时历碱为二十四分二十五秒。
依郭守敬的方法一百年碱一秒,现在应当是二十一秒多。
而历元用赵知微的三十六秒,反复加很多。
第二,根据弧背求弦矢,应当用密率。
现在历测中还用径一围三的方法,不合弧矢的真实数据。
第三,盈缩限,不在冬至夏至,应在冬至夏至后六度。
现在考察太阳的运行,春分到夏至,夏至到秋分,这两限中,日时刻分不等。
又立春到立夏,立秋到立冬,这两限中,日时刻分也不等。
从测量可以见到。
第四,说月亮最远运行快,最近运行慢,而且用圭表测到它,不对。
月亮的快慢是入转内的事,圭表测高下是入交内的事,岂容混合推算。
而月亮运行在转周之上,又向左旋转,所以最逮向西行最慢,最近向东行最快,旧历法正相反。
第五,说日食在正午没有时差,不对。
时差所说的距离,不是距赤道的午中,而是距黄道限东西各九十度的中。
黄道限的中,有距午前后二十多度的,只依午正加减,怎能必然相合。
第六,说交食定限,阴历八度,阳历六度,不对。
日食,阴历应在十七度,阳历应在八度。
月食则阴阳历都是十二度。
第七,历测说:“宋文帝元嘉六年十一月己丑朔,日食剩下的部分像钩子一样,白天星星显现。
现在用授时历推算,只亏食六分九十六秒,郭守敬的历法有错误。”月食天下都相同,日食各地不同。
南宋建都金陵,郭守敬的历法制定于燕地,纬度相差八度,时间在十一月那么食差有二分弱,说“日食剩下的部分像钩子一样”当在九分左右。
郭守敬历法推得七分弱,却是密切相合,不是不合。
本局现在定日食分数,首先说交,其次说地,再次说时,一样都不可缺。
后来魏文魁反复论辩,徐光启再次阐明前
面的说法,着成学历小辨。他论述岁实小余及日食变差特别明晰。
他说:“岁寅水余,从漠到元逐渐消减。
现在新历法确定采用的岁寅,更比元代减少。
不知道的人一定会说不仅先于天象,更先于大统历。
乃至推壬申冬至,大统历得己亥寅时后段一刻,而新历法推得在辰时前段一刻十八分。
这是为什么呢?大致订正年岁和推算月亮运行相似,冬至没有定率,与定朔、定望没有定率是一样的。
朔望没有定率,应用平朔望和它相加减,冬至没有定率,应用平年和它相加减。
所以新历法的平冬至,虽在大统历前,而定冬至总是在大统历之后。”又说:“宋仁宗天圣二年甲子年,五月丁亥朔,历官推算应当有日食而没有日食,各种历法推算都应当有日食。
从历法来讲确实应当有日食,而在逭时确实没有日食,现在应当如何解释?日食有变差的方法,月亮在阴历,距交点十度多,按历法应当有日食。
而恰好这一天这个地方的南北差,变成了东西差,所以从天体的运行来说,则地心与日月相互参验,确实发生了日食。
而从人的眼睛所见到的,日月相距由近变为逮,确实没有日食。
所以只有汴京是这样,如从汴京以束几千里,就逐渐看得见日食,到东北一万多里外,就全都看得见日食了。
变差随时不同,或多变为少,或少变为多,或有变为无,或无变为有。
推算历法的困难,全在这些地方。”不久,徐光启进入内阁。
五年九月十五日,月食,钦天监推算初亏在卯时前段一刻,徐光启等推算在卯时前段三刻,回回历科推算在辰时前段初刻。
三种方法的异同,招致回答皇帝的诘问。
到时观测,阴天有云,月亮没有出现,无法检验。
徐光启上疏陈述三种历法不同的原因,说:时刻的加减,是由于盈缩、迟疾雨差。
而盈缩差旧历法从冬至夏至算起,新历法从最远点算起,最速点有行分,只有宋绍兴年间与夏至同度。
郭守敬比这晚一百年,相差一度多,所以没有觉察。
现在最速点在夏至后六度,这就是两种历法的盈缩差不同的原因。
迟疾差,旧历法只用一转周,新历法叫作自行轮。
自行轮之外,又有两次轮。
这就是两种历法迟疾差不同的原因。
至于回回历又有不周,或者由于四应,或者由于里差,臣确实不知道其中的缘故。
总之,三种历法都依照自己的办法来推算,不能改变自己的办法去迁就。
将来应该讲求的有两条:一是食分多少。
日食时,阳光闪耀,每每是先发生日食而人后看见。
月食时,云气侵扰,每每人先看见而后发生月食。
其中的差异在一分以上。
现在想明白地看到真实的食分,近来有造窥管的,日食时,在暗室中引来光影,映照在白的丝织品上,初亏至复圆,分数真实准确,明白不差。
月食时用来仰观两个天体离合的时刻,界限分明,与目测完全不同。
这就是测定食分的方法。
二是加时早晚。
测定时间的方法,壶漏是古法,轮钟是新法,然而都不如以太阳和星星作标准。
白天用太阳,晚上任选一个星座,都用仪器测量经纬度数,推算得到时间。
,这是测定时间的方法。
两种方法确立后,那各种技术的粗疏精密,丝毫也不能隐藏了。
古今月食,各种史书都没有记载。
日食,从汉到隋,共二百九十三次,而在晦日日食的七十七次,在晦日前一日的三次,初二日的三次,其疏漏到这样的程度。
唐至五代共一百一十次,而在晦日日食的一次,初二日的一次,初三日的一次,逐渐严密了。
宋共一百四十八次,没有在晦日日食的,更严密了,还是有推算要日食而没有日食的十三次。
元共四十五次,也没有晦日日食的,还是有推算要日食而没有日食的一次,有日食而没有推算出的一次,傍晚日食而写成白天的一次。
至于加时差错在四五刻的,当时已经是这样。
可知高速无穷的事情,必须世代积累,纔能逐渐见到它的头绪。
所以从汉到现在一千七百年,建立历法的有十三家,而郭守敬的为最优秀,尚且不能没有几刻的差错,而何况对于沿袭旧法的人,怎么能要求他精密呢?这一年,徐光启又进献历书三十卷。
笫二年冬十月,徐光启因病辞去了历局的职务,用山东参政李天经代替他。
遇了一个月,徐光启去世。
七年,魏文魁进言说,历官所推的交食节气都不对,于是命令魏文魁进京测骏。
这时论述历法的有四家,除大统历、回回历外,另设立西洋历法为西局,魏文魁焉束局。
每一家的说法不同,乱纷纷的像打官司一样。
李天经缮写进献历书共二十九卷,另有星宿屏风一座,都是已故宰辅徐光启率领西洋人制订制造的。
李天经预推五星冲犯会合行度,说:“闰八月二十四日,木星冲犯积尸气。
九月初四昏初,火星土星同度。
初七卯时后段,金星土星同度。
十一昏初,金星火星同度。
用旧历法推火星土星同度,在初七,这就落后天象三日。
金星火星同度在初三,造就先于天象八日。”而魏文魁则说,李天经所报告的,木星冲犯积尸与天象不合。
李天经又说:“臣在闰八月二十五日夜及九月初一日夜,同礼部臣陈六轮等,用窥管观测,见积尸被几十个小星团团包围,木星与积尸,一起容纳在窥管中。
窥管直径只有一寸多一点,两星相距三十分以内的,纔可能同时出现。
如觜宿三颗星相距三十七分,就不能同时出现。
而魏文魁只根据主观推算,没有经过实测。
据他说初二日木星已在柳宿前,那么在此之前难道能越过鬼宿而飞渡吗?”李天经又推算木星的退行、顺行,两次经过鬼宿,它的度分晷刻,不久都应验了,于是魏文魁的说法被废除了。
李天经又进献历书三十二卷,并有日晷、星晷、窥管等仪器。
八年四月,又献上乙亥丙子七政行度历及参订历法条议二十六则。
其中七政公说有七则:一是各曜的应敷应修改。
日月五星平行起算酌根敷就是应敷,即是某曜某日某时运行到某宫次的数字。
现在新法改定的各项应敷,都从崇祯元年戊辰前,冬至后,己卯日子时后段开始。
二是测各曜的运行度数,应该用黄道仪。
太阳由黄道运行,月亮五星各有自己的轨道,出入黄道内外,不走赤道。
如用赤道仪观测,所得到的经纬度数,必须全部用黄道赤道通率表换算,不如用黄道仪实时得到七政的本度方便。
三是各方七政运行度数,随地方不同。
日月在东西方所见到的交食,时间各有先后,已经不用怀疑了。
那么太阳运行产生二十四节气,与月亮五星的掩食冲犯,怎能不与交食同一道理呢?所以新历法各数据表,虽然以顺天府为主,而推算各方的运行度数,也都各有自己的方法。
四是各曜的加减分,用平、立、定三差法,还不够。
加减平行分以求自身的运行度数,是历家的重要事情。
只是天实际上是圆体,与平行不同,旧历用的三差法,都是从勾股平行来确定的,和天体不合。
就是各盈缩损益数据,也没有得到真实数字。
现在新历法加碱各表,却是用圆治理圆,纔可以与天相合。
五是随时随地可以求得各曜的经度。
旧历法想得到某日某曜的经度,必须先推算各曜冬至日所运行的宫度宿次,然后用各段日度计算纔能得到。
现在的方法不限时间方所,只要查阅本表推算就是了。
六是径一围三,不是弧矢的真法。
古代历家用直钱测圆形,叫做弧矢法,而计算用径一围三,就错了。
现在的立割圆八线表,用法简便而用处大。
弧矢等线,只乘除一次,就能得到。
七是球面三角三弧形,不是勾股可以完全算出来的。
古法测天以勾股焉根本,然而勾股只能解决直角,不能解决斜角。
而且天是圆球,球面上与各道相切割产生的三弧形,勾股不能够完全解决它。
论述恒星有四则:一是恒星本行,即所说的岁差,从黄道极算起。
各星离赤极的度分,古今不同。
距离赤道内外,也古今不同。
而距黄极或距黄道内外,却是从古以来一样,所以知道日月五星都沿着黄道运行。
恒星的本行,应该从黄遒极起算,作为岁差的比率。
二是古今各宿的度数不同。
恒星以黄道极为极,所以各宿距星的运行度数,与赤道极时近时速。
运行逐渐接近赤道极,即从赤道发出的遇距星的线逐渐变密,本宿的赤道弧就较小。
逐渐远离赤极,经过距星的线就逐渐稀疏,本宿的赤道弧就较大。
这是因为黄道赤道黄极赤极不同,不是距星有不同的运行,也不是距星移动了位置。
如觜宿距星,漠测距参宿二度,唐测一度,宋崇宁年问测半度,元郭守敬测五分。
现在测量,不但没有一分,反而侵入参宿二十四分,不是一个证据吗?三是夜半测星定时。
太阳沿赤道左行,每十五度为一小时。
现在任意测量一颗星距子午圈前后的度分,又用本星经行和太阳经行相加减,得太阳距子午圈的度分,通过它变为真时刻。
四是宋时所定的十二宫次在某宿度,现在不能定在某宿度。
这是因为恒星有本行,宿度已经右移的缘故。
关于太阳的论述有四条:,一是太阳盈缩的极限,不是冬、夏二至,就是人们所说的最高及最高冲。
这个极限年年向右移动,现在已超过了二至后六度多。
二是用圭表测量冬夏二至,不是好的办法。
在二至前后,太阳南北的运行度数很少,一丈长的圭表,一天的日影的差异不过一分三十秒,则一秒的长度就管六刻多的时间。
如果测量误差二三秒,时间就将近二十刻,怎么能准确呢?现在的办法只用春、秋二分,因为这时太阳一天南北运行二十四分,一天的日影差异有一寸二分,即使测量误差一二秒,折算时间也不满一刻,比二至更精密。
三是太阳起落的分数,应该从顺天府起算。
因各方纬度不同,早晨黄昏的时刻也因此有差异。
大统历依照应天府推算,所以昼夜长短,日月东西方位和是否带食,推算的都不准确。
现在依照顺天府改定。
四是平节气不是天时的真节气。
旧历法一气的长度,是一年长度的二十四分之一。
然而太阳的运行,有快右慢,不能平分。
如果平分,那么春分就比天象晚两天,秋分就比天象早两天了。
现在全都改正。
关于月亮的论述有四条:一是朔望之外,另外还有损益分,一次加碱不足以完全平衡。
旧历法确定月亮匀速运行,推算朔望的加减数,大致五度多,然而上弦和下弦时多少不一,即使是授时历也说朔望之外,匀速运行的度数不一定,明白了这个道理,但是没有写进历法。
现在在加减之外,再使用一次加减,取名叫二三均数。
二是黄白二道的相距度不能确定焉五度,而是时多时少。
古今历家根据交食的分数及交泛等,测定黄道白道相距大约五度。
然而朔望日之外雨道的相距度数,有增有碱,最大距离达到五又三分之一度。
如果一个月有两次交食,在上下弦时用仪表求距离黄道的度数焉五度,就不能与天象相合。
三是交行有损益分。
罗喉、计都即正交、中交的行度,古今都定为匀速运行。
现在仔细测量,月亮有时在交点之上,用匀速去推求,必然与计算不合。
因此再设置一次加减,成为交行的均数。
四是天象没有紫气。
旧历法认为是从闰余中产生,又认为是木星的余气。
现在仔细考察各星,没有天象可以说明,可知这是毫无根据地增加的。
关于交食的论述有四条:一是日月影像的直径大小总是不一样的。
因为日月有时运行得最高,有时运行的最低,因为相距有速有近,所见到的就有大有小。
又因速的时候和近的时候看到月亮反射的光线,有强有弱,所以月亮影像的直径大小不会一样。
二是日食正午不是中限,而应以黄道九十度限为中限。
南北东西差都是依据黄道,那么时差又怎能不依据黄道来论定它的初段末段以推求中限呢?况且黄道在地平之上的部分,两个象限自有它的高处,也自有它的中限。
这个道理不明白,有时该加的反而减,该碱的反而加,凡是加时不合的都是由此产生的。
三是日食的初亏和复圆,时刻多少总是不一样的,不是两段时间各折一半的那种说法。
视觉的误差能把实际运行变为枧运行,那么用视差来比较食甚的前后,没有不出差错的。
根据视差既然食甚前后木一,又怎么能使枧运行前后相等呢?现在用视运行来推算时刻,初亏和复圆不能相等就明确了。
四是各方各自依照当地的经度推算日食的时刻及日食的分数。
地面上东方和西方看见日月的出没,各有先后不同,那么得到的时刻也不相同。
所以看到交食虽然是一个但时刻不同,这一点日食和月食都是一个道理。
如果是日食则因为视差各地不同,月食则因为看的距离不同,所见到的交食分数也就有差异。
关于五星的论述有三条:一是五星应根据太阳的视运行,而不能根据段目来确定。
因为五星都是以太阳为中心,与太阳合就前行得快。
与太阳冲就退行。
而且太阳的运行有快慢,这样五星的合伏日数,时多时少,自然不能根据段目来确定它的度分。
二是五星应增加纬度运行度数。
因五星出入黄道,各有一定的相距度。
又木、土、火三星与太阳相冲纬度大,与太阳相合纬度小。
金、水二星顺伏纬度小,逆伏纬度大。
三是观测五星,应当用恒星作为标准。
测量五星除使用黄道仪外,还应使用弧矢等仪器。
根据测到的某星距离两颗恒星的多少度分,依据有关方法计算,纔能得到这颗星的真经纬度分。
有时绘图也可以免于计算。
这时新历法书籍仪器都已完备,多次预测日月交食五星冲犯都密切相合,但魏文魁等想方设法阻挠,实际上是宦官在指使。
因此皇帝不能决断,下谕叫李天经和钦天监历局虚心地详加研究,一定要求得到统一。
这年,李天经推算水星隐现及木星所在的度数,都与大统历各不相同,而新历法与天象相合。
又推算八月二十七日寅时后段二刻,木星、火星、月亮三曜同在张宿六度,而大统历推算木星在张宿四度,火星、月亮在张宿三度。
到时,果然同在张宿六度。
九年正月十五日辛酉,望日早上月食。
李天经及大统历、回回历、束局,各自预先推算初亏复圆食甚的时刻和食分。
李天经怕到时被云掩盖难以见到,就根据地面距离的差距,推算河南、山西所见到的时刻,上奏派官员分别测量验证。
到了那一天,李天经与罗雅谷、汤若塱、大理评事王应遴、礼官李焰及钦天监、历局守登、魏文魁等到观象台观测骏证,只有李天经所推算的与天象相合。
不久,河南的报告也完全与原来的推算相合,山玺因月食时被云掩盖无从验证。
皇帝认为测算月食,新历法最接近天象,只是十五日雨水,而李天经定十三日为雨水,命令他再上奏说明。
李天经答复说:讨论节气有两种办法:一是平节气,一是定节气。
平节气,将一年的长度,平分为二十四份,每份得十五日多,就是一个节气。
所以从前一年的冬至开始算起,宁定要遇六十日八十七刻多纔是雨水。
旧历法推算的十五日子时后段二刻就是这样。
定节气,以三百六十为周天的度数,也平分为二十四份,每份得十五度为一个节气。
从前一年的冬至开始算起,经过五十九日二刻多,而太阳运行满六十度就是雨水。
新历法所推算的十三日卯时前段二刻八分就是这样。
太阳的运行有快有慢,不设法加减,一定与天象不合,怎么能平分一年长度作为节气呢?用春分来验证,道理更加明白。
分,是黄道和赤道的交点,太阳运行到这里,就昼夜平分。
旧历法在二月十四日之下,注明白画五十刻、夜晚五十刻就是这样。
十四日昼夜已经平分,那么新历法推算十四日为春分符合天象,而旧历法推定为十六日,已落后天象二日了。
知道了春分,那秋分和各节气就可知了,而对于雨水就没有疑问了。
后来李天经在春分将到时,每天中午到观象台测量正午时太阳的高度。
二月十四日高五十度八分,十五日高五十度三十三分。
李天经于是说:京城的北极出地高度是三十九度五十五分,那么赤道的出地高度应是五十度五分,春分日太阳正在赤道上,太阳正午的高度与赤道的高度相等,过了这一位置太阳的高度必然逐渐增高。
现在将十四日所测到的太阳高度,加上地半径差二分,比赤道高度已多五分。
逭大概是因为原来推算的春分在卯时后段二刻五分弱,这时每天纬行度二十四分弱,时差二十一刻五分,那么纬行度应加五分强。
到十五日,加上地半径差比乔道高度已多达三十分,何况十六日呢?所以春分应当在十四日,而不应当在十六日。
秋分也是这样。
又上呈节气图,说:内规分三百六十五又四分之一度,是太阳运行的度数。
外规分三百六十度,是周天的度数。
从冬至算起,经过九十一日三十一刻六分,纔到达春分,这是受太阳运行度数的限制,而在周天的度数,已超过二度多了。
又经过二百七十三日九十三刻一十九分,而和秋分点相交,也是受太阳运行度数的限制,而在周天度数还差二度多。
难道不是旧历法春分每次比天象落后两天,秋分比天象提前两天的原因吗?十年正月辛丑朔日,发生日食,李天经等预测京城见食一分十秒,应天及各省分秒各不相同,只有云南、太原看不到日食。
日食的初亏、食甚、复圆时刻也各不相同。
大统历推算食分一分六十三秒,回回历推算食分三分七十秒,柬局推算只有游动的云气侵扰日光三十多秒。
而到发生日食时检验,只有李天经的推算最精确。
当时将要废除大统历,使用新历法,这时管理其它历局事务的代州知州郭正中进言说:“中国历法一定不要完全废弃,西洋历法一定不要独家实行。
四种历法各有长短,应当综合各家,兼用西法。”十一年正月,皇帝就下诏仍然使用大统历,至于交食的经纬度,晦朔弦望,因历法年代长了有差错的,另外考求和参考新历法与回回历,几种说法并存。
这一年,进升李天经焉光禄寺卿,仍然管理层法事务。
十四年十二月,李天经进言说:“大统历设置闰月,只要求月中没有中气,新历法尤其重视合朔的先后。
现在所进献的十五年新历,其中十月、十二月的中气,正好在次月合朔时刻之前,所以月内虽然没有中气,而实际上并不是闰月。
大致气在朔日之前,则此气还属于上一月的晦日。
到十六年第二个月只有惊螯一个节气,而中气春分,在第三个月合朔之后纔到来,那么第二个月是闰正月,第三个月是二月,是没有疑问的。”当时皇帝已深知西洋历法的精密。
到十六年三月乙丑朔日日食,又惟独用西洋历法预测应验天象。
八月,皇帝下诏说西洋历法确实精密,马上改名焉大统历法,通行天下。
不久国家发生变故,最终没有施行。
本朝用的是时宪历。
按照明朝的制度,历官都是世代相传作为职业,成化、弘治年间还能够提出修改的建议,万历以后就都是专用己说、抱残守缺而已。
那些不是历官而懂历法的,除郑世子之外,唐顺之、周述学、陈壤、袁黄、雷宗都有著述。
唐顺之的著述没有成书,他的论述散见于周述里的历宗通议、历宗中经。
袁黄着有历法新书,其中天地人三元,则是来源于陈壤,而雷宗也着有合璧连珠历法。
这些人都是融会回回历以纳入授时历,虽然不能像郑世子那样精深细致,他们对于中公历法的原理,都有所创新阐发。
邢云路古今律历考,有人说本出自魏文魁之手。
魏文魁学识本来肤浅,难怪他所注释的授时历,都不合原书的旨意。
西洋人来到中国的,都自称瓯罗巴人,他们的历法和回回历相同,而更加精密。
曾经考察前代,远方国家谈历法的人多在西域,而东方、南方、北方没有听说遇。
唐代的九执历、丞盐的万年历,以及湛亟年间所译的回回历,都是西域的历法。
大概尧命令羲仲、羲叔、和仲、和叔分居四方,羲仲、羲叔、和叔就以蝎夷、南交、朔方为界限,惟独和仲祇说了“住在西方”而没有限制地点,难道不是当时的声威教化向西影响得很远吗。
到了周代末期,历官子弟四处分散。
西域、天方各国,和中原西部接壤,又不像东南有大海阻隔,又没有北方严寒的威胁,他们抱着书籍仪器而西去,从情势上讲确实是很方便的。
瓯罗巴在回回的西面,他们的风俗和回回相似,而喜好新奇、争强好胜的习俗超过了回回。
所以他们的历法与回回同源,而代代增修,于是不是回回所能赶得上的了,这也是争强好胜的习俗造成的。
羲、相失去他们的职守以后,现在还能见到的古籍,只有周髀。
而西方人天文仪器,寒热五带的学说,地为圆球的道理,几何学的方法,都没有超出周髀的范围,由此也可以知道西洋历法的由来了。
四处搜索广博采纳,用以继续千百年来已失落的头绪,也是礼仪失落后到僻野之地求索的意思,所以详细地论述。