崇天历行之至于嘉祐之末,英宗即位,命殿中丞、判司天监周琮及司天冬官正王炳、丞王栋、主簿周应祥周安世马杰、灵台郎杨得言作新历,三年而成。琮言:「旧历气节加时,后天半日;五星之行,差半次;日食之候,差十刻。」既而司天中官正舒易简与监生石道、李遘更陈家学。于是诏翰林学士范镇、诸王府侍讲孙思恭、国子监直讲刘攽考定是非,上推尚书「辰弗集于房」与春秋之日食,参今历之所候,而易简、道、遘等所学疏阔,不可用,新书为密。遂赐名明天历,诏翰林学士王珪序之,而琮亦为义略冠其首。今纪其历法于后:
造历之法,必先立元,元正然后定日法,法定然后度周天以定分、至,三者有程,则历可成矣。日者,积余成之;度者,积分成之。盖日月始离,初行生分,积分成日。自四分历洎古之六历,皆以九百四十为日法。率由日行一度,经三百六十五日四分之一,是为周天;月行十三度十九分之七,经二十九日有余,与日相会,是为朔策。史官当会集日月之行,以求合朔。
自汉太初至于今,冬至差十日,如刘歆三统复强于古,故先儒谓之最疏。后汉刘洪考验四分,于天不合,乃减朔余,苟合时用。自是已降,率意加减,以造日法。宋世何承天更以四十九分之二十六为强率,十七分之九为弱率,于强弱之际以求日法。承天日法七百五十二,得一十五强,一弱。自后治历者,莫不因承天法,累强弱之数,皆不悟日月有自然合会之数。
今稍悟其失,定新历以三万九千为日法,六百二十四万为度母,九千五百为斗分,二万六百九十三为朔余,可以上稽于古,下验于今,反复推求,若应绳准。又以二百三十万一千为月行之余,以一百六十万四百四十七为日行之余。乃会日月之行,以盈不足平之,并盈不足,是为一朔之法。今乃以大月乘不足之数,以小月乘盈行之分,平而并之,是为一朔之实。以法约实,得日月相会之数,皆以等数约之,悉得今有之数。又二法相乘为本母,各母互乘,以减周天,余则岁差生焉,亦以等数约之,即得岁差、度母、周天实用之数。此之一法,理极幽眇,所谓反复相求,潜遁相通,数有冥符,法有偶会,古历家皆所未达。
古者以周天三百六十五度四分度之一,是为斗分。夫举正于中,上稽往古,下验当时,反复参求,合符应准,然后施行于百代,为不易之术。自后治历者,测今冬至日晷,用校古法,过盈,以万为母,课诸气分,率二千五百以下、二千四百二十八已上为中平之率。新历斗分九千五百,以万平之,得二千四百二十五半盈,得中平之数也。而三万九千年冬至小余成九千五百日,满朔实一百一十五万一千六百九十三,年齐于日分,而气朔相会。
朔实:一百一十五万一千六百九十三。本会日月之行,以盈不足平而得二万六百九十三,是为朔余,是则四象全策之余也。今以元法乘四象全策二十九,总而并之,是为一朔之实也。古历以一百万平朔余之分,得五十三万六百以下、五百七十已上,是为中平之率。新历以一百万平之,得五十三万五百八十九,得中平之数也。
中盈、朔虚分:日月以会朔为正,气序以斗建为中,是故气进而盈分存焉。置中节两气之策,以一月之全策三十减之,每至中气,即一万七千四十、秒十二,是为中盈分。朔退而虚分列焉,置一月之全策三十,以朔策及余减之,余一万八千三百七,是为朔虚分。综中盈、朔虚分,而闰余章焉。从消息而自致,以盈虚名焉。
天正冬至:大余五十七,小余一万七千。先测立冬晷景,次取测立春晷景,取近者通计,半之,为距至泛日;乃以晷数相减,余者以法乘之,满其日晷差而一,为差刻;乃以差刻加减距至泛日,为定日;仍加半日之刻,命从前距日辰,算外,即二至加时日辰及刻分所在。如此推求,则加时与日晷相协。今须积岁四百一年,则冬至大、小余与今适会。
日度岁差:八万四百四十七。书举正南之星以正四方,盖先王以明时授人,奉天育物。然先儒所述,互有同异。虞喜云:「尧时冬至日短星昴,今二千七百余年,乃东壁中,则知每岁渐差之所至。」又何承天云:「尧典:『日永星火,以正仲夏;宵中星虚,以正仲秋。』今以中星校之,所差二十七八度,即尧时冬至,日在须女十度。」故祖冲之修大明历,始立岁差,率四十五年九月却一度。虞邝、刘孝孙等因之,各有增损,以创新法。若从虞喜之验,昴中则五十余年,日退一度;若依承天之验,火中又不及百年,日退一度。后皇极综两历之率而要取其中,故七十五年而退一度,此乃通其意未尽其微。今则别调新率,改立岁差,大率七十七年七月,日退一度,上元命于虚九,可以上覆往古,下逮于今。自帝尧以来,循环考验,新历岁差,皆得其中,最为亲近。
日躔盈缩定差:张胄玄名损益率曰盈缩数,刘孝孙以盈缩数为朏朒积,皇极有陟降率、迟疾数,麟德曰先后、盈缩数,大衍曰损益、朏朒积,崇天曰损益、盈缩积。所谓古历平朔之日,而月或朝觌东方,夕见西方,则史官谓之朏朒。今以日行之所盈缩、月行之所迟疾,皆损益之,或进退其日,以为定朔,则舒亟之度,乃势数使然,非失政之致也。新历以七千一为盈缩之极,其数与月离相错,而损益、盈缩为名,则文约而义见。
升降分:皇极躔衰有陟降率,麟德以日景差、陟降率、日晷景消息为之,义通轨漏。夫南至之后,日行渐升,去极近,故晷短而万物皆盛;北至之后,日行渐降,去极远,故晷长而万物寖衰。自大衍以下,皆从麟德。今历消息日行之升降,积而为盈缩焉。
赤道宿:汉百二年议造历,乃定东西,立晷仪,下漏刻,以追二十八宿相距于四方,赤道宿度,则其法也。其赤道,斗二十六度及分,牛八度,女十二度,虚十度,危十七度,室十六度,壁九度,奎十六度,娄十二度,胃十四度,昴十一度,毕十六度,觜二度,参九度,井三十三度,鬼四度,柳十五度,星七度,张十八度,翼十八度,轸十七度,角十二度,亢九度,氐十五度,房五度,心五度,尾十八度,箕十一度,自后相承用之。至唐初,李淳风造浑仪,亦无所改。开元中,浮屠一行作大衍历,诏梁令瓒作黄道游仪,测知毕、觜、参及舆鬼四宿赤道宿度,与旧不同。自一行之后,因相沿袭,下更五代,无所增损。至仁宗皇祐初,始有诏造黄道浑仪,铸铜为之。自后测验赤道宿度,又一十四宿与一行所测不同。盖古今之人,以八尺圆器,欲以尽天体,决知其难矣。又况图本所指距星,传习有差,故今赤道宿度与古不同。自汉太初后至唐开元治历之初,凡八百年间,悉无更易。今虽测验与旧不同,亦岁月未久。新历两备其数,如淳风从旧之意。
月度转分:洪范传曰:「晦而月见西方谓之朏。月未合朔,在日后;今在日前,太疾也。朏者,人君舒缓、臣下骄盈专权之象。朔而月见东方谓之侧匿。合朔则月与日合,今在日后,太迟也。侧匿者,人君严急、臣下危殆恐惧之象。」盈则进,缩则退,躔离九道,周合三旬,考其变行,自有常数。传称,人君有舒疾之变,未达月有迟速之常也。后汉刘洪粗通其旨。尔后治历者,多循旧法,皆考迟疾之分,增损平会之朔,得月后定追及日之际而生定朔焉。至于加时早晚,或速或迟,皆由转分强弱所致。旧历课转分,以九分之五为强率,一百一分之五十六为弱率,乃于强弱之际而求秒焉。新历转分二百九十八亿八千二百二十四万二千二百五十一,以一百万平之,得二十七日五十五万四千六百二十六,最得中平之数。
月离迟疾定差:皇极有加减限、朏朒积,麟德曰增减率、迟疾积,大衍曰损益率、朏朒积,崇天亦曰损益率、朏朒积。所谓日不及平行则损之,过平行则益之,从阳之义也;月不及平行则益之,过平行则损之,御阴之道也。阴阳相错而以损益、迟疾为名。新历以一万四千八百一十九为迟疾之极,而得五度八分,其数与躔相错,可以知合食加时之早晚也。
进朔:进朔之法,兴于麟德。自后诸历,因而立法,互有不同。假令仲夏月朔月行极疾之时,合朔当于亥正,若不进朔,则晨而月见东方;若从大衍,当戌初进朔,则朔日之夕,月生于西方。新历察朔日之余,验月行徐疾,变立法率,参验加时,常视定朔小余:秋分后四分法之三已上者,进一日;春分后定朔晨分差如春分之日者,三约之,以减四分之二;定朔小余如此数已上者,亦进,以来日为朔。俾循环合度,月不见于朔晨;交会无差,明必藏于朔夕。加时在于午中,则晦日之晨同二日之夕,皆合月见;加时在于酉中,则晦日之晨尚见,二日之夕未生;加时在于子中,则晦日之晨不见,二日之夕以生。定晦朔,乃月见之晨夕可知;课小余,则加时之早晏无失。使坦然不惑,触类而明之。
消息数:因漏刻立名,义通晷景。麟德历差曰屈伸率。天昼夜者,易进退之象也。冬至一阳爻生而晷道渐升,夜漏益减,象君子之道长,故曰息;夏至一阴爻生,而晷道渐降,夜漏益增,象君子之道消,故曰消。表景与阳为冲,从晦者也,故与夜漏长短。今以屈伸象太阴之行,而刻差曰消息数。黄道去极,日行有南北,故晷漏有长短。然景差徐疾不同者,句股使之然也。景直晷中则差迟,与句股数齐则差急,随北极高下,所遇不同。其黄道去极度数与日景、漏刻、昏晚中星反复相求,消息用率,步日景而稽黄道,因黄道而生漏刻,而正中星,四术旋相为中,以合九服之变,约而易知,简而易从。
六十四卦:十二月卦出于孟氏,七十二候原于周书。后宋景业因刘洪传卦,李淳风据旧历元图,皆未覩阴阳之赜。至开元中,浮屠一行考扬子云太玄经,错综其数,索隐周公三统,纠正时训,参其变通,著在爻象,非深达易象,孰能造于此乎!今之所修,循一行旧义,至于周策分率,随数迁变。夫六十卦直常度全次之交者,诸侯卦也;竟六日三千四百八、十六秒而大夫受之;次,九卿受之;次,三公受之;次,天子受之。五六相错,复协常月之次。凡九三应上九,则天微然以静;六三应上六,则地郁然而定。九三应上六即温,六三应上九即寒。上爻阳者风,阴者雨。各视所直之爻,察不刊之象,而知五等与君辟之得失、过与不及焉。七十二候,李业兴以来,迄于麟德,凡七家历,皆以鸡始乳为立春初候,东风解冻为次候,其余以次承之。与周书相校,二十余日,舛讹益甚。而一行改从古义,今亦以周书为正。
岳台日晷:岳台者,今京师岳台坊,地曰浚仪,近古候景之所。尚书·洛诰称东土是也。礼玉人职:「土圭长尺有五寸以致日。」此即日有常数也。司徒职以圭正日晷,「日至之景,尺有五寸,谓之地中。」此即是地土中致日景与土圭等。然表长八尺,见于周髀。夫天有常运,地有常中,历有正象,表有定数。言日至者,明其日至此也。景尺有五寸与圭等者,是其景晷之真效。然夏至之日尺有五寸之景,不因八尺之表将何以得,故经见夏至日景者,明表有定数也。新历周岁中晷长短,皆以八尺之表测候,所得名中晷常数。交会日月,成象于天,以辨尊卑之序。日,君道也;月,臣道也。谪食之变,皆与人事相应。若人君修德以禳之,则或当食而不食。故太阴有变行以避日,则不食;五星潜在日下,为太阴御侮而扶救,则不食;涉交数浅,或在阳历,日光著盛,阴气衰微,则不食;德之休明而有小眚焉,天为之隐,是以光微蔽之,虽交而不见食。此四者,皆德感之所繇致也。按大衍历议,开元十二年七月戊午朔,当食。时自交阯至朔方,同日度景测候之际,晶明无云而不食。以历推之,其日入交七百八十四分,当食八分半。十三年,天正南至,东封礼毕,还次梁、宋,史官言:「十二月庚戌朔,当食。」帝曰:「予方修先后之职,谪见于天,是朕之不敏,无以对扬上帝之休也。」于是彻膳素服以俟之,而卒不食。在位之臣莫不称庆,以谓德之动天,不俟终日。以历推之,是月入交二度弱,当食十五分之十三,而阳光自若,无纤毫之变,虽算术乖舛,不宜若是。凡治历之道,定分最微,故损益毫厘,未得其正,则上考春秋以来日月交食之载,必有所差。假令治历者,因开元二食变交限以从之,则所协甚少,而差失过多。由此明之,诗云:「此日而微」,乃非天之常数也。旧历直求月行入交,今则先课交初所在,然后与月行更相表里,务通精数。
四正食差:正交如累璧,渐减则有差。在内食分多,在外食分少;交浅则间遥,交深则相薄;所观之地又偏,所食之时亦别。苟非地中,皆随所在而渐异。纵交分正等同在南方,冬食则多,夏食乃少。假均冬夏,早晚又殊,处南北则高,居东西则下。视有斜正,理不可均。月在阳历,校验古今交食,所亏不过其半。合置四正食差,则斜正于卯酉之间,损益于子午之位,务从亲密,以考精微。
五星立率:五星之行,亦因日而立率,以示尊卑之义。日周四时,无所不照,君道也;星分行列宿,臣道也。阴阳进退,于此取仪刑焉。是以当阳而进,当阴而退,皆得其常,故加减之。古之推步,悉皆顺行,至秦方有金、火逆数。
大衍曰:「木星之行与诸星稍异:商、周之际,率一百二十年而超一次;至战国之时,其行寖急;逮中平之后,八十四年而超一次,自此之后,以为常率。」其行也,初与日合,一十八日行四度,乃晨见东方。而顺行一百八日,计行二十二度强,而留二十七日。乃退行四十六日半,退行五度强,与日相望。旋日而退,又四十六日半,退五度强,复留二十七日。而顺行一百八日,行十八度强,乃夕伏西方。又十八日行四度,复与日合。
火星之行:初与日合,七十日行五十二度,乃晨见东方。而顺行二百八十日,计行二百一十六度半弱,而留十一日。乃退行二十九日,退九度,与日相望。旋日而退,又二十九日,退九度,复留十一日。而顺行二百八十日,行一百六十四度半弱,而夕伏西方。又七十日,行五十二度,复与日合。
土星之行:初与日合,二十一日行二度半,乃晨见东方。顺行八十四日,计行九度半强,而留三十五日。乃退行四十九日,退三度半,与日相望。乃旋日而退,又四十九日,退三度少,复留三十五日。又顺行八十四日,行七度强,而夕伏西方。又二十一日,行二度半,复与日合。
金星之行:初与日合,三十八日半行四十九度太,而夕见西方。乃顺行二百三十一日,计行二百五十一度半,而留七日。乃退行九日,退四度半,而夕伏西方。又六日半,退四度太,与日再合。又六日半,退四度太,而晨见东方。又退九日,逆行四度半,而复留七日。而复顺行二百三十一日,行二百五十一度半,乃晨伏东方。又三十八日半,行四十九度太,复与日会。
水星之行:初与日合,十五日行三十三度,乃夕见西方。而顺行三十日,计行六十六度,而留三日,乃夕伏西方。而退十日,退八度,与日再合。又退十日,退八度,乃晨见东方,而复留三日。又顺行三十三日,行三十三度,而晨伏东方。又十五日,行三十三度,与日复会。
一行云:「五星伏、见、留、逆之效,表、里、盈、缩之行,皆系之于时,验之于政。小失则小变,大失则大变;事微而象微,事章而象章。盖皇天降谴以警悟人主。又或算者昧于象,占者迷于数,覩五星失行,悉谓之历舛,以数象相参,两丧其实。大凡校验之道,必稽古今注记,使上下相距,反复相求,苟独异常,则失行可知矣。」
求朔弦望盈缩差及定差:各置朔、弦、望所入盈缩度及约分,如在象度分以下者为在初;已上者,覆减二至限,余为在末。置初、末度分于上,列二至于下,以上减下,余以下乘上,为积数;满四千一百三十五除之为度,不满,退除为分,命曰盈缩差度及分。若以四百乘积数,满五百六十七除之,为盈缩定差。
求二十八宿黄道度:各置赤道宿入初、末限度及分,用减一百一十一度三十七分,余以乘初、末限度及分,进一位,以一万约之,所得,命曰黄赤道差度及分;在至后、分前减,在分后、至前加,皆加减赤道宿积度及分,为其宿黄道积度及分;以前宿黄道积度减其宿黄道积度,为其宿黄道度及分。
求天正冬至加时黄道日度:以冬至加时赤道日度及分,减一百一十一度三十七分,余以冬至加时赤道日度及分乘之,进一位,满一万约之为度;不满为分,命曰黄赤道差;用减冬至赤道日度及分,即为所求年天正冬至加时黄道日度及分。