自司马迁述天官,而历代作史者皆志天文。惟辽史独否,谓天象昭垂,千古如一,日食、天变既著本纪,则天文志近于衍。其说颇当。夫周髀、宣夜之书,安天、穷天、昕天之论,以及星官占验之说,晋史已详,又见隋志,谓非衍可乎。论者谓天文志首推晋、隋,尚有此病,其他可知矣。然因此遂废天文不志,亦非也。天象虽无古今之异,而谈天之家,测天之器,往往后胜于前。无以志之,使一代制作之义泯焉无传,是亦史法之缺漏也。至于彗孛飞流,晕适背抱,天之所以示儆戒者,本纪中不可尽载,安得不别志之。明神宗时,西洋人利玛窦等入中国,精于天文、历算之学,发微阐奥,运算制器,前此未尝有也。兹掇其要,论著于篇。而实录所载天象星变殆不胜书,择其尤异者存之。日食备载本纪,故不复书。
其言九重天也,曰最上为宗动天,无星辰,每日带各重天,自东而西左旋一周,次曰列宿天,次曰填星天,次曰岁星天,次曰荧惑天,次曰太阳天,次曰金星天,次曰水星天,最下曰太阴天。自恒星天以下八重天,皆随宗动天左旋。然各天皆有右旋之度,自西而东,与蚁行磨上之喻相符。其右旋之度,虽与古有增减,然无大异。惟恒星之行,即古岁差之度。古谓恒星千古不移,而黄道之节气每岁西退。彼则谓黄道终古不动,而恒星每岁东行。由今考之,恒星实有动移,其说不谬。至于分周天为三百六十度,命日为九十六刻,使每时得八刻无奇零,以之布算制器,甚便也。
其言地圆也,曰地居天中,其体浑圆,与天度相应。中国当赤道之北,故北极常现,南极常隐。南行二百五十里则北极低一度,北行二百五十里则北极高一度。东西亦然。以周天度计之,知地之全周为九万里也。以周径密率求之,得地之全径为二万八千六百四十七里又九分里之八也。又以南北纬度定天下之纵。凡北极出地之度同,则四时寒暑靡不同。若南极出地之度与北极出地之度同,则其昼夜永短靡不同。惟时令相反,此之春、彼为秋,此之夏、彼为冬耳。以东西经度定天下之衡,两地经度相去三十度,则时刻差一辰。若相距一百八十度,则昼夜相反焉。其说与元史札马鲁丁地圆之旨略同。
日月五星各有一重天,其天皆不与地同心,故其距地有高卑之不同。其最高最卑之数,皆以地半径准之。太阳最高距地为地半径者一千一百八十二,最卑一千一百零二。太阴最高五十八,最卑五十二。填星最高一万二千九百三十二,最卑九千一百七十五。岁星最高六千一百九十,最卑五千九百一十九。荧惑最高二千九百九十八,最卑二百二十二。太白最高一千九百八十五,最卑三百。辰星最高一千六百五十九,最卑六百二十五。若欲得七政去地之里数,则以地半径一万二千三百二十四里通之。
崇祯初,礼部尚书徐光启督修历法,上见界总星图。以为回回立成所载,有黄道经纬度者止二百七十八星,其绘图者止十七座九十四星,并无赤道经纬。今皆崇祯元年所测,黄赤二道经纬度毕具。后又上赤道两总星图。其说谓常现常隐之界,随北极高下而殊,图不能限。且天度近极则渐狭,而见界图从赤道以南,其度反宽,所绘星座不合仰观。因从赤道中剖浑天为二,一以北极为心,一以南极为心。从心至周,皆九十度,合之得一百八十度者,赤道纬度也。周分三百六十度者,赤道经度也。乃依各星之经纬点之,远近位置形势皆合天象。
至于恒星循黄道右旋,惟黄道纬度无古今之异,而赤道经纬则岁岁不同。然亦有黄赤俱差,甚至前后易次者。如觜宿距星,唐测在参前三度,元测在参前五分,今测已侵入参宿。故旧法先觜后参,今不得不先参后觜,不可强也。
又有古多今少,古有今无者。如紫微垣中六甲六星今止有一,华盖十六星今止有四,传舍九星今五,天厨六星今五,天牢六星今二。又如天理、四势、五帝内座、天柱、天床、大赞府、大理、女御、内厨,皆全无也。天市垣之市楼六星今二。太微垣之常陈七星今三,郎位十五星今十。长垣四星今二。五诸侯五星全无也。角宿中之库楼十星今八。亢宿中之折威七星今无。氐宿中之亢池六星今四,帝席三星今无。尾宿中天龟五星今四。斗宿中之鼈十四星今十三,天籥、农丈人俱无。牛宿中之罗堰三星今二,天田九星俱无。女宿中之赵、周、秦、代各二星今各一,扶匡七星今四,离珠五星今无。虚宿中之司危、司禄各二星今各一,败臼四星今二,离瑜三星今二,天垒城十三星今五。危宿中之人五星今三,杵三星今一,臼四星今三,车府七星今五,天钩九星今六,天钞十星今四,盖屋二星今一。室宿中之羽林军四十五星今二十六,螣蛇二十二星今十五,八魁九星今无。壁宿中之天廐十星今三。奎宿中之天溷七星今四。毕宿中之天节八星今七,咸池三星今无。觜宿中之座旗九星今五。井宿中之军井十三星今五。鬼宿中之外厨六星今五。张宿中之天庙十四星今无。翼宿中之东瓯五星今无。轸宿中之青邱七星今三,其军门、土司空、器府俱无也。
其论云汉,起尾宿,分两派。一经天江、南海、市楼,过宗人、宗星,涉天津至螣蛇。一由箕、斗、天弁、河鼓、左右旗,涉天津至车府而会于螣蛇,过造父,直趋附路、阁道、大陵、天船,渐下而南行,历五车、天关、司怪、水府,傍东井,入四渎,过阙丘、弧矢、天狗之墟,抵天社、海石之南,逾南船,带海山,贯十字架、蜜蜂,傍马腹,经南门,络三角、龟、杵,而属于尾宿,是为带天一周。以理推之,隐界自应有云汉,其所见当不诬。又谓云汉为无数小星,大陵鬼宿中积尸亦然。考天官书言星汉皆金之散气,则星汉本同类,得此可以相证。又言昴宿有三十六星,皆得之于窥远镜者。
凡测而入表之星共一千三百四十七,微细无名者不与。其大小分为六等:内一等十六星,二等六十七星,三等二百零七星,四等五百零三星,五等三百三十八星,六等二百一十六星。悉具黄赤二道经纬度。列表二卷,入光启所修崇祯历书中。
十二宫 | 星名 | 黄道经度 | 黄道纬度 | 赤道经度从春分起算 | 赤道纬度 |
降娄 | 壁宿一 | 四度强 | 北一十二度半强 | 三百五十八度半强 | 北一十二度太强 |
- | 壁宿二 | 九度少弱 | 北二十五度太弱 | 三百七十五度少强 | 北二十六度太 |
- | 奎宿一 | 一十七度少强 | 北一十五度少强 | 九度强 | 北二十五度少弱 |
- | 奎宿二 | 一十五度半强 | 北一十七度太强 | 七度弱 | 北二十二度少弱 |
- | 奎宿九 | 二十五度少弱 | 北二十六度弱 | 一十二度少弱 | 北三十三度太弱 |
- | 娄宿一 | 二十八度太强 | 北八度半弱 | 二十三度半强 | 北一十八度太强 |
大梁 | 天大将军一 | 九度强 | 北二十七度太强 | 二十五度半 | 北四十三度少 |
- | 天囷一 | 九度少弱 | 南一十二度半强 | 四十一度弱 | 北二度少强 |
- | 胃宿一 | 一十一度太强 | 北一十一度少 | 三十五度半强 | 北二十六度强 |
- | 昴宿一 | 二十四度太强 | 北四度 | 五十一度少强 | 北二十三度弱 |
- | 天船三 | 二十六度太弱 | 北三十度强 | 四十四度半弱 | 北四十八度半弱 |
- | 卷舌五 | 二十八度弱 | 北一十二度弱 | 五十二度半强 | 北三十一度半弱 |
实沈 | 毕宿一 | 三度少 | 南三度 | 六十一度太 | 北一十八度少强 |
- | 毕宿五 | 四度半强 | 南五度太强 | 六十三度太弱 | 北一十五度太弱 |
- | 参宿一 | 一十七度少 | 南二十三度太弱 | 七十八度少强 | 南初度太弱 |
- | 参宿二 | 一十八度少强 | 南二十四度半强 | 七十九度少强 | 南一度半 |
- | 参宿三 | 一十九度半 | 南二十五度少强 | 八十度半 | 南二度少弱 |
- | 参宿四 | 二十三度半强 | 南一十六度太强 | 八十三度太强 | 北七度少强 |
- | 参宿五 | 一十五度太 | 南一十七度弱 | 七十六度少强 | 北六度弱 |
- | 参宿七 | 一十一度太弱 | 南三十一度太弱 | 七十三度少弱 | 南八度太 |
- | 觜宿一 | 一十八度半强 | 南一十三度半弱 | 七十八度太 | 北九度太弱 |
- | 天皇大帝 | 一十五度半 | 北六十八度弱 | 三百三十七度半强 | 北八十四度少弱 |
- | 五车二 | 一十六度太弱 | 北二十二度太强 | 七十二度少弱 | 北四十五度少强 |
- | 丈人一 | 一十七度少强 | 南五十七度太弱 | 八十一度太强 | 南三十四度半 |
- | 五车五 | 一十七度半弱 | 北五度少强 | 七十五度太弱 | 北二十八度少 |
- | 子二 | 二十度少强 | 南五十九度太弱 | 八十四度弱 | 南三十六度少强 |
- | 勾陈大星 | 二十三度半弱 | 北六十六度 | 六度半 | 北八十七度少弱 |
- | 五车三 | 二十六度少 | 北二十一度半弱 | 八十三度少弱 | 北四十四度太强 |
鹑首 | 井宿一 | 初度少弱 | 南一度弱 | 九十度强 | 北二十二度太弱 |
- | 井宿三 | 四度弱 | 南六度太强 | 九十四度强 | 北一十六度太弱 |
- | 军市一 | 二度强 | 南四十一度少强 | 九十一度太强 | 南一十七度太强 |
- | 天枢即北极星 | 八度弱 | 北六十七度少强 | 一百九十九度少强 | 北八十六度太弱 |
- | 老人 | 八度半 | 南七十五度 | 九十四度半弱 | 南五十一度半强 |
- | 狼星 | 九度 | 南三十九度少强 | 九十七度少强 | 南一十六度少弱 |
- | 北河二 | 一十五度强 | 北一十度强 | 一百零七度少 | 北三十二度太弱 |
- | 北河三 | 一十八度强 | 北六度太弱 | 一百一十度太弱 | 北二十九度弱 |
- | 南河三 | 二十度太弱 | 南一十六度弱 | 一百一十度弱 | 北六度强 |
- | 上台一 | 二十六度少强 | 北二十九度少 | 一百二十五度强 | 北四十九度太弱 |
- | 上台二 | 二十七度半强 | 北二十八度太弱 | 一百二十七度半弱 | 北四十八度太弱 |
- | 文昌一 | 二十八度半弱 | 北四十六度少强 | 一百四十度少弱 | 北六十五度强 |
鹑火 | 鬼宿一 | 初度半强 | 南初度太强 | 一百二十三度弱 | 北一十九度少强 |
- | 柳宿一 | 五度少弱 | 南一十二度半弱 | 一百二十四度半强 | 北七度弱 |
- | 弧矢一 | 六度半 | 南五十四度半 | 一百一十五度弱 | 南三十四度少弱 |
- | 帝星 | 七度太弱 | 北七十二度太强 | 二百二十三度 | 北七十五度太强 |
- | 弧矢南一 | 八度太强 | 南五十一度少 | 一百一十七度半 | 南三十一度半弱 |
- | 天枢 | 一十度弱 | 北四十九度太弱 | 一百六十度强 | 北六十三度太 |
- | 弧矢南五 | 一十二度半 | 南五十八度少强 | 一百一十七度强 | 南三十八度太 |
- | 天璇 | 一十四度强 | 北四十五度强 | 一百五十九度太弱 | 北五十八度半弱 |
- | 中台一 | 一十四度少强 | 北二十九度太强 | 一百四十八度强 | 北四十五度弱 |
- | 太子 | 一十五度强 | 北七十五度半弱 | 二百三十一度半强 | 北七十三度太弱 |
- | 中台二 | 一十五度半弱 | 北二十八度太 | 一百四十八度太 | 北四十三度半 |
- | 天社一 | 二十一度少强 | 南六十四度弱 | 一百二十度弱 | 南四十五度半强 |
- | 星宿一 | 二十二度少弱 | 南二十二度半弱 | 一百三十七度少强 | 南七度弱 |
- | 轩辕十二 | 二十四度少强 | 北八度太强 | 一百四十九度太强 | 北二十一度太弱 |
- | 轩辕十四 | 二十四度太弱 | 北初度半弱 | 一百四十七度少弱 | 北一十三度太强 |
- | 天玑 | 二十五度少弱 | 北四十七度强 | 一百七十三度半弱 | 北五十五度太强 |
- | 天权 | 二十五度太强 | 北五十一度半强 | 一百七十九度少弱 | 北五十九度强 |
鹑尾 | 张宿一 | 初度半强 | 南二十六度少弱 | 一百四十三度少弱 | 南一十二度半 |
- | 下台一 | 一度少强 | 北二十六度少 | 一百六十四度半强 | 北三十五度少弱 |
- | 下台二 | 二度 | 北二十五度弱 | 一百六十四度少 | 北三十三度太强 |
- | 右枢 | 二度半强 | 北六十六度半强 | 二百零九度少弱 | 北六十六度少强 |
- | 玉衡 | 三度半强 | 北五十四度少强 | 一百八十九度强 | 北五十八度少弱 |
- | 西上相 | 六度强 | 北一十四度少强 | 一百六十三度半强 | 北二十二度半强 |
- | 天记 | 六度半弱 | 南五十五度半 | 一百三十九度半强 | 南三十三度半 |
- | 开阳 | 一十度少强 | 北五十六度少强 | 一百九十七度少弱 | 北五十七度少弱 |
- | 五帝座 | 一十六度半弱 | 北一十二度少强 | 一百七十二度半 | 北二十六度太弱 |
- | 常陈一 | 一十八度强 | 北四十度强 | 一百八十八度半 | 北四十度太强 |
- | 翼宿一 | 一十八度半强 | 南二十二度太弱 | 一百六十度半弱 | 南一十六度少强 |
- | 摇光 | 二十一度半强 | 北五十四度半弱 | 二百零三度少弱 | 北五十一度半 |
寿星 | 轸宿一 | 五度半强 | 南一十四度半弱 | 一百八十一度弱 | 南十五度半弱 |
- | 长沙 | 八度半强 | 南一十八度少 | 一百八十度少强 | 南二十度强 |
- | 角宿一 | 一十八度太弱 | 南二度 | 一百九十六度半弱 | 南九度少弱 |
- | 大角 | 一十九度强 | 北三十一度强 | 二百零九度半强 | 北二十一度少弱 |
- | 马尾一 | 二十四度 | 南四十六度少弱 | 一百七十七度太强 | 南五十度强 |
- | 亢宿一 | 二十九度少 | 北三度弱 | 二百零八度少弱 | 南八度半弱 |
大火 | 十字二 | 一度少强 | 南五十一度强 | 一百七十九度半弱 | 南五十七度半弱 |
- | 贯索一 | 七度强 | 北四十四度半弱 | 二百二十九度太 | 北二十八度 |
- | 马复一 | 七度太弱 | 南四十三度 | 一百九十三度半弱 | 南五十三度半 |
- | 氐宿一 | 一十度弱 | 北半度弱 | 二百一十七度半 | 南一十四度半弱 |
- | 氐宿四 | 一十四度少弱 | 北八度半强 | 二百二十四度少强 | 南八度弱 |
- | 蜀 | 一十七度弱 | 北二十五度半强 | 二百三十一度半强 | 北七度太弱 |
- | 骑官七 | 二十二度少弱 | 南二十九度 | 二百一十九度少强 | 南四十六度强 |
- | 房宿一 | 二十七度太强 | 南五度半弱 | 二百三十四度少弱 | 南二十五度弱 |
- | 房宿三 | 二十八度 | 北一度强 | 二百三十六度 | 南一十八度太弱 |
- | 南门二 | 二十九度太弱 | 南四十一度少弱 | 二百二十一度少 | 南五十九度太弱 |
析木 | 心宿一 | 二度半强 | 南四度弱 | 二百三十九度太弱 | 南二十四度半强 |
- | 心宿二 | 四度半强 | 南四度半弱 | 二百四十一度太弱 | 南二十五度半 |
- | 三角形一 | 六度少强 | 南四十七度太强 | 二百二十四度半强 | 南六十七度太强 |
- | 尾宿一 | 一十度强 | 南一十五度 | 二百四十五度太强 | 南三十六度太强 |
- | 帝座 | 一十二度弱 | 北三十七度半弱 | 二百五十四度半弱 | 北一十五度弱 |
- | 箕宿一 | 二十五度太弱 | 南六度半 | 二百六十五度强 | 南三十度弱 |
星纪 | 斗宿一 | 五度强 | 南三度太强 | 二百七十五度太弱 | 南二十七度少 |
- | 天渊二 | 八度少强 | 南一十八度 | 二百八十度强 | 南四十一度少 |
- | 天渊一 | 九度 | 南二十三度 | 二百八十一度太 | 南四十六度少弱 |
- | 织女一 | 九度太弱 | 北六十一度太强 | 二百七十四度半强 | 北三十八度半弱 |
- | 河鼓二 | 二十六度半强 | 北二十九度少强 | 二百九十三度少弱 | 北八度弱 |
- | 牛宿一 | 二十九度弱 | 北四度太弱 | 三百度强 | 南十六度弱 |
玄枵 | 鸟喙一 | 四度太强 | 南四十五度 | 三百一十七度半强 | 南六十一度太强 |
- | 女宿一 | 六度半强 | 北八度少弱 | 三百零七度弱 | 南一十度太强 |
- | 鹤一 | 一十一度弱 | 南三十二度半 | 三百二十五度太强 | 南四十八度半弱 |
- | 虚宿一 | 一十八度少 | 北八度太弱 | 三百一十八度 | 南七度少弱 |
- | 危宿一 | 二十八度少弱 | 北一十度太弱 | 三百二十六度太弱 | 南二度强 |
- | 北落师门 | 二十八度半强 | 南二十一度 | 三百三十九度强 | 南三十一度半强 |
娵訾 | 天津四 | 初度少强 | 北六十度弱 | 三百零七少 | 北四十四度 |
- | 蛇首一 | 六度半弱 | 南六十四度半弱 | 二十六度太 | 南六十三度太强 |
- | 水委一 | 八度少弱 | 南五十九度 | 一十九度强 | 南五十九度太弱 |
- | 室宿一 | 一十八度少强 | 北一十九度半弱 | 三百四十一度半强 | 北一十三度少 |
- | 室宿二 | 二十四度少弱 | 北三十一度少弱 | 三百四十一度半 | 北二十六度强 |
- | 土司空七 | 二十七度少强 | 南二十度太强 | 六度少弱 | 南二十度强 |
赤道宿度 | 黄道宿度 |
角,一十一度四十四分。 | 一十度三十五分。 |
亢,九度一十九分。 | 一十度四十分。 |
氐,一十六度四十一分。 | 一十七度五十四分。 |
房,五度二十八分。 | 四度四十六分。 |
心,六度零九分。 | 七度三十三分。 |
尾,二十一度零六分。 | 一十五度三十六分。 |
箕,八度四十六分。 | 九度二十分。 |
斗,二十四度二十四分。 | 二十三度五十一分。 |
牛,六度五十分。 | 七度四十一分。 |
女,一十一度零七分。 | 一十一度三十九分。 |
虚,八度四十一分。 | 九度五十九分。 |
危,一十四度五十三分。 | 二十度零七分。 |
室,一十七度。 | 一十五度四十一分。 |
壁,一十度二十八分。 | 一十三度一十六分。 |
奎,一十四度三十分。 | 一十一度二十九分。 |
娄,一十二度零四分。 | 一十三度。 |
胃,一十五度四十五分。 | 一十三度零一分。 |
昴,一十度二十四分。 | 八度二十九分。 |
毕,一十六度三十四分。 | 一十三度五十八分。 |
参,二十四分。 | 一度二十一分。 |
觜,一十一度二十四分。 | 一十一度三十三分。 |
井,三十二度四十九分。 | 三十度二十五分。 |
鬼,二度二十一分。 | 五度三十分。 |
柳,一十二度零四分。 | 一十六度零六分。 |
星,五度四十八分。 | 八度二十三分。 |
张,一十七度一十九分。 | 一十八度零四分。 |
翼,二十度二十八分。 | 一十七度。 |
轸,一十五度三十分。 | 一十三度零三分。 |
十二宫之名见于尔雅,大抵皆依星宿而定。故宫有一定之宿,宿有常居之宫,由来尚矣。唐以后始用岁差,然亦天自为天,岁自为岁,宫与星仍旧不易。西洋之法,以中气过宫,而恒星既有岁进之差,于是宫无定宿,而宿可以递居各宫,此变古法之大端也。兹以崇祯元年各宿交宫之黄赤度,分列于左方,以志权舆云。
赤道交宫宿度 | 黄道交宫宿度 |
箕,三度零七分,入星纪。 | 箕,四度一十七分,入星纪。 |
斗,二十四度二十一分,入玄枵。 | 牛,一度零六分,入玄枵。 |
危,三度一十九分,入娵訾。 | 危,一度四十七分,入娵訾。 |
壁,一度二十六分,入降娄。 | 室,一十一度四十分,入降娄。 |
娄,六度二十八分,入大梁。 | 娄,一度一十四分,入大梁。 |
昴,八度三十九分,入实沈。 | 昴,五度一十三分,入实沈。 |
觜,一十一度一十七分,入鹑首。 | 觜,一十一度二十五分,入鹑首。 |
井,二十九度五十三分,入鹑火。 | 井,二十九度五十二分,入鹑火。 |
张,六度五十一分,入鹑尾。 | 星,七度五十一分,入鹑尾。 |
翼,一十九度三十二分,入寿星。 | 翼,一十一度二十四分,入寿星。 |
亢,一度五十分,入大火。 | 亢,初度四十六分,入大火。 |
心,初度二十二分,入析木。 | 房,二度一十二分,入析木。 |
璇玑玉衡为仪象之权舆,然不见用于三代。周礼有圭表、壶漏,而无玑衡,其制遂不可考。汉人创造浑天仪,谓即玑衡遗制,其或然欤。厥后代有制作,大抵以六合、三辰、四游、重环凑合者,谓之浑天仪;以实体圆球,绘黄赤经纬度,或缀以星宿者,谓之浑天象。其制虽有详略,要亦青蓝之别也。外此,则圭表、壶漏而已。迨元作简仪、仰仪、闚几、景符之属,制器始精详矣。
明太祖平元,司天监进水晶刻漏,中设二木偶人,能按时自击钲鼓,太祖以其无益而碎之。洪武十七年造观星盘。十八年,设观象台于鸡鸣山。二十四年铸浑天仪。正统二年,行在钦天监正皇甫仲和奏言:「南京观象台设浑天仪、简仪、圭表以窥测七政行度,而北京乃止于齐化门城上观测,未有仪象。乞令本监官往南京,用木做造,挈赴北京,以较验北极出地高下,然后用铜别铸,庶几占测有凭。」从之。明年冬,乃铸铜浑天仪、简仪于北京。御制观天器铭,其词曰:「粤古大圣,体天施治,敬天以心,观天以器。厥器伊何?璇玑玉衡。玑象天体,衡审天行。历世代更,垂四千𥜥,沿制有作,其制寝备。即器而观,六合外仪,阳经阴纬,方位可稽。中仪三辰,黄赤二道,日月暨星,运行可考。内仪四游,横箫中贯,南北东西,低昂旋转。简仪之作,爰代玑衡,制约用密,疏朗而精。外有浑象,反而观诸,上规下矩,度数方隅。别有直表,其崇八尺,分至气序,考景咸得。县象在天,制器在人,测验推步,靡忒毫分。昔作今述,为制弥工,既明且悉,用将无穷。惟天勤民,事天首务,民不失宁,天其予顾。政纯于仁,天道以正,勒铭斯器,以励予敬。」十一年,监宦言:「简仪未刻度数,且地基卑下,窥测日星,为四面台宇所蔽。圭表置露台,光皆四散,影无定则。壶漏屋低,夜天池促,难以注水调品时刻。请更如法修造。」报可。明年冬,监正彭德清又言:「北京,北极出地度、太阳出入时刻与南京不同,冬夏昼长夜短亦异。今宫禁及官府漏箭皆南京旧式,不可用。」有旨,令内官监改造。景泰六年又造内观象台简仪及铜壶。成化中,尚书周洪谟复请造璇玑玉衡,宪宗令自制以进。十四年,监臣请修晷影堂,从之。
弘治二年,监正吴昊言:「考验四正日度,黄赤二道应交于壁轸。观象台旧制浑仪,黄赤二道交于奎轸,不合天象,其南北两轴不合两极出入之度,窥管又不与太阳出没相当,故虽设而不用。所用简仪则郭守敬遗制,而北极云柱差短,以测经星去极,亦不能无爽。请修改或别造,以成一代之制。」事下礼部,覆议令监副张绅造木样,以待试验,黄道度许修改焉。正德十六年,漏刻博士朱裕复言:「晷表尺寸不一,难以准测,而推算历数用南京日出分秒,似相矛盾。请敕大臣一员总理其事,铸立铜表,考四时日中之影。仍于河南阳城察旧立土圭,以合今日之晷,及分立圭表于山东、湖广、陕西、大名等处,以测四方之影。然后将内外晷影新旧历书错综参验,撰成定法,庶几天行合而交食不谬。」疏入不报。嘉靖二年修相风杆及简、浑二仪。七年始立四丈木表以测晷影,定气朔。由是钦天监之立运仪、正方案、悬晷、偏晷、盘晷诸式具备于观象台,一以元法为断。
定时之法,当议者五事:一曰壶漏,二曰指南针,二曰表臬,四曰仪,五曰晷。
漏壶,水有新旧滑濇则迟疾异,漏管有时塞时磷则缓急异。正漏之初,必于正午初刻。此刻一误,靡所不误。故壶漏特以济晨昏阴晦仪晷表臬所不及,而非定时之本。
指南针,术人用以定南北,辨方正位咸取则焉。然针非指正子午,曩云多偏丙午之间。以法考之,各地不同。在京师则偏东五度四十分。若凭以造晷,冬至午正先天一刻四十四分有奇,夏至午正先天五十一分有奇。
若表臬者,即考工匠人置槷之法,识日出入之影,参诸日中之影,以正方位。今法置小表于地平,午正前后累测日影,以求相等之两长影为东西,因得中间最短之影为正子午,其术简甚。
仪者,本台故有立运仪,测验七政高度。臣用以较定子午,于午前屡测太阳高度,因最高之度,即得最短之影,是为南北正线。
既定子午卯酉之正线,因以法分布时刻,加入节气诸线,即成平面日晷。又今所用员石欹晷是为赤道晷,亦用所得正子午线较定。此二晷皆可得天之正时刻,所为昼测日也。若测星之晷,实周礼夜考极星之法。然古时北极星正当不动之处,今时久渐移,已去不动处三度有奇,旧法不可复用。故用重盘星晷,上书时刻,下书节气,仰测近极二星即得时刻,所谓夜测星也。
辅臣光启言定时之法,古有壶漏,近有轮钟,二者皆由人力迁就,不如求端于日星,以天合天,乃为本法,特请制日晷、星晷、望远镜三器。臣奉命接管,敢先言其略。
日晷者,砻石为平面,界节气十三线,内冬夏二至各一线,其余日行相等之节气,皆两节气同一线也。平面之周列时刻线,以各节气太阳出入为限。又依京师北极出地度,范为三角铜表置其中。表体之全影指时刻,表中之锐影指节气。此日晷之大略也。
星晷者,治铜为柱,上安重盘。内盘镌周天度数,列十二宫以分节气,外盘镌列时刻,中横刻一缝,用以窥星。法将外盘子正初刻移对内盘节气,乃转移铜盘北望帝星与句陈大星,使两星同见缝中,即视盘面锐表所指,为正时刻。此星晷之大略也。
若夫望远镜,亦名窥筩,其制虚管层叠相套,使可伸缩,两端俱用玻璃,随所视物之远近以为长短。不但可以窥天象,且能摄数里外物如在目前,可以望敌施砲,有大用焉。
至于日晷、星晷皆用措置得宜,必须筑台,以便安放。
明年,天经又请造沙漏。明初,詹希元以水漏至严寒水冻辄不能行,故以沙代水。然沙行太疾,未协天运,乃以斗轮之外复加四轮,轮皆三十六齿。厥后周述学病其窍太小,而沙易堙,乃更制为六轮,其五轮悉三十齿,而微裕其窍,运行始与晷协。天经所请,殆其遗意欤。
极度晷影常相因。知北极出地之高,即可知各节气午正之影。测得各节气午正之影,亦可知北极之高。然其术非易易也。圭表之法,表短则分秒难明,表长则影虚而淡。郭守敬所以立四丈之表,用影符以取之也。日体甚大,竖表所测者日体上边之影,横表所测者日体下边之影,皆非中心之数,郭守敬所以于表端架横梁以测之也,其术可谓善矣。但其影符之制,用铜片钻针芥之孔,虽前低后仰以向太阳,但太阳之高低每日不同,铜片之欹侧安能俱合。不合,则光不透,临时迁就而日已西移矣。须易铜片以圆木,左右用两板架之,如车轴然,则转动甚易。更易圆孔以直缝,而用始便也。然影符止可去虚淡之弊,而非其本。必须正其表焉,平其圭焉,均其度焉,三者缺一不可以得影。三者得矣,而人心有粗细,目力有利钝,任事有诚伪,不可不择也。知乎此,庶几晷影可得矣。
西洋之法又有进焉。谓地半径居日天半径千余分之一,则地面所测太阳之高,必少于地心之实高,于是有地半径差之加。近地有清蒙气,能升卑为高,则晷影所推太阳之高,或多于天上之实高,于是又有清蒙差之减。是二差者,皆近地多而渐高渐减,以至于无,地半径差至天顶而无,清蒙差至四十五度而无也。
崇祯初,西洋人测得京省北极出地度分:北京四十度,南京三十二度半,山东三十七度,山西三十八度,陕西三十六度,河南三十五度,浙江三十度,江西二十九度,湖广三十一度,四川二十九度,广东二十三度,福建二十六度,广西二十五度,云南二十二度,贵州二十四度。又以十二度度六十分之表测京师各节气午正日影:夏至三度三十三分,芒种、小暑三度四十二分,小满、大暑四度十五分,立夏、立秋五度六分,谷雨、处暑六度二十三分,清明、白露八度六分,春秋分十度四分,惊蛰、寒露十二度二十六分,雨水、霜降十五度五分,立春、立冬十七度四十七分,大寒、小雪二十度四十七分,小寒、大雪二十三度三十分,冬至二十四度四分。
以京师子午线为中,而较各地所偏之度。凡节气之早晚,月食之先后,胥视此。盖人各以见日出入为东西为卯酉,以日中为南为午。而东方见日早,西方见日迟。东西相距三十度则差一时。相距九十度则差三时。相距一百八十度则昼夜时刻俱反对矣。西洋人汤若望曰:「天启三年九月十五夜,戌初初刻望,月食,京师初亏在酉初一刻十二分,而西洋意大里雅诸国望在昼,不见。推其初亏在巳正三刻四分,相差三时二刻八分,以里差计之,殆距京师之西九十九度半也。故欲定东西偏度,必须两地同测一月食,较其时刻。若早六十分时之二则为偏西一度,迟六十分时之二则为偏东一度。今各省差数未得测验,据广舆图计里之方约略条列,或不致甚舛也。南京应天府、福建福州府并偏东一度,山东济南府偏东一度十五分,山西太原府偏西六度,湖广武昌府、河南开封府偏西三度四十五分,陕西西安府、广西桂林府偏西八度半,浙江杭州府偏东三度,江西南昌府偏西二度半,广东广州府偏西五度,四川成都府偏西十三度,贵州贵阳府偏西九度半,云南云南府偏西十七度。」
春分,戌初二刻五分昏,北河三中;寅正一刻一十分旦,尾中。清明,戌初三刻十三分昏,七星偏东四度;寅正初刻二分旦,帝座中。谷雨,戌正一刻七分昏,翼偏东七度;寅初二刻八分旦,箕偏东四度。立夏,戌正三刻二分昏,轸偏东五度;寅初初刻十三分旦,箕偏西四度。小满,亥初初刻十二分昏,角中;丑正三刻三分旦,箕中。芒种,亥初一刻十二分昏,大角偏西六度;丑正二刻三分旦,河鼓二中。
夏至,亥初二刻五分昏,房中;丑正一刻一十分旦,须女中。小暑,亥初一刻十二分昏,尾中;丑正二刻三分旦,危中。大暑,亥初初刻十二分昏,箕偏东七度;丑正三刻三分旦,营室中。立秋,戌正三刻二分昏,箕中;寅初三刻十三分旦,娄偏东六度。处暑,戌正一刻七分昏,织女一中;寅初二刻八分旦,娄中。白露,戌初三刻十三分昏,河鼓二偏东四度;寅正初刻二分旦,昴偏东四度。
秋分,戌初二刻五分昏,河鼓二中;寅正一刻十一分旦,毕偏西五度。寒露,戌初初刻十四分昏,牵牛中;寅正三刻一分旦,参四中。霜降,酉正三刻十一分昏,须女偏西五度;卯初初刻四分旦,南河三偏东六度。立冬,酉正二刻一十分昏,危偏东四度;卯初一刻五分旦,舆鬼中。小雪,酉正一刻十二分昏,营室偏东七度;卯初二刻二分旦,张中。大雪,酉正一刻五分昏,营室偏西八度;卯初二刻一十分旦,翼中。
冬至,酉正一刻二分昏,土司空中;卯初二刻十三分旦,五帝座中。小寒,酉正一刻五分昏,娄中;卯初二刻一十分旦,角偏东五度。大寒,酉正一刻十三分昏,天囷一中;卯初二刻二分旦,亢中。立春,酉正二刻一十分昏,昴偏西六度;卯初一刻五分旦,氐中。雨水,酉正三刻十一分昏,参七中;卯初初刻四分旦,贯索一中。惊蛰,戌初初刻十四分昏,天狼中;寅正三刻一分旦,心中。
周礼保章氏以星土辨九州之地,所封之域皆有分星,以观妖祥。唐贞观中,李淳风撰法象志,因汉书十二次度数以唐州县配,而一行则以为天下山河之象,存乎南北两界,其说详矣。洪武十七年,大明清类天文分野书成,颁赐秦、晋二王。其书大略谓「晋天文志分野始角、亢者,以东方苍龙为首也。唐始女、虚、危者,以十二支子为首也。今始斗、牛者,以星纪为首也。古言天者皆由斗、牛以纪星,故曰星纪,是之取耳。」兹取其所配直隶十三布政司府州县衞及辽东都司分星录之。
斗三度至女一度,星纪之次也。直隶所属之应天、太平、宁国、镇江、池州、徽州、常州、苏州、松江九府,暨广德州,属斗分。凤阳府寿、滁、六安三州,泗州之盱眙、天长二县,扬州府高邮、通、泰三州,庐州府无为州,安庆府和州,皆斗分。淮安府,斗、牛分。浙江布政司所属之杭州、湖州、嘉兴、严州、绍兴、金华、衢州、处州、宁波九府皆牛、女分。台州、温州二府,斗、牛、须、女分。江西布政司所属皆斗分。福建布政司所属皆牛、女分。广东布政司所属之广州府亦牛、女分。惠州,女分。肇庆、南雄二府,德庆州,皆牛、女分。潮州府,牛分。雷州、琼州二府,崖、儋、万三州,高州府化州,广西布政司所属梧州府之苍梧、藤、岑溪、容四县,皆牛、女分。
女二度至危十二度,玄枵之次也。山东布政司所属之济南府乐安、德、滨三州,皆危分。泰安州、青州府,皆虚、危分。莱州府胶州、登州府宁海州、东昌府高塘州,皆危分。东平州之阳谷、东阿、平阴三县,北平布政司所属之沧州,皆须、女、虚、危分。
胃四度至毕六度,大梁之次也。北平之真定府,昴、毕分。定、冀二州,皆昴分。晋、深、赵三州,皆毕分。广平、顺德二府,皆昴分。祁州,昴、毕分。河南彰德府之磁州,山东高唐州之恩县,山西布政司所属之大同府应、朔、浑源、蔚四州,皆昴、毕分。
井九度至柳三度,鹑首之次也。陕西布政司所属之西安府同、华、干、耀、邠五州,凤翔府陇州,延安府鄜、绥德、葭三州,汉中府金州,临洮、平凉二府,静宁州,皆井、鬼分。泾州,鬼分。庆阳府宁州,巩昌府阶、徽、秦三州,皆井、鬼分。四川布政司所属惟绵州觜分,合州参、井分,余皆井、鬼分。云南布政司所属皆井、鬼分。
柳四度至张十五度,鹑火之次也。河南之河南府陕州,皆柳分。南阳府邓、汝、裕三州,汝宁府之信阳、罗山二县,开封府之均、许二州,陕西西安府之商县,华州之洛南县,湖广布政司所属德安府之随州,襄阳府之均州、光化县,皆张分。
张十六度至轸九度,鹑尾之次也。湖广之武昌府兴国州,荆州府归、夷陵、荆门三州,黄州府蕲州,襄阳、德安二府,安陆、沔阳二州,皆翼、轸分。长沙府轸旁小星曰长沙,应其地。衡州府桂阳州,永州府全、道二州,岳州、常德二府,澧州,辰州府沅州,汉阳府靖、郴二州,宝庆府武冈、镇远二州,皆翼、轸分。广西所属除梧州府之苍梧、藤、容、岑溪四县属牛、女分,余皆翼、轸分。广东之连州、廉州府钦州、韶州府,皆翼、轸分。
尾三度至斗二度,析木之次也。北平之北平府,尾、箕分。涿、通、蓟三州,皆尾分。霸州、保定府,皆尾、箕分。易、安二州,皆尾分。河间府、景州,皆尾、箕分。永平府,尾分。滦州,尾、箕分。辽东都指挥司,尾、箕分。朝鲜,箕分。