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卷54

欽定古今圖書集成曆象彙編曆法典

 第五十四卷目錄

 曆法總部彙考五十四

  新法曆書四〈恆星曆指三〉

曆法典第五十四卷

曆法總部彙考五十四

新法曆書四

恆星曆指三

以恆星之黃道經緯度求赤道經緯度第一下。〈凡三章〉

求恆星赤道經度前法〈第二法〉

前法求緯度,用曲線三角形,并兩腰,分盈縮適足三等,加減得之。此為黃經緯求赤經緯,以二求二故也。

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既得赤緯,則以三求一,故不拘大小皆歸一。法止用兩緯度之餘弧,及見角之餘角,以推他角所對赤道經度之餘弧。

如圖,甲丙為星赤道緯之餘弧,甲乙為黃道緯之餘弧,甲乙丙為對黃經度之見角,丁乙庚其餘角。是甲

乙丙三角形內,有三邊,有乙角,今求甲丙乙他角以推戊己,是為赤道經度之餘弧。

假如甲為大角星,其赤道緯於崇禎元年得二十一度一十○分五十一秒,為甲戊,其餘弧甲丙六十八度四十九分,得正弦九三二四四,為第一率。黃道緯三十一度○二分三十○秒,為庚甲,其餘弧甲乙五十八度五十七分三十○秒,得正弦八五六七九,為第二率。其黃道經度過秋分辛一十九度○二分三十○秒,為辛庚,即甲乙丙角之餘弧,庚丁必七十度五十七分三十○秒,得正弦九四五二八,為第三率。求得八六八五六為戊己弧之正弦,查得戊己弧六十度一十七分三十○秒,以減象限存二十九度四十二分三十○秒,為大角星秋分後之赤道經度。

求赤道經度後法〈第三法〉

用簡平儀與前求緯法同。今所求者,為辰卯弧,而先得者赤黃二緯度。故三角形之底線與黃道平行,星緯弧與兩道距弧在圖左即相加,在圖右即相減。如左圖,乙為勾陳大星,其黃道緯六十六度○二分,其

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先得之赤道緯甲癸八十七度一十九分,辛壬為黃赤距弧,〈二十三度三十一分三十○秒〉以加赤道緯度弧壬丙,〈八十七度一十九分〉得辛丙。〈一百一十度五十分三十秒〉總弧其通餘弧丙寅之正弦,〈九三四五七〉為丙庚也。又因星在圖之右,應以星緯弧兩道距弧相減,得〈六十三度〉四十七分三十秒,

為寅子弧。其正弧〈八九七二○〉為子未或己庚,

以減丙庚正弦,餘〈三七三十,〉為丙己,半之,存〈一八六八,〉為丙戊。今本星黃道緯弧〈六十六度○二分,〉為辛午,其弦〈九一三七八,〉為丁庚,以減丙庚正弦,得丙丁〈二○七九,〉因以丙戊為第一率,丙甲全數為第二,丙丁為第三,得丙乙弦〈一一一二九六,〉去其首位,〈丙甲全數〉存〈一一一九六,〉為甲乙弦所對辰卯弧,〈六度二十九分一十秒〉即本星之赤道經度。

並求恆星赤道經緯度〈第四法〉

依前法,用立成表可並求經緯度且省算。如左圖,星

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在甲,其黃道緯甲丁經丁庚,而求赤道緯,甲乙經乙庚,即用此兩曲線三角形取之。其法於甲乙丙三角形內,因三表,可得甲乙弧,為赤緯,及丙乙弧,以得乙庚赤經。先用赤道升度表查取相當之黃道經度。如圖,戊庚為赤道弧,辛庚為

黃道弧,今反以辛庚為赤道,即原黃道之丁庚升度。今以當赤道之弧,即可得相當之庚丙上度也。次以黃赤距度表,用其經弧,查其緯弧。既得經弧之度丙庚,即知兩道相距之緯度丙丁也。更用過極圈截黃交角表,因辛庚當赤道,即星上過極之壬丙弧,截見當黃道之戊庚弧於丙,則得甲丙乙交角。次以黃緯甲丁加兩道距丁丙,得甲丙,為第一三角形之弧。夫甲乙丙既為直角,又有後得之甲丙乙角,即先推甲乙弧為星之赤道緯,後得乙丙以減先得之丙庚,存

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乙庚為星距分節之經弧。假如婁宿東星於崇禎元年距黃道北〈九度五十七分,〉距春分節〈三十二度二十九分四十八秒,〉為見當赤道上之黃道升度丁庚也。而在大梁宮,查升度表於大梁宮,得其度分。其相當者,為見當黃道上之度〈三十四度四十八分,〉庚丙也。又用

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兩道距度表,以庚丙弧四度四十八分,於大梁宮查其相當之距緯,得〈一十三度一十○分,〉為黃赤距度丙丁。又以庚丙弧之度分於交角表查大梁宮之四度四十八分,得〈七十度二十○分二十四秒,〉為甲丙乙角。今以甲丁〈九度五十七分,〉加於丁丙〈十三度一十分,〉得〈二十三度〉○七分。

為三角形之弧甲丙。其正弦〈三九二六○,〉為第二率。

甲丙乙角之正弦〈九四一六七,〉為第三率。甲乙丙直角全數為第一率。求得〈三六九九九,〉為第四率,即甲乙弧之正弦,查得〈二十一度四十二分五十三秒,〉為本星距赤道之緯弧。又以甲乙丙角全數為第一率,甲丙乙餘角〈一十九度三十九分三十六秒〉之弦〈三三六四四〉為第二率,甲丙弧之切線〈四二六八八〉為第三率,而求乙丙底弧之切線,得〈一四三六四,〉為第四率。查得:〈八度一十分二十六秒,〉以減庚丙弧〈三十四度四十八分,〉存〈二十六度三十七分三十四秒,〉為本星赤道之經弧乙庚。

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若經少緯多,星越赤道極之軸線戊丁,而近黃道極。法當先用升度表,次用黃赤距表,又次用交角表,以三率求乙丙,則甲丙乙角之餘弦與甲丙弧之切線相乘,得數為乙丙弧之切線,內減先升度表所取之丙丁弧,餘丁乙,以減三百

六十度,所餘環周之大丁乙,即赤道經也。再以丙角、甲丙正弦相乘,得數即赤道緯甲乙。

若黃緯過九十度之外,諸法同前,但去九十度而用零數。法以零數之餘弧,取其正弦,乘丙角之正弦,得甲乙緯。又以零餘弧之切線,乘兩角之餘弦,得丙乙之餘切線。又以所去九十度加丙乙,內減升度丙丁,所存,以減全周所存通弧,為本星之赤道經度。假如紫微垣新增少弼外南星,其黃經五十○度○九分,黃緯八十○度三十八分,查升度表得五十二

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度三十五分,為丙丁。查距度表,得一十八度二十九分,為丙己。查交角表,得七十五度一十二分,為丙角。今以距度丙己加黃緯甲己,得甲丙九十九度○七分,為過象限則去九十度,獨用其零數九度○七分,以其餘弧八十○度五十

三分,查八線表,得九八七三七,為正弦。以乘丙角之正弦九六六八二,得九五四五○一,為赤緯甲乙之正弦。查得七十二度三十九分,又查餘零弧八十○度五十三分,其切線六二三一六○,以乘丙角之餘弦二五五四五,得一五九一○六,為丙乙之餘切線。查得三十二度○九分,以加前所去九十度,得一百二十二度○九分,內減升度丙丁五十二度三十五分,存六十九度三十四分,以減全周三百六十,存二百九十○度二十六分,為本星之赤道經度。

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若星在黃赤道之間,法以黃緯減黃赤距度,其餘同前,用相乘之數減丙丁所得數,為赤經數。若星在兩道南,丙丁為赤經,法當以乘出之乙丙數,加乙丁,為赤道經度。是黃經短,赤經長也。

前所求在降婁、大梁、實沈

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三宮則可,若在鶉首、鶉火、鶉尾,其法異是,何也。此星方位出象限之外,經度巳轉過至節,故前減者此宜加,前加者此宜減。又前黃緯過九十度,即越北極軸線,故減於三百六十度,內方得所求。今從春分轉至秋分,雖過九十度而無軸

線可越,〈不得至黃南極故也〉故不必減於全周,自秋分以往,對

待六宮如壽星,至娵訾,俱同前法。但星在南左,用北右法,星在南右,用北左法,此為異耳。

以度數圖星象第二〈凡三章〉

平渾儀義

古之作者,造渾天儀以準天體,以擬天行,其來尚矣。後世增修遞進,乃有平面作圖為平渾儀者,形體不甚合,而理數甚合。為其地平圈、地平距等圈、及過天頂橫截之弧,與天夫黃赤二道,黃赤距等圈,及過兩極橫截之弧,皆確應天象。故以此言天,特為著明,能畢顯諸星之經緯度數也。曆家稱為至公至便,超絕眾器。今詳其應用多端,不後於渾儀。其要約簡易,則勝渾儀。且渾儀所用大環,欲其纖毫不爽,勢不可得。未若平面之直線當一環,圓界當一環,直者必直,圓者必圓,無可疑也。然論其本原,即又從渾儀出,何者。凡於平面圖,物體若依體之一面繪之,定不合於全體。必依視學以物影圖,物體或圓或方,或長短,各用其遠近、明暗、斜直之比例,則像在平面,儼然物之元體矣。但光體變遷,出光之處無數,則所作影亦無數,而受影之半面,有正有偏,則影之變態又無數。故視學家分為二品:一為有法物像,一為無法物像。〈以可用為有法不則無法〉今論渾儀之影,能生平儀義,本於此。必求平面之上能為實用,可顯諸曜之度數,以資推算者,則為有法。而於諸無法像中,擇其有法者,特有三:一設光於最遠處照渾儀,正對春分或秋分,則極至交圈為平面之圈界,以面受影,即顯赤道及其距等圈,皆如直線。而各過極經圈皆為曲線之弧,此有法之第一儀也。次設光切南極,則赤道為平面之圈界,諸赤道距等皆作平面上圓形,而極至交圈又如直線,此為有法之第二儀也。又次設光切春分或秋分,在極分圈與赤道之交,則亦以極至交圈為平面之圓界,以面受影,即赤道與極分交圈為直線,而其餘皆為曲線之弧,此有法之第三儀也。今繪星圖,惟用第二儀,次則第三,以其正對恆星之度。其第一儀不用也,為是平渾所須井論之。

總星圖義

設渾儀以北極抵立平面,其軸線為平面之垂線。有光或目切南極,正照之儀上設點,其影或像必徑射於平面,即北極居中,設點之影去北極漸遠者,其在平面之兩距亦漸遠,乃至南極,則為無窮影,終不及於平面矣。又平面之上,北極所居點為過兩極軸線之影,為渾儀眾圈之心。平面上諸赤道距等圈離此愈遠,即其影愈寬大,至近南極者,則平面無可容之地也。假有渾儀為甲、丙、乙、丁,甲為南極,乙為北極,以乙極抵丑乙子平面,有光或目在甲極,光照近北極

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之圈,辰己即其影,自己迄辰為本圈之全徑,因以乙為心,己辰為界,即平面作圈,準渾儀之實環也。又照夏至圈癸壬之圓界,其影至卯寅,即以卯寅為徑,次照赤道圈丙丁之圓界,影至己戊,以己戊為徑,各如前作圈,各得準其本環。次

有冬至圈辛庚,雖近甲南極,小於赤道之丙丁圈,而影在平面為丑子,反大於赤道影己戊,蓋乙甲丑角大於乙甲己角故也。若至午未,南極圈,其影在平面更遠,而終竟可至。惟甲南極為左右直影,與子丑平行,終不至於平面也。今作星圖,不用兩至兩極圈,獨用赤道之左右度分,度分近乙北極,即平面上影相距亦愈近,遠亦愈遠,經度既爾,緯度亦然。葢經度從心向外出線,其左右各侶線愈遠心,相距亦愈廣。緯度從心向外作圈,其內外各侶圈愈遠心,相距亦愈

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寬也。問:經度遠心即愈廣,易見矣,何以知星之緯度在平儀之上愈遠心,相距愈寬乎。曰:以幾何徵之,設有甲乙丙丁圈,以全徑甲丙抵戊己平面為垂線,若平分圈界,如一十二,從甲出直線各過所分圈界,至戊己庚辛,平面上各點得

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戊庚寬於庚辛面,庚辛又寬於辛壬,餘線盡然。蓋從甲出各侶線,至平面以各底線連之,其各腰與各底為比例,則甲庚與庚辛若甲壬與壬辛也。今甲庚大於甲壬,則庚辛必大於辛壬。〈見幾何第六卷第三題。〉試以丙為心,作壬辛庚三侶圈,其在

儀各所分圈界,則為距等,而壬辛之相距,與辛庚之

相距,廣狹大異矣。依此作圖,則去心遠者,各所限經緯度漸展漸大;與近心者不等,而經緯度之比例恆等,即所繪星之體勢與天象恆等。不然者,經度漸展,緯度平分,依經緯則失體勢,依體勢則失經緯,乖違甚也。

斜圈圖圓義

渾儀諸圈有正有斜,正者如赤道圈、赤道距等圈、及諸過極經圈也。斜者如黃道圈、地平圈、及其各距等圈也。以視法作為平面圖,設照本〈或光或人目〉在南極,則正受照之圈影至平,面必成圈形或直線,如前說矣。若斜受照之圈,其影在平面當作何形像乎。此當用角體之理明之。按量體法〈測量全義六卷〉中論角體,有正角,有斜角,兩者皆以平圓面為底,皆以從頂至底心之直線為軸線,其為正與斜則以垂線分之,若自角下垂線至底與軸線為一,如第一圖,甲乙垂線即甲丙丁戊角形之軸線,則甲丙丁戊為正角體。若兩線相離,如第二圖,甲己為軸線,甲乙為垂線,則甲丙戊庚

第一圖

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丁為斜角體也。更以斜角體,上下反截之,為甲辛壬小角體。

第二圖

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既斜截為上下兩體,更若從軸線自上而下縱截之,為兩平分其截面三角形,大小比例相似則名反截之角體,若不合比例,則為無法。

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依斜角體之本理,則小體之底與大體之底相似,不得不成圓形。今欲推黃道等斜圈,不能正受照本之光,則於平儀面所顯何像。法依第二斜角圖,以甲當南極照本之點,壬辛為渾儀上斜圈,丙戊庚為平面上斜圈之影,次用三圖徵

第三圖

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為圓影焉。

假如甲乙丙為極至交圈,甲當南極為照本之點,斜受光之圈為乙丁,從甲照之過乙丁邊,直射至己戊平面,為甲己、甲戊兩線,即得甲己戊及甲乙丁皆直線三角形。此為渾儀平面形影之體勢,以角體法論

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之,己戊為乙丁圓圈之影,即甲己戊為全角體,而甲乙丁其反截之小角體矣。又甲丙垂線非甲庚樞線,即甲己戊為斜角體,而己戊其底自與甲乙丁小角體其底乙丁,各相似也。問:反截之角體,與平面所得三角形,何云兩相似乎。

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凡相似兩三角形必三角各等,三邊之比例各等,此有諸乎。曰:有之。甲為共角,從乙作直線至辛,與己戊為平行,即甲丙之垂線。而甲乙辛角與甲己戊角俱在平行線上,必等。又甲乙辛、甲丁乙俱在界乘圈之角,而所乘之甲乙、甲辛兩

弧等,即兩角必等。而甲丁乙與甲己戊兩角亦等,其餘角甲乙丁及甲戊己亦等,則乙丁小角體之底,與其所照平面上之己戊,必相似也。凡斜圈之弧近於照本,其影必長,距遠則短。如從南極照黃道斜圈,其半弧乙在赤道南,近甲,即甲己必長於甲戊。然分較之,雖南影長於北影,合較之則平面上圓影不失黃道之圓影矣。

問:以視法圖,黃道既為圓形,從何知其心乎。曰:從照本之點出直線為斜圈徑之垂線,引至平面,則黃道

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之心也。蓋本圖大小三角形既相似,而甲丙與甲庚兩線又相離,即各分為兩三角形,各相似。其甲丙戊與甲丙己一偶也,甲辛乙與甲辛丁一偶也,是以甲己庚角與己甲庚角等,而甲庚線與庚己線亦等,又甲戊庚角與戊甲庚角等,

何者。因前圖得己角與丁角等,此圖得丁角與乙甲

辛角等,即己角與乙甲辛角亦等,因得乙戊兩角等,又得乙角與庚甲戊角等,即戊角與庚甲戊角亦等,而戊庚與甲庚兩線亦等,因得戊庚與庚己兩線等,而庚為己戊徑之心。

繪總星圖第三〈凡三章〉

古法繪星圖,以恆見圈為紫微垣,以恆隱圈界為總圖之界,過此南偏之星,不復有圖矣。西曆因恆見圈南北隨地不同又漸次不同,故以兩極為心,以赤道為界,平分為南北二圖。以全括渾天可見之星,此兩法所繇異也。

赤道平分南北二總星圖

以規器作赤道圈,即本圖之外界也。縱橫作十字,二徑平分為四象限,限各九十,又三分之,分各三十,又五分之,分各六,又六分之,分各一,此為全周三百六十度矣。次從心至界上依度數引直線,為各經度。其作緯度有二法:一用幾何則依界上經度於橫徑之左,定尺於橫徑之右,上下游移之,每度一界限度。

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界限度者,或一度、二度為一限,或五度、十度為一限,以至九十。

即於直徑上作識,則直徑上下所得度與界限度各相應而疏密不等,經緯相稱矣。用數則依切線表,求界限度之相當數,以規器取之。

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用比例規甚便,無規先作半徑,百平分之,用以取數。

若表中求一十度,即徑上下得二十度,表中求二十,徑上下得四十,所得比所求恆多一倍也。

假如欲依界限度以分徑,如第一圖,甲乙、丙丁為赤

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道所分徑,為甲丙於乙上,定尺從右徑末丁向上移尺至一十二十等限,於甲丙徑上作戊己等一十、二十諸識,各識愈離心,其侶距愈遠矣。若以數分之,依第二圖,如求四十度癸庚,則表中查二十度之切線相當數,為三十六。用規器

向庚辛直線,取庚子三十六,移至甲乙徑上,自中心乙至己為三十六,即得四十度矣。蓋以丁為心,作乙丙象弧。其半弧乙壬之切線為平面之半徑甲乙,即乙己為二十度弧乙戊之切線。若引丁戌割線至庚,則癸庚得四十度,與前法合也。

見界總星圖

見界總星圖者,以北極為心,以恆隱圈為界,此巫咸、甘石以來相傳舊法也。然兩極出入地平,隨地各異。而舊圖恆見恆隱,各三十六度。三十六者,嵩高之北極出地度耳。自是而南,江淮間可見之星,本圖無有也。更南,閩、粵、黔、滇可見之星,本圖更無有也。則此為嵩高之見界總圖,而非各省直之見界總圖也。又赤道為天之大圈,其左右距等侶圈,以漸加小,至兩極各一點耳。於平面作圖而平分緯度,自極至於赤道,緯度恆平分,而經度漸廣。廣袤不合,即與天象不合。向所謂得之經緯,失之形勢,得之形勢,失之經緯者也。況過赤道以南,其距等緯圈宜小而愈大,其經度宜翕而愈張,若復平分緯度,即不稱愈甚,其相失亦愈甚矣。今依此作圖,宜用滇南北極出地二十度為恆隱圈之半徑,以其圈為隱見之界,則各省直所得見之星無不備載,可名為總星圖矣。又依前法為不等緯距度,向外漸寬,則經緯度廣袤相稱,而星形度數兩不相失矣。但前以赤道為界,設照本在南極,所求者止九十緯度,則所用切線半之,止四十五度,至赤道止矣。用為平圖之半徑,經緯度猶未甚廣,足可相配,若此圖則否,其半徑過赤道而外尚七十度,并得一百六十度,半之為八十度,從南極點出直線,必

圖圖

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剖圓八十度,乃合於百六十度之切線也。此其長比赤道內之半徑不啻五倍,經緯皆愈出愈寬,以比近北極之度分,大小殊絕矣。如右圖,甲為平圖之心,乙為南極,甲丙為半徑,亦即為四十五度甲戊弧之切線。若從乙出直線割八十度之弧甲丁,然後與甲丙引長百六十度之線遇於己,其長於甲丙幾及六倍也。如是而依本法作圖,若圖幅少狹即北度難分,若北度加寬,即圖廣難用矣。今改立一法,設照本稍出南極之外,去極二十度起一直線,以代乙己,其與甲

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丙之引線不交於己,而稍近丙,以斂所求之度,定平圖之半徑,則廣狹大小皆適中矣。但照本所居,宜有定處。去極遠則切線太促,不能分七十度之限,太近則半徑過長,略同前說也。今法如上圖,甲為平圖之心,欲其外界出丙己壬赤

道之外,遠至七十度。先求照本,隨所照光圖之作甲丙直線,去赤道徑甲癸七十度正,次作乙丙垂線為二十度之正弦,次作丙丁線為二十度之切線,令丁點在南極之外,為照本則甲丙與乙丙,若丙丁與乙丁,何者。甲乙丙、乙丙丁兩三角形相似故也。次引丁丙切線與甲癸之引長線遇於辛,則辛點定百六十度之限,為平圖之半徑矣。次以緯度分甲辛線,恆令丁戊與戊己若丁甲與甲庚,則赤道內庚分向北之緯度,赤道外庚分向南之緯度也。欲得各丁戊線,以

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加減取之,向南距度之正弦以減甲丁割線,得小丁戊,因得大甲庚,向北距度之正弦以加甲丁割線,得大丁戌,因得小甲庚也。蓋正弦雖在癸己左右,因甲戊其平行線,即與正弦等,故

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左邊為北,右邊為南。

問:赤道緯度其內外廣狹既爾不齊,則欲作黃道圈,用何法乎。曰:此因照本不切南極,以照黃道斜圈之邊,不能為直角,即不能為軸邊之心而有二心,故其影不前為正圓,而微成撱圓,與前南北平分總圖稍異法也。當於甲辛徑上從

赤道回內數黃赤距二十三度三十一分三十○秒,若所得為子午,即作午壬直線平分之於未,從未出垂線向甲辛徑上,得黃道,向北半圈之心為下庚,而其邊依緯度之狹則小。次於赤道外自癸至辛數得二道距度,如前,求得黃道向南半圈之心為上庚,其邊因緯度之寬則大也。

極至交圈平分左右二總星圖

前分有法物象三儀:其第一,照本在最遠者,星圖所不用,其用者第二第三也。第二法,照本在南極,以赤

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道圈為平面界,則前說赤道平分二圖是已。第三法,照本在二分,以極至交圈為平面界。今解之,設照本切春分,即用所照平面之心以準秋分,以極至交圈為界,赤道圈、極分交圈則為直線,諸赤道距等圈、諸過極經圈則為曲線之弧,

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以此定經緯度,及半天恆星之方位也。又設照本切秋分,則以春分為心,其餘圈影皆同上,可定餘半天恆星之方位矣。圖法先作極至交圈為圖界,假設甲乙丙丁圈為赤道,

本極至交圈假為赤道,借用第一圖,

圖缺平分三百六十度,借丙點為赤道與極分圈之交,從丙向己庚等邊界引直線,過乙丁徑作辛壬等識,即各過極圈之經度限也。次即用甲乙丙丁圈為極至交圈,〈即第一圖〉則甲辛、丙甲、壬丙等過極經圈之弧可定恆星之赤道經度矣。次欲

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作赤道距等圈,先假設甲乙丙丁為極分交圈。

本極至交圈假為極分,借用第二圖。

借乙點為赤道與極分圈之交,從乙向己庚等邊界引直線,過甲丙徑,上作辛壬等識,即各赤道距等圈之緯度限也。次即用甲乙

丙丁為極至交圈,〈即第二圖〉則己辛、庚壬等皆赤道距等之弧,而丁戊乙為赤道,可定恆星之赤道緯度也。若欲以黃道為心作圖,則以乙丁線當黃道,甲丙為黃道之兩極,而乙丁上下距等之弧皆可定恆星之黃道緯度。平面界圈亦為過黃道極之經度圈,如前所作赤道平分,二圖皆改赤道極為黃道極,赤道面為黃道面,皆可定恆星之黃道經緯度也。

恆星有等無數第四〈凡三章〉

恆星以芒色分氣勢,以大小分等第,所載者有數,不能載者無數可盡也。今略論其體等及其大數,別定黃赤二道之經緯度,作圖作表如後卷。

恆星分六等

古多祿某推太陽、太陰本體之容積,先測其視徑,及月食時之地影,及地球之徑容,展轉相較,乃能得之。〈詳見三大論〉後巴德倪借用其法,以考五星及恆星離地之遠,又測諸大星之視徑。如圖,甲辛為太陽離地之遠,其視徑甲乙為太陽居最高及最高衝折中之半徑也。今設丙為鎮星,其離地為辛丙,即太陽之半徑,

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至此見如丙戊,而鎮星居此所見大,僅得太陽視半徑一十八分之一,為丙丁,用三率法,辛丙與丙戊若辛甲與甲乙。次以地徑推得丙戊總線數,即可得丙丁分線數。古法推七政及恆星之體,大略如此。蓋因其視徑及距地之遠,可得

渾體之容積也。但恆星已知離地最遠而無視差可考,止依其視徑以較五星,即其體之大小,十得七八矣。苐谷則以鎮星較之,因測鎮星得其視徑一分五十秒,亦微有視差,為一十五秒弱。推其離地以地半徑為度,得一萬○五百五十,因得其全徑,大於地之全徑二倍又一十一分之九,是鎮星之渾體,容地之渾體二十有二矣。此測為鎮星居最高、最高衝折中之數也。若在最高測其距地,為地半徑一萬二千九百。〈後論五星更詳此理〉而恆星更遠居其上,設加一千,即約為一萬四千,因以所測之視徑分其差等。

先測明星,如心宿中星、大角,參宿右肩等,其視徑二分,即得大地四徑有奇,何也。因設星離地一萬四千,依圈界與圈徑之比例,〈徑七圍二十二〉即星所居之圈界,得八萬八千三百,六十分之,每度得二百四十四○九分之四,又六十分之,每分得四視徑,二分得八有奇,是恆星之全徑二分,當渾地之八半徑也,即四全徑也。又以立圓法推之,即此星渾體之容大於渾地之容六十有八倍,此為第一等星也。此一等內尚有狼星、織女等,又見大一十五秒,其體更加二十餘倍,若見小一十五秒,如角宿距星等,即反之,其體減二十餘倍。

次測北斗、上相、北河等。其視徑一分三十○秒,設其距地與前等,推其實徑大於地徑三倍有奇。而其渾體大於地之渾體二十八倍有奇,此為第二等。又次測婁、箕、尾、三、宿等星。其視徑一分○五秒,依前距地之遠,其實徑大於地徑二倍又五分之一,其體大于地體近一十一倍,為第三等。

又次測參、旗、柳、宿、玉井等星。其視徑四十五秒,其實徑與地徑若三與二,其體大于地體四倍有半,為第四等。

又次測內平、東咸、從官等小星。得視徑三十○秒,其實徑與地徑若五十與四十九,其體比於地體得一又一十八分之一,為第五等。

又次測最小星如昴宿左更等。得視徑二十○秒,其實徑與地徑若一十五與二十二,即其體比於地體得三分之一,為第六等。

右恆星相比,約分六等。若各等之中,更有微過或不及。其差無盡,則匪目能測,匪數可算矣。

或問:前言恆星居鎮星之上,離地皆等,故依其視徑以推其體之大小則不等,若設其遠近不等,即其實徑不隨其視徑,從何推知其體乎。曰:假令諸恆星之體實等,因其中更有遠近不等故。見有大小不等,即以六等星比第一等,所見小大乃爾,必更遠於前率十餘倍矣。蓋測此大小星,比其視徑。如天田西星與大角星,差一分五十五秒,即其遠近距當得一十四萬一千大地之半徑,與鎮星最高及大角之距地略等。此中空界,安所用之。且小大彬彬,雜以成文,物之理也。若何舍此而強言等體乎。七政恆星遠近大小皆從視徑視差,展轉推測,理數實然,無庸不信然。而宏闊已甚,猶有未經測算難於遽信者焉。況此遠近等體之說,非理非數,則是虛想戲論而已,又誰信之哉。

恆星無數

自古掌天星者,大都以可見可測之星求其形似,聯合而為象,因象而命之名,以為識別。是有三垣,二十八宿,三百座,一千四百六十一有名之星焉。世所傳巫咸、石申、甘德之書是也。西曆依黃道分十二宮,其南北又三十七像,亦以能見能測之星聯合成之,共得一千七百二十五。其第一等大星一十七,次二等五十七,次三等一百八十五,次四等三百八十九,次五等三百二十三,次六等二百九十五。蓋有名者一千二百六十六,餘皆無名矣。然而可圖者,止此。若依法仰觀,所見實無數也。何謂依法。今使未諳星曆者,漫視之而漫數之,樊然淆亂,未足實證其無數也。更使諳曉者按圖索象,則依法矣。如是令圖以內之星悉皆習熟,若數一二然。而各座之外,各座之中,所不能圖,不能測者,尚多有之,可見恆星實無數也。更於晴明之夜,比蒙昧之夜又多矣。於晦朔之夜,比弦朢之夜又多矣。以秋冬比春夏又多矣。以利眼比鈍眼又多矣。至若用遠鏡以窺,眾星較多於平時不啻數十倍,而且光耀粲然,界限井然也。即如昴宿傳云七星,或云止見六星,而實有三十七星。鬼宿四星,其中

鬼宿中積尸氣圖

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積尸氣相傳為白氣,如雲耳。今如圖,甲為距星,乙為本宿東北大星,其間小星三十六,瞭然分明可數也。他如牛宿中南星,尾宿東

觜宿南小星圖

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魚星,傳說星觜宿南星,皆在六等之外,所稱微茫難見者,用鏡則各見多星,列次甚遠。假如觜宿南一星

數得二十一星,相距如圖,大小不等,可徵周天諸星實無數也。

天漢

渾天眾圈有大有小,如黃、赤二道,過極經圈極至極分交圈、地平圈等,凡與地同心者,皆大圈也。如冬夏二至圈,常見常隱圈、各距等圈,凡與地不同心者,皆小圈也。若天漢者,論其界不可謂圈。凡圈以圓線為界,此以廣面為界故也。論其心實與黃赤二道相等,不可謂非大圈。蓋其心必同地心,且兩交黃道,兩交赤道,旁過二極,皆一一相對,正與黃道相反,斜絡天體平分為二故也。欲測其廣,無定數,大約兩至之外廣於兩至之中,從天津又分為二,至尾宿復合為一。過夏至圈以井宿距星為限,正切鶉首初度,過北極,西距二十三度半前。過冬至圈則星紀初度約居其中,又轉至南極,東距亦二十三度半,而復就夏至,總為過兩至與黃道相反之斜圈也。古多祿某測其兩涯所過星宿,與近世不異。在赤道北則從四瀆,始南三星當其中,北一星不與焉。次水府,次井西四星切其左邊,天關一星五車口切其右,更前積水在左,大陵從北,第二星在右,王良所居在其中,若洲渚然。次天津橫截之,兩端平出其左右,河鼓中星在右,其對邊為天市垣齊星,此赤道北兩涯所經諸星也。在赤道南者,以天弁東星為界,次斗第三星,次箕南二星,其對邊則天市垣未星,尾宿第一星,而入於常隱之界,迨過南極以來復起於天稷,過弧矢天狼以至赤道,此為赤道南所經諸星也。

問:天漢何物也﹖曰:古人以天漢非星,不置諸列宿天之上也,意其光與映日之輕雲相類,謂在空中月天之下,為恆清氣而已。今則不然,遠鏡既出,用以仰窺,明見為無數小星。蓋因天體通明映徹,受諸星之光,并合為一,直是清白之氣與鬼宿同理,不藉此器,其誰知之。然後思天漢果為氣類,與星天異體者,安能亙古恆存。且所當星宿又安得古今寰宇<img src='https://r.cnkgraph.com/Chars/wikipedia/commons/thumb/1/1b/GJfont.pdf/page3923-18px-GJfont.pdf.jpg' />若畫一哉。甚矣,天載之元而人智之淺也。溫故知新,可為惕然矣。〈按以上原本作曆指卷四,誤當作曆指卷三恆星之三。〉

恆星經緯圖說〈附〉

第一見界總星圖說

見界總星圖者,以赤道之北極為心,以赤道為中圈,以見界為界。見界者,取北極出地三十度為限,則閩粵以北可見諸星,無不具在矣。自此以南,難以復加者,為是渾天圓體,赤道以南,天度漸狹,而在圖則漸廣,形勢相違,是故無法可以入圖也。必用赤道為界,分作二圖,以二極為心,然後體理相應。故作赤道南北二總圖次焉。本圖外界分三百六十五度四分度之一者,赤道經度也。正南北直線名子午線,線上分極以南,極以北,各一百六十度者,赤道緯度也。從心至界分二十八直線者,依二十八宿各距星分二十八宿各所占度分也。此各宿度分,公元史載古今前後六測,如漢落下閎,唐僧一行,宋皇祐、元豐、崇寧,元郭守敬等,或前多後寡,或前寡後多,或寡而復多,多而復寡,種種不一。元世造曆者,推究至此,茫然不解。但揣摩臆度,以為非微有動移,則前人所測或有未密而已。夫謂前人未密,他術有之。此則千四百年如彼其久,二十八宿如彼其多,諸名家所測如彼其詳,而悉無一合,安得悖謬至是,且其他諸法又何以不甚參商,謂繇誤測,必不然也。若曰:微有動移,庶幾近之,而又不能推明其所以然之故。今以西曆詳考黃赤經緯變易,蓋二十八宿分經者,從赤道極出線至赤道乃止。而諸星自依黃道行,是以歲月不同,積久斯見。若精言之,則日日刻刻皆有參差,特此差經二萬五千四百餘年而行天一周,正所謂微有動移,非久不覺,故後此數十年、百年,依法推變,正是事宜,而前代各測不同者,皆天行自然,非術有未密也。此說已具恆星曆次卷中,今略舉一二。如北極天樞一星,古測去離北極二度,後行過北極,今更踰三度有奇矣。觜宿距星漢落下閎測得二度,唐一行宋皇祐、元豐皆一度,崇寧半度,元測五分,今測之不啻無分,且侵入參宿二十四分。今之各宿距星所當宮度,所得多寡,悉與前史前圖不合,蓋緣於此。此圖皆崇禎元年戊辰實躔赤道度分,其量度法如求某星之經緯度分若干,用平邊界尺從圖心引線切本星視圖邊,得所指某宮某度分,即本年本星之赤道經度分。次用規器,依元定界尺,從赤道量至本星以為度,用元度,依南北分度線上量得度分,即本年本星之赤道緯度分。次視本圖本星所躔宮分,查本宮表所註度分,即知繪圖、立表、測天三事悉皆符合,若黃道在本圖中,止畫一規及經度,其查考經緯度分別具黃道分合各圖中。

第二赤道南北兩總星圖說

赤道南北兩總星圖,一以北極為心,一以南極為心。皆以赤道為界,從心出直線抵界,凡十二者,為十二時線。又細分為三百六十,則赤道經度也。與總圖所分經度不同者,彼分三百六十五度四分度之一,準一歲日行周天之數,名為日度。此平分三百六十,名為平度也。凡造器測天,推步演算,先用平度,特為徑捷。測算既就,以日度通之,所省功力數倍,故兩用之也。其正南北直線為子午線,平分十二宮,左右各六,線上細分南北各九十為赤道緯度,亦平度也。去極二十三度半有奇,復作一心者,黃道極也。從黃極出曲線抵界,亦十二者,黃道經度也。分十二宮三百六十度,其黃赤同度同分者,獨二分、二至、四線,其餘各有參差。欲考黃赤異同,於此得其大意矣。南總圖自見界諸星而外尚有南極旁隱界諸星,舊圖未載此,雖各省直未見,從海道至滿剌加國悉見之。滿剌加者,屬國也。考一統志輿地圖,凡屬國越在萬里之外,皆得附載,何獨略於天文。如海南諸國,近在襟帶間,所見星辰歷歷指掌,而圖籍之中可闕諸乎。惟是向來無象無名,故以原名翻譯附焉。查考赤道經緯度法略同見界總圖,不具論。若赤道左右星座為赤道所截,分載兩圖,求其全像,亦在見界總圖矣。

第三黃道南北兩總星圖說

黃道南北兩總星圖,一以黃道北極為心,一以黃道南極為心。皆以黃道為界,從心出直線十二抵界者,分黃道十二宮。次又細分為三百六十平度,為黃道經度。南北直線從心上下各細分九十平度,則黃道緯度也。凡恆星、七政,皆循黃道行,與赤道途徑不同,故行赤道經緯,時時變易,其行黃道經緯,則終古如一矣。前赤道三總圖,後黃道二十分圖,皆書各星座名數,與立成表相符,足備簡閱,此不煩贅述。故加七政字號,分別某恆星之芒色氣勢,與某政相若,因七政情性可得本星情性,考其會聚衝照三合、四合、六合中,有下濟敷施之理焉。南極旁新譯諸星倣此,其近界星座為黃道所截分,屬兩圖,亦查前見界總圖,或後黃道分圖,皆可得其全像量度,法略同見界總圖。後此二十分圖從此圖出,其分截之處位座未全者,於此二圖考之。

第四黃道二十分星圖說

分星圖獨依黃道者,恆星與七政皆循黃道行,依此為分,其正術也。必用分圖者,總圖尺幅既狹,如星座,如宮次,如度分,如等第,未能明皙,用以證合天象,頗覺為難。分之則一覽瞭然,世傳丹元子步天歌分三垣二十八宿為三十一圖,臺官亦有為圓方二圖者,皆本此意。但步天歌悉不載宮度、方圖,稍分宿次,亦係舊率,其經緯度分悉未開載星形等第,與天象不能盡合,則兩圖等耳。今分為二十圖,首一圖即紫微垣,而與舊圖略異者,彼以赤道之北極為極,此以黃道之北極為極也。彼以恆見星為界,故從心至界為三十六度,是嵩高之恆見星界,他方不然。今取三徑均平,止二十二度半,蓋以黃極為極,則恆見諸星不復可論也。外周分黃道三百六十平經度,全徑四十五,則此圖之黃道平緯度是名北極分圖也。次六圖上狹下廣,上狹者,各以本宮本度與北極分圖相接;下廣者,亦以本宮本度各與黃道中界六圖相接也。以十二宮次分六圖,每圖得二宮,每宮得三十,為黃道經度也。北不至黃道北極二十二度半,南不至黃道二十二度半,中間四十五度為此圖中之黃道平緯度,是名黃道北界六分圖也。又次六圖各上下平分,中間最廣,為黃道,上下界皆稍狹。上狹者,以本宮度與北界分圖相接,下狹者以本宮度與南界分圖相接。每圖二宮,每宮三十度,為黃道經度,黃道以北近夏至圈,黃道以南近冬至圈,各二十二度半,并得四十五度,為此圖之黃道緯度,是名黃道中界六分圖也。又次六圖上廣下狹,上與中界圖相接,下與南極圖相接,分宮、分度、分經、分緯、與北界分圖同法,是各黃道南界六分圖也。又次一圖與第一圖略等,所有諸星皆在恆隱界中,舊傳所無,今譯名增入,是為南極分圖也。諸圖中星名位次皆巫咸、甘石、舊傳,各依舊圖聯合,大小分為六等,各以本等印記分別識之中虛者,舊疑非星,因稱為氣。今用遠鏡窺測,則皆星也。因恆時不見分異,姑為散圈以象之。其有位座如恆,而星實未見,用青圈為識,與蒼同色明其無有之間也。凡若干星合為一座,各以數識之,本座之外,復有餘數,又不相聯則其附近之有測新星表中,各註經緯度分星名之下,稱為增入者也。其不書數目者,無測之星,表中所未載也。諸圖總以黃道為中界,復有曲線斜絡於黃道之上下者,赤道也。又有斜絡於赤道之上下者,冬夏至線也。其與天體異色,斜絡天體廣狹不等者,自昔稱為雲漢,疑與白氣同類;其實亦皆星也。若星座同名,而參觀兩在,覺其體勢不同者,因天本渾圜,所分宿度當為弧線。今居平面不免變易,是黃赤同圖,則線分曲、直兩次,並列則線分斜、正,而安星本法皆依各線布置,遇曲直與為曲直,遇斜正與為斜正,寧使形模小異,尚可證以根繇,儻令經緯微遷,懼無辭於爽謬矣。且一星一表,毫髮難移,點綴既畢,自然肖像。非若畫繪之家,先想成形而追形定位,雖欲更移秒末以就成體勢,固不可得也。量度則兩圓圖與總圖同法,十八方圖則上下求經,左右求緯,各以直線求其相等度分,星居兩線之交則各兩相等度分為星之經緯度分。