KR7a0003
卷59
欽定古今圖書集成曆象彙編曆法典
第五十九卷目錄
曆法總部彙考五十九
新法曆書九〈交食曆指〉
曆法典第五十九卷
曆法總部彙考五十九
新法曆書九
交食曆指一
或問:日月薄蝕,是災變乎﹖非災變乎﹖若言是者,則躔度有常,上下百千萬年如視掌耳,豈人世之吉凶亦可以籌算窮也。若言否者,則古聖賢戒懼修省,又復何說。曰:災與變不同,災與災變與變又各不同。如水旱蟲蝗之屬,傷害民物者,災也。日月薄蝕,無患害可指,然以理揆之,日為萬光之原,是生暄燠。月為夜光之首,是生濕潤。大圜之中,惟是二曜相資相濟以生萬有,若能施之體,受其蔽虧,即所施之物成其闕陷矣,況一朔一朢,兩光盛長受損之勢將愈甚焉。是謂無形之災,不可謂非災也。夫暈珥彗孛之屬,非凡所有者,異也。交食雖躔度有常,推步可致,然光明下濟忽焉。掩抑如月食入景深者,乃至倍於月體,日食既者,乃至晝晦星見。嘻。其甚矣。是則常中之變,不可謂非變也。既屬災變,即宜視為譴告,側身修省,是以有修德正事之訓,有無敢馳驅之戒。兢業日慎猶懼不塈矣。曰:既稱災變,凡厥事應可豫占乎。可豫備乎。曰:從古曆家不言事應,言事應者,天文也。天文之學,牽合傅會,儻過信其說,非惟無益,害乃滋大。欲辨真偽,總之能言其所以然者近是。如日月薄蝕,宜論其時,論其地,論時則正照者災深。論地則食少者災減。然月食天下皆同,宜專計時。日食九服各異,宜并記地矣。迨於五緯恆星,其與二曜各有順逆乖違之性,亢害承制之理,方隅衝合之勢,為其術者一一持之有故。然以為必然不爽,終不可得也。惟豫備一法,則所謂災害者,不過水旱、蟲蝗、疾癘、兵戎數事而已,誠以欽若昭事之衷,修勤恤顧畏之實,過求夙戒,時至而救之者裕如,則所謂天不能使之災,又何必徵休咎於梓裨。問:祲祥於京翼乎﹖然則星曆之家,概求精密,尤勤於交食者,何也。曰:太陰去人最近,饒有視差。凡人目所見,人器所測,則視度而已。其實行度分,非人可見,非器可測,必以食甚時知。為定望與日正相對,從是知其實度,從是知其本行,自餘行度,漸可推算也。又因月食知地景為角體之形,月體過之,其距地同而入景之淺深不同,可推日在其本天行與地為不同心也。又因日食,推月距地時時不等,知其有本輪有次輪也。又兼以日月食推日月體之大小,及日月距地之遠近也。別有度地之學,因月食可推地在天之最中,其四周皆以天為上,人則環居地面也。又因月食知地景為圓體,而居東者漸遠漸後見食,即非月食。以地為先後,特因各所見之時刻為先後也。因以推地為圓體,而水附於地,合為一球也。又以月食與子午線相距遠近,知諸方之地經度也。若泯薄蝕於二曜,即造曆者,雖神明默成,無所措其意矣。是則交食者,密術之所繇生,故作者述者咸於此盡心焉。今譔曆指,有合論,有分論月食,術稍簡以附合論之末,日食頗繁,釐為別卷,諸立成表,以類從焉。
界說
凡物體能隔他物之象,使不至目,則為暗體。若以體之一面受光,而光復透射出於彼面,則為徹體。〈如玻璃水晶是也〉
目所司存惟光惟色,而色又隨光發見,故解徹體必以通光,解暗體必以其能隔他象。如月掩日,而日全食,晝為之晦,恆星皆見,爾時太陽在外,體質明顯,又堅密無比,光力甚厚,乃為月體所隔,不能映見微光,可證月乃全非徹體,而全為暗體。其徹體有二:通明之極全無隔礙者,為甚徹。雖則透光而微雜昏蒙者,為次徹。
光在本體為原光,其出而顯他物之象,為照光。日有原光,地與月皆借之為光者,照光也。謂顯他物之象者,因他物之勢隨施隨受,有原先後,無時先後也。非如寒熱燥濕之類,漸及於物,力盡而止。
原光以直徑發照為最光,因而旁及者,為次光。日光正照以直線至於物體,則為最光,有物隔之旁周,映射則生次光。如雲之上,日體所照,最光也。雲之下,不復見日,而猶有光,是次光也。
滿光者,原光之全體所發。少光者,原光之半體所發也。日未全出地平上,所生光為少光,全昇在上,則生滿光。日未全食時,則存少光,既以復圓,即得滿光。景之四周有最光遶之,即景為次光。以景為明者,誤也。以影為暗者,亦誤也。稱景為明暗之中,庶幾近之。葢全無光乃為暗,今至夜子初,人在地景至深之中,去最光極遠,而近日之物尚能別識,即見景中猶存微光,不失為次光也。
最光所不及為初景,次光所不及則為次景,景與光并行,光漸微,景漸厚,故次景與最光相反,若初景即次光也。
最光全不及之處則為滿景,若受正照之微光,即為
圖
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缺景。景與光正相反,無景之極則為滿光,無光之極則為滿景。假如甲乙為施光之物,丙為暗球,從甲出正照之光過丙球左右,其切丙之界者,得甲戊及甲己。從乙出光又得乙戊及乙丁。其庚戊辛為最光,全不及之處則滿景也。若庚
戊、辛戊以外,則甲乙光體之多分漸照之至乙丁甲己,乃全光之界。即自戊至丁至己,丙球之景漸薄,以趨於盡矣。
太陽光照月及地第一〈凡五章〉
日、月、地三球體,大小不等,地為靜體,日月則有諸種行度,則有高庳內外。其去地去人遠近不等,法當以大小之比例,及其相遠相近之比例,推其施光受光之體勢,乃得景之體勢,因而得交食之體勢。葢交食者,生於景,景生於光。不尋其本而求其末,無法可得,其說五章。
一曰:有兩球於此,一為暗體,一為明體,而小大等,即明者以半面施光,暗者以半面受光。
如左圖,甲為明球,乙為暗球,小大等,即其徑丙丁及戊己各與甲乙線為直角,而丙丁與戊己等,即甲丙甲丁乙戊乙己與甲庚乙辛皆以半徑相等,而丙庚丁半球與戊辛己半球亦相等。今於明球之旁,從丙從丁出兩切線至暗球之旁,戊巳、戊己與丙丁為平行線,即丙戊與丁己亦平行線也。〈見幾何一卷三十三題〉又因
圖
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丙戊乙及丁己乙俱為直角,即戊丙甲及己丁甲亦俱直角,〈見幾何一卷二十九題〉即丙戊丁己線不能割兩球而止切兩周於丙於戊於丁於己,其所抱為丙庚丁,為戊辛己,是甲乙兩球之各半也。若日、月、地三球相等,而月與地皆以半面受太
陽之光,如上所說,則定朔日食,半地面宜皆見之,安得復有南北不等食分,朢日太陰全食時,纔食既,即生光,安得復有食甚時刻及既內分,今皆不然,可見三球無相等之球。
二曰:明體大,暗體小,則施光以小半,受光以大半。
如左圖,甲為明球,乙為暗球,作兩切線為丙己為戊庚,從四切點作橫線為丙戊為己庚。甲既大球,即己丙戊為銳角,丙己庚角為鈍角。如曰不然,或皆為直
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角,即庚戊丙戊庚己亦皆直角,兩切線必平行,而乙球與甲球等,〈見幾何一卷二十八題〉必不然也。或己丙戊反為鈍角,而丙己庚反為銳角,即兩切線不能相交於癸,又不然也。今以兩切線相交於癸,明己丙戊為銳角,丙己庚為鈍角,即於丙丁
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戊弧內作負圈角,必鈍角矣。於己壬庚內作負圈角,必銳角矣。〈見幾何三卷三十一三十二題〉故丙丁戊施光者,不及半圈;己壬庚受光者,又不止半圈也。因此推知太陽照地及太陰,必各照其大半,而暗體所隔之日光漸遠,又漸斂漸進,以趨於一處,
即景居暗球之背,不得不為角體之形矣。又因此推求朢日先後,人目所見太陰受日之光不長不消者,久之而後生魄,此為何故。葢亦因月體以大半受光,以小半入於人目,光不輒轉,而魄未遽見。故未朢時已見全光,已朢後猶未失全光矣。
三曰:明體小,暗體大,則施光以大半,受光以小半。
如前圖,反論之,可明太陰何以照地而地何反隔日之光也。
四曰:大施小受,愈相近,則施者之小半愈小,受者之大半愈大。
如左圖,丙為小暗球,甲與乙皆大明球。作庚未直線過三球心以交於左右切線,其乙球之兩切線交於午甲球之兩切線交於未,即庚未長於乙午,而庚丁未與乙辛午兩角,庚丁與乙辛兩線,皆相等。則庚未線與庚丁線之比例大於乙午與乙辛,而丁庚未角大於辛乙午角也。〈見幾何五卷八題〉又庚未線過三球之心,必截丁己、辛癸兩線為兩平分,而庚甲丁、乙子辛兩
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形內之甲與子皆為直角,則其餘庚丁兩角并乙辛兩角并皆等,一直角即兩并率等。〈幾何一卷三十二題〉兩并率之甲庚丁角大於子乙辛角,各減之所存庚丁甲角,必小於乙辛子角矣。次以庚丁甲及乙辛子不等之兩角各減庚丁未及乙辛
午相等之兩直角,所存甲丁未角更大於子辛午角。又丁戊己弧內作負圈角,必等於甲丁未角。辛壬癸弧內作負圈角,必等於子辛午角。辛壬癸弧之負圈角,既小於丁戊己弧之負圈角,則辛壬癸弧必大於丁戊己弧。〈幾何三卷三十一三十二題〉夫辰寅己與辛壬癸,相似之弧也。丑寅卯與丁戊己,亦相似之弧也。
大小圈左右各有切線,其切點過分圈之線,其所分大小圈分各相似,其大小兩弧亦相似。
即辰寅己弧亦大於丑寅卯弧,可見明球在近比在遠者,尤能照小暗球之多分也。因推知日全食而視為大者,日體去月體遠故也。日全食而視為小者,日體去月體近故也。何以分遠近。日與月俱有自行圈,與地不同心。其行於自行圈之上下,為最高最庳,則為距地之遠近,因而生景之大小也。日既全食矣,又何以分大小。月掩日至既,有時晝晦,恆星皆見,蟲飛鳥棲,此為全食。而大月在日內從中掩蔽,雖至食既而其四周日光皆見,曆家謂之金環,此為全食而小矣。若然者,日與月與地相去,或遠或近之所繇生也。
五曰:小施大受,愈相遠則施者之大半加小,受者之小半漸大。
如左圖,甲乙皆為小明球,丙為大暗球,乙去丙遠於甲,作各切線過三球心之直線,皆如前。次從暗球心丙至各切點作丙丁、丙己、丙庚、丙辛各半徑,得丙丁為丁壬之垂線,丙庚為庚癸之垂線,而丁與庚皆為直角,丙丁與丙庚兩線又等,則丙癸線與丙庚半徑之比例大於丙壬與丙丁,而丙庚癸角又大於丙丁壬角也。〈幾何五卷八題〉依顯丙辛癸角亦大於丙己壬角,以
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并前率,為庚丙辛合角,亦大於丁丙己合角,而其弧庚戊辛必大於丁戍己,可見小明球照大暗球,愈遠愈照其多分也。今依本圖,設丙為地外切線,〈癸辛也〉以內為地景,〈日光過丙大球所出景〉甲乙兩小球為月體,其兩小球之小大既等,則同以外
切線為外光之界,或為內景之界。惟因月體循本輪行,時居上周,如乙,則去地遠。時居下周,如甲,則去地近。以是月食之分數有多有寡,月居影厚處,如甲,左右,則食多。月居影薄處,如乙,左右,則食寡。故曰:月食有多寡者,亦相距或遠或近之所繇生也。
景之處所第二〈凡二章〉
凡光以直線照物體,其無光之處則有景之處也。欲於交食時求影所在,理不異此。葢月與地能出景者,不在其受光之面,或其左右必於受光反對之面,日
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光不照之地,在日食則為月景之處,在月食則為地景之處矣,說二章。
一曰:景與光所居正相反。
暗體得光於此面,射景於彼面,是景之中心與原光之心、暗體之心,參相對如一直線。則暗體隔光於景,
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使原光之心恒居一線之末界。其正相反之,彼界其景之心在焉。如曰:不然,設原光在甲,其照及乙,乙為暗體,隔光生景。據云景不射丙,〈丙者與甲正相對之處〉為甲乙丙直線而斜射丁,則乙甲丁者,角也。有角則有幾何,凡幾何皆分之無窮,能出
直線至於無數,而皆至乙丁邊。夫甲既為原光之體,
其所照必以直線出之。〈試諸儀器足以為證〉即乙丁皆在受光之地,何自能為乙暗體之景乎。因此明景與光正在相反之兩界。論暗體者,其受光之面必向光所出之原界,其生景之面必向景所射之彼界,亦正相反也。論日與月獨至兩交之處而有食,亦依此理。
二曰:明暗兩體任一運動,景隨之移。
試以暗體移動其所借之光,隨處不一,即所生之景亦隨處不一。葢景與光既如一直線,即暗體所居定
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為景之末界。如直線之首,首移而線尚不移,則是曲線,非直線也。又試以明體移動,設甲為明體,乙為暗體,乙丙為影,則甲乙丙如一直線,如曰明體甲移至丁,丁仍照乙,而乙尚射景至丙,則丁乙丙猶直線也,有是理乎。
問:太陽照室,僅通隙光,光照牆壁,奕奕顫動。太陽既自順行,牆隙仍無變遷,則此顫動為從何來。或者光與景未必定為直線,而能微作曲勢乎。曰:西古博物者亞利斯多言空中嘗有浮埃,輕而不墜,微而不顯,莊周氏謂之野馬,或亦稱為白駒。幽室之內,原光既微,次光反厚,即顯此物在於光中紛入沓出,能亂光景之界。使目視景絪縕浮動,而實非景動,乃景之界線為浮埃所亂,致使其然也。更以氣為證,今觀太陽出地,地面以上多生蒙氣,氣在日體與人目之間,即見日之光界亦如,顫動非獨日也。日中晴朗,切視地面,光耀閃爍,如波浪然。熾炭在爐,炭之四周火光煜煜,亦如顫動。凡若此者,一皆繇氣而生,在日在地在炭固無顫動之理,是以景必繫於暗體,如輪必繫於樞軸。光上景即下,光東景即西,必相對也,無相就也。故太陽照地,其光繞地一周,則景在其相衝之界,亦繞天一周。葢日光從其本天直射至於地面,而景在地之彼面,亦直射至於月天。第日體常依黃道中線,則地景亦常依黃道中線。而月行常出入黃道中線之內外,是以月體與地景不得恒相遇合,大都不合時多,合時少,故日月不食時多,食時少,以此。
景之形勢第三〈凡二章〉
求食分之幾何,必先求景之幾何,景幾何者,以日月地之大得景之形勢,以日月地相距之遠近分數,得景之變易大小分數也。此所論則景之形勢,後考其變易之勢,得景分以定食分焉。凡二章。
一曰:二體相等,其景平行而無窮,明小暗大,其景漸展而無窮。
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論相等者,證以平行之切線也。如圖,甲乙兩球等,丙己、丁戊為兩球之切線,與兩球之徑丙丁、己戊遇於切點,皆為直角,則互為平行線。又球等,即徑之長短亦等。以遇丙己及丁戊,無不為平行線也。〈幾何一卷三十三題〉若兩球之周遭切線無數,
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皆同此論。則引之至庚辛以迨無窮,終平行,終不能相遇。而其形為長圓柱之無窮體。
論明球小於暗球,則推以三角形相似之比例也。如圖,乙丙為小明球,丁戊為大暗球。兩球之切線丁乙及戊丙引長之,過小球必
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相遇於甲,成甲丁戊三角形,又從丁戊底作己庚平行線在大球之外,成庚甲己三角形,與甲丁戊相似,則甲己庚角與甲丁戊角相等,其各邊各角皆相似,而甲丁與丁戊若甲己與己庚也。反而更之己庚與丁戊,若甲己與甲丁也。甲
己長與甲丁,則己庚亦長與丁戊,愈遠愈長,可見大球之景漸遠漸拓矣。〈幾何六卷四題〉更論丁戊線之內外角,則在內者為銳角,在外者為鈍角。故引切線向內過小球,必相遇,引之向外,愈遠愈拓,終不相遇而其形為無限長,無限廣之角體。又因兩球所居遠近不同,景之張翕隨而變易,故兩球相近即乙丙底線為小,其景愈狹,而乙甲丙角形愈短。兩球相遠即底線為大,其景愈拓,而角形愈長也。
今驗諸日食,有食分同而所歷時刻不同者,月景之在地面廣狹不同也。月與日會,月在日與地之間,或月近地而日在遠,則目之見界過月周至日體,其界廣,日過遲,其見食時刻多。或月遠地而日反近,則目之見界過月周至日體,其界狹,日過速,其見食時刻少也。姑以前圖明之,目在甲,乙丙為月體,丁戊為日體,切線甲丁及甲戊為目所見之界,若日在近,為丁戊,即從丁過戊道,近行速,其食時寡。若在遠,為己庚,從己過庚道,遠行遲,其食時多。皆太陽有不同心圈,而太陰又有小輪所繇生也。
二曰:日、月、地三體大小不同。
凡暗體出角景者,施光之體必大於暗體,否者,其光不能照暗體之大半,而使其景漸小以趨於盡也。試觀月食時,月體近地,則入大景,遠地則入小景,愈遠愈小,必至於盡,安得不信日體大於地體乎。設謂日體與地體或等,則景宜亦等。或小則宜漸大,又當皆為無窮之景,遇朢時月體必不能出大景之外,不應有不食之朢矣。有不食者,是地景之益遠益銳也。月食於地景之中,又有全而且久者,是月徑更小於景而,景小於地也。地景之遠而益銳者,是日大於地也。此以景理推論三體之小大,略可明矣。若又以日體之大推月地之景,則更有法可考其大小之比例也。昔人因太陽照地所生之景及其遠近,其視徑時時不同,又以較於他體得其實體之大,說見月離曆指中。此獨用視徑定食時刻分之數,其論實體為景與食之原,略舉一二如左。
幾何原本論三角形,於一邊之兩界,出兩線復作一三角形在其內,則內形兩腰并之,必小於相對兩腰,
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而後兩線所作角必大於相對角,如圖,甲乙為太陽之徑,丙為目從遠視之,丁亦為目從近視之。此所謂內外兩三角形也。今先以線論,因內形之甲丁乙丁兩腰小於相對之甲丙乙丙兩腰,則所作丁角比相對之丙角亦近於共用之。
甲乙底近則見大,故丁目視甲乙日徑必見大於丙目所視之甲乙徑也。次以角論,因內兩線所作丁角大於相對丙角,則此內角所對線亦似大於外角所對線,而丁目所見之甲乙大於丙目所見之甲乙也。此太陽視徑不同之緣也。
求太陽實體之大,苐谷設最高最庳之中處得其距地一千一百五十地半徑,全數十萬,其半徑一十五分三十秒,得正弦四百五十一,以三率算法推其全徑,得地之全徑五又七十五之一十四,如三百八十九與七十五也。又以其徑與其周之比例,得太陽體之立方五千八百八十六萬三千八百六十九,地球之立方四十二萬一千八百七十五,其終數得一百四十弱,為太陽大於地之倍數也。此其照月照地生角體銳景之原也。
景之作用第四〈凡三章〉
月與地若各以其景相酬報,然如月朢,則地景隔日光,令月不受照,有時失滿光,有時全失光也。至月朔則月體隔日光,令地不受照,有處射滿景,有處留少光而已,說三章。
一曰:月食於地景。
月食在朢,緣日月相對,其理明矣。獨謂闇虛為地景者,或致疑焉。今解之,月對日受光,藉非日月之間有不通光之實體為其映蔽,則何繇阻日光之直照。若天體及空中之火、空中之氣皆通明透徹,不能作障,使月失光也。即金、水二星亦是實體,有時居日月之間,然其景俱不及地,況能過地及月乎。則知能掩月者,惟有地體,一面受光,一面射景,而月體為借光之物,入此景中,無能不食,半進而半食矣,全進而全食矣。
二曰:日食者,月掩之。
恆言月在內,去人近。日在外,去人遠。故定朔時月體能掩日光是已。第金、水二星,亦皆時在日內又皆不通光之實體,水星雖小,金星則大於月也。何獨月能食日乎。曰:二星雖有時在日內,則去人甚遠,遠則視徑見小,不能掩日百分之一二,而日光甚盛,所虧百之一二,非目力所及。且二星比月去日更近,所出銳角之景更短,不能及地面也。若月體之大,雖不及太白而去地甚近,去日甚遠,一指足蔽泰山,又何疑乎。由此言之,求一實不通光之體全掩日體者,惟月為能,又自西而東,不及三十日而周,其行度較於諸天最為疾速,故每朢定朔,皆同經度,皆能有食,其不食者繇距度不及交耳。
三曰:因景之徑生多變易。
月以距度廣狹為食分多寡,一因去交有遠有近,去黃道中線有正有偏。一因入地景有淺有深故也。今論其全食者,而大小遲疾猶多變易,曾非一定。葢日在自行本天,月在小輪,相距遠近往往不等。日距月近較距遠時,更照月體之多分。從月體出景更短,其景至地更小,則日雖全食月體,見小歷時亦速也。日與地亦然,以兩體相距之遠近為地景之大小,使月食時入於地景,在其近末之銳分,則闇虛之體見小,食分少,歷時速,皆因三體之相距遠近以生大小遲疾。地景月景皆無一定之徑,致令隨時變易如此。若月景、地景二徑之小大又自不等,故日食盡於食既,而月則食既以後尚有既內餘分,葢地景大於月景,故兩食皆全其虧復遲疾,無能不異矣。又月食天下皆同,日食則否,日食則此地速彼地遲,此地見多,彼地見少,此地見偏南,彼地見偏北,無不異也。月食則凡居地面者,目所共見。其食分大小同,虧復遲疾同,經歷時刻同,唯所居不同子午線者,則見食之時刻先後不同耳。葢月一入景,失去借光,更無處可見其光也。又概論天下日食應多於月食,為二徑折半,其近交時加以南北視差,易相逮及,故論一方則日食應少於月食,為月食共見日食,因地故。〈見後卷詳之〉
月在景之光色第五〈凡三章〉
月既暗體,當全食時一入地景,遂應失其借光,非復人目可見也。葢可見之物悉無原光,必借外光以顯其象,無外光即無從見有此物,安從更顯物色乎。今月居厚景,尚有微光可見,更發色象,或赤色,或青黑色,或雜色,此何從生。今略解之凡三章。
一曰:月不獨食於地景。
論通光者,有二體。一謂物象遇甚澈之體,易於通射,比於發象元處更加透明,則形若開而散焉。一謂物象遇次澈之體,難於通射,比於發象元處少雜昏暗,則形若斂而聚焉。其遇甚澈者,如舟用篙艣,半在水中發象,上出出於水面,所遇空明氣之光,甚澈之體也,則其象散而斜射,視之若曲焉。其遇次澈者,如太陽入地平下,其光照地旁,本宜直上,乃所遇清蒙之氣,次澈之體也,則其象合聚而射於地面,凡地平以上皆得其次光,為朦朧焉。〈即昧爽黃昏亦曰晨昏〉此兩者,皆以一物經繇兩體,其勢曲折,皆謂之折照。
圖
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若一物在一體之中,以一直線入目,謂之直照。
夫同是,日光也。在地面之上能折入於地景之根際,則自地面而上,何獨不能折入於景之中際,至月體經行之處乎。如圖,甲為太陽,乙為地球,藉非清蒙氣能迎太陽之光而成折照,則宜從子出光至丙,從丑出光至丁,切地面徑,過而復合於庚,為地景銳角也。今不其然,因清蒙氣周遶地球,日光至丙至丁,遇其次澈之體難於透射,則曲而內聚,止於戊己地面矣。而大圜中大氣無不受日之照光,光在壬癸者,遇於
圖圖
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蒙氣即內斂,至於卯辰,此為初折。從卯辰切地而過,若遂以直線引之,即復合於辛,成卯辰辛雜線三角形,為地之滿景。自此以外,全景之中皆得太陽折照之光,與朦朧次光相類,而實為初景,能食朢月之滿光也。欲求滿景之長,姑先依初折之光,引直線復出於蒙氣之外。
姑先云者,不宜遽引直線也。葢初折之光至於卯辰,既抵地面,又復內斂,謂之次折,則兩線之交尚在辛點之內,今云然者,姑先明初折之理,約定乙
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辛之數。如太陰之言交,泛言平朔,言本輪也。其次折之理,次二章詳言之,求辛點以內之定距率矣。
而借苐谷所測清蒙差,與多祿某所定地景角之大,得辛辰庚角三十四分,〈近地平之氣差大率如此〉得卯庚辰全角二十五分三十六秒,半之為辛庚辰角一十二分四十八秒。其相對之外角乙辛辰為四十六分四十八秒,〈辛庚辰辛辰庚相對之兩內角并〉次乙辛辰三角形,其乙辛辰角既得四十六分四十八秒,乙辰辛為切線與垂線所作角,必直角,此直角與乙辛邊如乙辛辰角與乙辰地半徑,即得乙辛短線長於地半徑七十三倍。若論地之全景,乙庚線尚長三四倍也。夫月食於地景,必依其景之體勢,顯其食之貌象。今全景之中既以地景兼蒙氣之景,則并有初景,有滿景。月入於中,隨其所至變易光色,無足異矣。或曰:從古論食月者,全屬地景。今云不止地景,而更加之氣景,此為全景,方之地景不亦愈長愈廣乎。則從上古以來,以地徑度月體過景之數,以地徑定日月之視徑,以地徑較日月之兩高,以地徑求日月之去地遠近,悉皆乖舛,而當更定新率然乎。抑否乎。曰:不然。所論蒙氣之景,謂太陽之光,因於此氣,能令全景之中分別厚薄,變易景中之色象,非謂地之徑因景而加大也。譬如眼鏡,本無厚之體,徒以變易物象顯其用耳。且氣景之於地景,亦何能加長加大乎。計清蒙出地之高,不能過極高之山,極高之山測其垂線,不能過千四百步,大地之徑則三萬里,以高山之步數化為里數,而較地徑則五千分之一耳。此氣之厚,何能加於地徑。而云設此論者,有妨於地徑測量之法乎。
二曰:月體當食而成赤色,是氣景所生。
月全食時,其光色往往更迭變易,其初食既與水生光,當此二際,則成赤色。夫月入地景,果必失光,宜為純黑,不應復顯他色。今赤色者,得無是其本光乎。曰:次光之物,惟無光之處能顯其光。一遇大光之體,則次者之光泯矣。今以地景言之,月居其甚厚之際,即甚遠於大光,果有自體之光於此,尤宜顯著。乃今測之,則在淺見,盛在深見,微可證食時所見非月體自有之光也。故應論定月能食於氣景,如上所說矣。然食時亦能變易諸色,何以獨言赤色。試觀太陽下照,地面受之,論其本然皜明無色,日地之間,或發昏蒙之氣,即地面所見時轉為黃,時轉為赤,皆因所遇之氣,如玻璃映目,色青見青,色綠見綠也。今日照地旁,照光所過清蒙之氣,因於斜穿而成厚體,月體所顯光色尤深,成為赤色矣。試論其所以。
視學家有公論,凡象斜射次澈之體,以垂線為主,曲折通之。初入則聚折而向於垂線,既出則散折而離於垂線也。何謂垂線,葢於澈體之面,過受形之點,作
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線下垂,則是折照所向所離之線。如圖,圓體甲戊乙,方體甲丁戊,皆次澈也。當其面有斜照之光在丙,至甲點而入至乙點,而出則甲丁與丁乙皆為垂線,照光至甲點,而入必聚而折向於甲丁垂線,至乙點而出必又散而折離於乙丁
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或乙壬垂線。若言光至乙點出,或不照庚而更照己,則是反照之光,非折照之光也。依此申言上章所推地球滿景之長。如圖,太陽之光遇於蒙氣,從壬癸折入作壬卯癸辰線,為初折。又從卯辰折出,作卯午辰未線,為次折。以復合於己,
別生午己未雜線角形,乃因乙己未角生己未辛,及己辛未為外,兩角并之得,乙己未內角一度二十○分四十八秒,今設從滿景之角己出切線至地球辰,得乙己辰直三角形,則因乙己辰角一度二十○分,
乙己辰角比乙己未角差數甚微,略得四十八秒,故以算景之長,不論為數。
如前比例,得地滿景之心長於地半徑四十三倍,比月最庳之入景處近地一十一地半徑也。
月最庳入景五十四,最高入景五十八。
今圖月在景之形勢,地球為甲乙內圈,其四周有氣,為丙乙圈,氣外切邊之光復合於卯,是為全景透氣之光。自丙至戊,因戊以上所照必聚而止於地面,無從透達也。則光至丙為太陽之外邊,所照光至戊,乃其近中體所照,以丙較戊更斜,從庚而來入氣處,更曲從辛來之光,已透氣而復出更直,故令丙丁線割戊己線於壬為丁己壬角形,是為次光。又為初景,其角形周遭為環體,抱滿景而居全景之中也。丁己壬角形既盡於壬,而又展開至癸,左右相交至丑寅,愈
圖圖
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遠愈拓,復出乎景矣。則丁己壬以內,壬丑寅以內,皆初景之所居也。因此設月體為子,入景正初景展拓之處,月食既正在其中,將復光,亦如之。是故兩時皆顯赤色,食甚離於次景入於滿景,乃變青黑矣。
三曰:月體當食而成青黑色,是借光所生。
月居食甚之中時顯雜色,時但青黑皆須因光而見,若并無光當純黑色也。前已言既入此界,即無太陽入氣折照之光,則所繇見色者,意或月體自有微光乎。曰:凡雜色之映見,皆不繇於純光,純光自當無色也。雜色所從著見者,必因濕氣居其中間,如虹霓是已。若虹霓是濕雲所映,無從可證。試以玻璃瓶滿貯清水,別為密室止穿一隙以達日光,瓶水承隙,則光透牆壁,亦成虹霓,大氣之體本是熱濕,因於地氣時重時輕,若太陽之光從地旁過而地景在濕氣之中,則月體所至生種種色,亦此理矣。若青黑色,月在滿景多見之。則因去光最遠,所得希微之光,不足顯其本體。故光色近於純黑,果絕無光,又不能顯此色矣。第所謂希微之光者,實非本光,如前言人在地景最厚處,天光尚映照之,近日之物略能別識。若月食時則受光之天去月體最為切近,而諸星環遶四周皆有借光可照月體,較人在地面尚為景之薄處,豈得無微光可借聊顯色象乎。何必假此疑為自有之本光。問:合朔以後,月之下半未受日光,而月體微光亦顯青黑之色,若無本光,此光又何從而生。曰:生明以後魄顯微光,然能去離月體,足知其非本光。去離者,未至上弦,此光漸消漸不可見也。若實為本光,則上下弦前後深夜視之,比朔後之月尚近太陽者,尤為窈黑,其本光愈宜顯著。今為不然,深夜即無,初昏即有,其為此時地面反照之光甚易明矣。
此論月為暗體,絕無本光,與月離曆指四卷第二十六所論者不同,葢西土原有此二說,不妨互存之。
日月食有定時第六〈凡二章〉
日月交食皆有定時者,在月則因地景,在日則因月景,景之推移既隨日躔所至,終古不爽。又月行本道,所距黃道度分亦有一定之法,是以一在定朔,一在定朢,當食必食,多寡、先後、上下、千百世可知也。說二章。
一曰:地球在天心。
日食恒在定朔,月食恒在定朢者,何也。地球在天心故也。驗諸日食,必兩曜同居一線,而月在地與日之間,正隔日光於地。又驗諸月食,令日月不相朢於一直線,兩界之末則終古無食也。設地不居天中,或偏近於黃道之上下左右,則食不在半周,而月食之衝非太陽所在矣。〈古法以月食衝簡知太陽所在〉如圖,甲為地,從甲心
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作乙丁丙戊圈,為宗動天之地平,則甲必為天之心也,何者。從乙出直線至丙丁至戊亦如之。乙為東,並為鶉首初度。丙為西,亦為星紀初度。丁為鶉火,戊為元枵,皆初度也。則有視學之公論三:其一曰:月所視物必從直線乃見之,使目
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在甲能遍見乙丁丙戊,即甲乙、甲丁、甲丙、甲戊、皆直線也。其二曰:若光從一窺表出,能射黃道正相對之兩點,必為徑線。此乙丙及丁戊能過甲,亦如光過窺表,甲能至黃道鶉首、星紀等宮,正相對之初度,則乙丙及丁戊必為本圈之徑。
更試測日月定朢時,得並在地平,此出彼沒,若距度同,即日月略居其一徑之兩末,則乙丙及丁戊為圈徑無疑也。其三曰:凡圈中有多徑線交而相分,其兩分線必等。此兩徑乙丙及丁戊交而相分於甲,即甲乙、甲丙、甲丁、甲戊線皆相等。又幾何一卷第十七,三卷第三界說,皆言圈中一點所出多直線,至其界皆相等,即此點定為圈之心。今甲點出甲乙甲丙等直線至乙丁丙戊各界諸線皆相等,即甲必為本圈之心。因此推之地球在天之心,甚易明矣。
二曰:食之大小疏密,因月距度。
昔人測日月食必在正中二交,月體去交漸遠,則食分漸少,以至無食。何也。月以本體掩日,而日為之食,又以本體入於地景而自為食。故恒言日、月、地居一直線之上則食,偏則否。三球之所以偏者有二:一則日體恒行黃道中線,地景恒在其正衝度分。一則月行常出入黃道中線,是故有時不入地景,則食與不食,皆因月行本道與日與景之距度多寡而已。若其距度較日月景之二徑折半,或大或等者,必不食也,小則必食也。愈小則食愈大也。但月與景之二徑折半大不過一度,日與月之二徑折半止三十餘分耳。故兩交左右之距度或在陽曆或在陰曆,各有食限。不入食限者,雖遇朔朢無緣相及,故一歲之中不能多有食矣。即入於食限而去兩交有遠有近,則其距度有廣有狹,即食分有寡有多,相因致然,不能齊一也。
日月食合論第七〈凡一章〉
日食與月食不同勢,食日謂之障食,食月謂之藏食。何謂障食。日為諸光之宗,月與星皆從受光焉。月之食日,非真食日也。定朔則地與月與日自下而上為一線,相參直,月本暗體,今在日與地之間,以暗體之上半受光於日,以下半射景於地,如屏蔽然。特能下揜人目,而不能上侵日體,日之原光自若也。雖人見為食,而實非食也。何謂藏食。定朢則日月相對,日光正照之,月體正受之,人目正視之。若於此際經度相及,適及兩交,日與地與月,亦為一線,相參直,而地在日與月之閒,地既暗體,以其半體受光於日,以其半體射景於月。若月體全入於景中,則純為晦魄,必待出於景際,然後蘇而生明,如沒而復出者。然是則可謂真食也。總之,日月兩曜若同行一道之上,則每朔每朢無不食矣。日、月、地三體若并不居一直線,則永無食矣。惟各行於一道,時及於兩交,故日與月皆隔五月而一食,或六月而一食,歲歲大率有之。不食者,半食於夜,日食則此方所見,他方所不見耳。其食也,日體恒居一直線之此界,其彼界則月體、地體疊居焉。月居末界,即月面之日光食於地景矣。地居末界,
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即地面之日光食於月景矣。如上圖,甲為地,己為日,卯辰圈為黃道,乙丙為白道,其大距〈兩距之最遠〉五度弱二分,丁戊為兩交,〈即龍頭龍尾亦名羅㬋計都〉論月食日照地球,其光自庚辛至地,切兩旁過之,而復合於壬,自甲至壬,角體之形為地景。地景
之心恒隨太陽而行黃道中線,若躔處去兩交遠,二徑折半小於兩道之距度分,月行本道,從旁相過不能逮及,則不食矣。若正遇於兩交或交之左右,二徑折半大於二道之距度分,則兩相涉入,月為之食,其食分多寡在距度廣狹,距度廣狹在去交遠近也。論日食則人目所見恆在地面,推得實會,仍須推其視會。若僅據實會,則是地心之見食,非地面之見食。凡有無多寡,加時先後,悉皆乖失矣。如圖,丁為月,或正居於兩交,或在交之左右,日月二徑之各半,合之小於距度分,則月能掩日,日為之食,不然則不食也。所謂實會、視會兼推則合者,地面所見,推食於地平以上,至天頂之正中,則獨推實會,便為視會,自此以外地面所見先後、大小、遲疾,漸次不同。如圖,人在地面,癸依丁月之徑適滿太陽之庚辛徑,則見為全食。若人在地面,子依丁月之徑,乃見兩切線所至為己寅,則月掩太陽,止於己庚半徑,見為半食矣。大凡日欲食時,月不能離躔道一度強,自此以上無緣相涉,故定朔之日有食時少,無食時多也。〈以上原本曆指卷九交食之一〉
日月本行圖第一〈凡二章〉
日居本圈,月居本輪,行度參差,因而有交食,因而每食不同。此略圖,二曜本行以明交食之原,月離圖獨言朔朢者,交食時必在其本輪內圈之周也。
太陽本行圖
甲為地球,在天心,其大小之比例難可計算,略言之,則地之與天若尺土之與大地也。如圖,外大圈為黃道,與地同心,內圈為太陽本天,其心在乙,乙之離地心,依苐谷算為全數十萬分之三千五百八十四,約
圖
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之為百分之三有半也。其最高今時在鶉首宮六度,為丙,太陽右行從辛過內,一周天而復於辛,為三百六十五日二十三刻三分四十八秒,是謂歲實。任躔某宮某度分皆以地心甲為主,而地心所出直線至戊黃道指,為太陽之實行。
其平行則又以本圜之乙心為主,故人在地所測之
實行,時速時遲,而太陽因最高在北任分本圈,則北為大半,故北六宮之日數多於南六宮幾八日有奇也。
依此見求太陽之躔度,必用兩法,一者定其平行,如隨乙丁己直線窺之,從乙心見黃道上之己點。二者定其實行,如隨甲丁戊窺之,乃從地心見黃道上之戊點。先得其平行,又以加減求實行,而平實之差為戊己弧,以甲丁乙三角形求之,即得也。其自丙過秋分至庚,兩行之差必減平行而得實行。自庚過辛春分至丙,則加於平行而得實行。若用表則從丙最高起算,或從庚最庳起算,至日體之本度為引數,以求加減之度。
太陰朔朢本行圖
月離之術依歌白泥論有本圜,有本輪,有次輪,本輪之心依本圈之邊滿一轉,即次輪之心依本輪之邊得兩轉,故朔朢時月體皆在次輪之最近。最近者,近於本輪之心也。因是不用次輪但以最近處為界,得
圖
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圓圈。月離曆指謂為本輪之內圈,此可名朔朢之小輪也。
假如丙丁戊為太陰朔朢時之本圈,則與地同心。〈因無差故設為同心〉本輪為乙丙丁,其心在本圜之邊,甲右距日得每日十二度一十一分,其最高在乙,最庳在己,月
體則又居次之邊左行,自乙至丙而己而丁,謂之引數。最外有黃道為辛庚,若從地心出直線上至黃道,而次輪心正居此線之上,則所指者,為太陰之平行度分也。又從地心出直線上至黃道,而月體正居此線之上,則所指者為太陰實行度分也。凡月轉或在高或在庳,正當一宮初度〈乙也〉或七宮初度,〈己也〉則平行即是實行過此必有兩行之差則以差數加減於平行度分,得其實行度分。又月在乙丙己半轉,則以減得之,若在己丁乙半轉則以加得之。以在朔朢,故平實行相距之極大差不過四度五十八分二十七秒,〈甲丙甲丁是也〉過此為兩弦之差則更少與交食,無與月離,曆詳之。若用不同心圈論,則并不用此本輪其加減平行度分而得實行度分。理則一也,因日月以平實分本行,故平朔平朢時兩體未必正相合正相對,凡實會之或先或後,日月各以其平行直線相遇而合為一直線,則是中會。
實會中會視會第二〈凡三章〉
測天約說言日月之行有隅照,〈相距三之一〉有方照,〈相距四之一〉有六合照,〈相距六之一〉然悉無交食而獨相會、〈朔也亦名合會〉對相,〈朢也亦名照會〉則能有食。故本篇所論者,止於相會、相對也。抑會者,總名也。細言之有實會,有中會,有視會。三者皆為推步之原,故言交食之術,必先言相會、相對,言相會、相對之理,必從實會、中會始。
實會中會以地心為主
實會者,以地心所出直線上至黃道者為主,而日月五星兩居此線之上,則實會也。即南北相距非同一點,而總在此線正對之過黃極圈,亦為實會。葢過黃極圈者,過黃道之兩極而交會於黃道,分黃道為四直角者也。則從旁視之雖地心,各出一線南北異緯,從黃極視之即見地心,所出二線東西同經,是南北正對如一線也,是故謂之實會。若月與五星各居其本輪之周,地心所出線上至黃道而兩本輪之心俱當此線之上,則為月與五星之中會。日無本輪、本行圈,與地為不同心。兩心所出則有兩線,此兩線者,若為平行線,而月本輪之心正居地心線上,則是日與月之中會也。葢實會既以地心線射太陰之體為主,則此地心線過小輪之心,謂之中會矣。若以不同心圈之平行線論之,因日月各有本圈,即本圈心皆與地心〈即黃道心〉有相距之度分,即日月循各本圈之周右行,所過黃道經度必時時有差。〈與地不同心故也〉其從地心出直線過日月之體,上至黃道,此所指者為日月之實行度分也。設從地心更出一平行直線與木圈心所出直線偕平行而上至黃道,此所指者為日月之平行度分也。葢太陽心線與地心一線平行,太陰心線亦與地心一線平行,恒時多不相遇,至相遇時兩地心線合為一線,則是日月之中相會。若太陽實行之直線與太陰實行之直線合為一線,則是日月之實相會。合會、朢會皆有中有實,其理不異。
先依小輪法作圖,甲為地心,亦為黃道心,亦為太陰本圈心。
太陰與地同心者,為用本輪故。葢本輪周即太陰圈心繞地心之周,其理一也。
乙為太陽本圈心,〈與地不同心〉太陽在丁,太陰在戊,甲戊丁線直至黃道圈,得辛,指日月實相會之度。如太陽
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在丁,太陰亦在甲辛直線上,為庚,而此線至黃道圈得丙,即指日月實相朢之度。若太陰在癸,與太陽不同一線之上,乃過月本輪之心已而至黃道壬,此直線之所指則日月中相會之度也。如月在庚,從地心出平行線甲子與甲壬,太
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陽平行為一線而至黃道,子亦指日月中相望之度矣。
次依不同心圈法。如後圖,黃道與太陽之本圈皆同前,獨太陰無本輪而易為本圈,其心與地心不同在甲,乃在丙,此亦以日月並居一直線為實會。如太陽
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在丁,太陰在本圈之邊戊,地心所出甲戊丁線至辛,則所指為實會。而正對月體,至黃道寅,則所指為實朢。若中會、中朢則以平行線為主,葢甲壬為地心所出直線,既偕太陽本圈心所出過日體之直線乙丁為平行線,又偕太陰本圈
心所出過月體之直線丙庚為平行線,則是兩偕行之直線合為一甲壬而至黃道,故所指者為日月中相會之度也。其至相對之黃道上為癸,則所指者為日月中相望之度。設過此交會之時,太陰在丑,則月圈心出者為丙丑線,地心出者為甲己線,兩線自偕為平行,而甲壬與乙丁自偕為平行,甲壬甲己不得合為一線矣。故地心所出之兩偕行線能合為一甲壬者,必指中交之度為日月相會之共界也。
實會中會相距無定度
日月本圈各與地不同心,故兩圈心所出直線各與地心所出直線雖恆為平行線,而又與地心所出直線,其相距廣狹恒無定數。設日在本圈之最高,月在本圈之最庳,其實行所至即平行所至,則中會即實會矣。或太陽在最庳,太陰在最高,或兩最高兩最庳在黃道上同度,則中會、實會亦皆無距度也。惟日月去本圈之最高及最庳右行漸遠,則地心所出平行直線漸相去,至半圈周則甚相遠,而為實中兩會之相距最大差。
圖
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假如甲為太陽之最高,乙為太陰之最庳,若太陽在甲,太陰在乙,即兩本圈心及地心所出直線上至黃道,皆合於甲乙線,則實會無分於中會也。若太陽至丙,太陰至丁,去最高各不甚遠,則地心所出辛平行線,距本圈心所出直線亦
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左右稍遠,即中會亦稍遠於實會矣。又使太陽在戊,太陰在己,則三直線相距更遠,而實會、中會相距亦更遠,此則以太陽之引數九宮二度得戊辛弧二度三分一十五秒,應減以太陰之引數八宮二十八度,得辛庚弧四度五十八分
二十七秒,應加依法合之,得戊庚弧七度○一分四十二秒,為太陽太陰實會相距數。
實會中會互相隨因有變易
實會與中會多不同時,或中會在先,實會在後,或實會在先,中會在後。惟日月各居其本圈之最高或最庳,或一居最高,一居最庳,則中會不分於實會。〈因平行度乃正是實行度〉即不用加減度分,若彼此俱加於平行度,或俱減於平行度,而所加減之度分等,則中會亦不分於實會也。〈兩均數相減若俱等無所試故〉又依黃道右行論之,使中會之時太陽之實行在前,太陰之實行在後,則實會在前,中會必隨而在後。〈月行速過中而得實會〉若中會時太陰在前,太陽在後,則實會必後於中會也。〈實會之後月乃過中〉若太陽與太陰或皆在本輪中轉之半周,〈從最高至最庳〉則兩曜所得加減度,其一較狹者,必在前也。或皆在本輪正轉之半周,〈從過庳至最高〉則兩加減度,其一較廣者,必在前也。若其不同在最高庳之間,而各居一半周,則過最高者在前,過最庳者反在後矣。
如圖,太陽在本圈,太陰在次輪,外圈為黃道,從地心
圖
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出直線至黃道而過本輪心,所指者為日月兩平行度之中會。葢地心所出日月兩平行線合為一線也。若地心線從中會線之左右過日月兩體而至黃道,所指者為日月之實行度,而兩線相距之廣,即日月相距之度。法應化為時、刻、
圖
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分,以加以減於中會,乃得實會也。又日月平行同在甲或在乙,加減度不同類,〈一實在前一實在後〉則兩率并之得日月相距之度。若日月同在丙丁戊己,加減度同類,〈或都在前或都在後〉則兩率相減之餘為日月相距之度也。依本圖論,日月在甲則以太
陽之加減度加於平行而得實行,〈在前故也〉太陰則減之而得實行。〈在後故〉其所差時刻則以加於中會得實會也。〈月過中而逐及於日故〉日月在乙其加減度則太陽用減,〈在後〉太陰用加,〈在前〉其時刻則相減以得實會也。〈既會之後月乃過中〉若在丙,太陰之加減度大,太陽小,皆減之。其時刻則加之,以得實會。〈月欲及日故〉若在丁,太陽之加減度大,太陰小,亦皆減之,其時刻亦減之,而得實會。〈月已過日故〉若在戊,太陰之加減度大,太陽小,皆加之。〈皆過中故〉其時刻則減之得實會。〈月已過日故〉若在己,太陰之加減度小,太陽大,皆加之,其時刻亦加之得實會也。〈月欲及日故〉總論之,行度在中會前即當加,〈甲日乙月戊己之日月〉在中侖後即當減。〈甲月乙日丙丁之日月〉時刻月實行在日後則當加,〈甲丙己是〉月實行在日前則當減也。〈乙丁戊是〉
推中會實會元法第三〈凡五章〉
日月同居黃道經度,分秒不異,是為正相會。正相會者,實朔也。日月相距正得黃道半周,分秒不異,是為正相對。正相對者,實朢也。其推步之法因二曜之實行度不同,其實行之變易又時時不同,故先以平行求得其中相會、中相對,而後漸得其實相會、實相對焉。第中會之法以紀首,〈甲子為紀首〉以每年每日每時之平行度分推步易得耳。實會法必用幾何術中三角形弧弦切割諸線,非是則無從可得,故今交食曆中所列諸表不過求中求實兩法,而求實甚難,不得不繁曲,不得不詳密也。
求中會
月行黃道視日行甚速,其在後也,能逐及於日,其既及也,又超於日前。其在朔也,有時隔日光於在下,其在朢也;有時失光於地景。求朔朢法先定太陽之平行度分,以求太陰距日之度分。若同居黃道經無距度分秒,則為朔。若相距正得半周則為朢。外此則中會在先,必減其已過之時刻,而得中會。若中會在後,則加以不及之時刻而得中會。
假如壬申年三月十六日癸丑,日月相望,求太陽平行。其紀首為天啟四年甲子天正冬至後第一日子正,時太陽在九宮○度五十一分四十五秒,至本日癸丑午正時,得中積時為八年一百三十五日六時,用太陽平行度,每年一十一宮二十九度四十五分四十一秒,每日五十九分八秒二十微,每小時二分二十七秒五十一微,并得中積度為三千○一十一度三十八分四十七秒,加紀首前宮度得總數滿平周,〈三百六十度〉去之餘四十二度三十○分三十一秒,為本日午正時太陽躔大梁宮之平行度分。
次如前法,求同時太陰中積度分一百二十九度三十七分二十二秒四十微,每日一十二度一十一分二十六秒四十一微,為太陰自太陽平行度分。加紀首前十度一十七分三十六秒五十三微,并得二千六百九十九度七分二十四秒,滿平周,去之餘五宮二十九度七分二十四秒,為本日午正時月距太陽之經度分。以減半平周,為不及者五十二分三十六秒,未得正望。求其時,用不及度三十分二十八秒三十七微為一小時,其餘得時四十三分三十三秒,為正中望,算外得未初二刻一十三分三十三秒。
求引數
凡日月在最高或最庳,其實行與平行者無異外。此則不同行而兩行相距又無定數,故從最高右行,指其平行所至黃道之弧,為引數。因之以求太陽太陰兩處所差加減度,若太陰則從其本輪之最高起筭,左行為引數之弧也。第須先定日月在中會時之平行度,如前,太陽正午在大梁宮十二度三十分三十一秒,一小時又行二分二十七秒五十一微,尚未至中會,須行四分一十五秒〈并小時〉得中會時刻,以加前得數,其中會平行度在本宮一十二度三十四分四十六秒。其正相對為太陰平行度分,則在大火宮矣。若太陽平行度正合於最高,則無引數,亦無加減。過之即相減,不及則於平行度外加一平周〈三百六十度也〉而減最高,餘為引數。假如最高每年行四十五秒,從甲子至壬申年三月,得六分一十七秒,以加於紀首之最高得三宮○五度五十六分五十八秒,并得三宮○六度○三分一十五秒,為太陽最高行度。因太陽平行度在二宮,不及,加平周減之,得十宮○六度三十一分三十一秒,為太陽中會時引數。同時依太陰每年之本行二宮二十八度四十三分八秒,每日行一十三度三分五十四秒,其中積得二千四百八十度五十九分五十三秒,加入紀首前六宮一十七度四十六分二十三秒,滿平周,去之得五宮八度四十六分一十六秒,為太陰壬申年三月中會時之引數也。
求實會
法先求太陽加減度,依前所得最高及平行作圖外圈,為黃道,從春分向左計其平行度,從地心出直線指之,次從心又出一直線,至最高度。線上任取一點
圖
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為太陽本圈心,從太陽圈心又出直線與平行度之指線為平行線,至黃道。更從黃道心〈即地心〉出直線,過太陽體之心,至黃道,指其實行度也。
如圖,外圈為黃道,其心甲出直線至丁,即前所推太陽平行在大梁宮十二度,
又出直線至三宮六度,為當會時之最高行度。內圈為太陽本圈,其心乙出直線過太陽至己,更作甲丙直線引至戊,指太陽之實行度,即戊己弧為加減度,應推丙角,用甲乙丙三角形,如法求之。
如圖,引數之餘弧為丁辛或己辛五十三度二十八分二十九秒,〈止論角故異弧同度〉即丙乙辛外角也。甲乙兩心之差為全數十萬分之三五八四,今以弦線求加減度,先依甲乙線作甲乙庚直角三邊形,用句股開方,求弦線。其比例為甲丙線與甲庚丙角之正弦,若甲
圖
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庚線與甲丙庚角之正弦,得一度三十六分五十五秒,為太陽加減度。若用切線則更省,以全數加兩心之差數,得一○三五八四,恆為第一率,又相減得九六四一六,為第二率。引數之角隨時不一,半之而求切線,為第三率。如法求得
第四率,為切線,查其本度分以減半引數,餘為加減度。若本圖,則引數餘弧之角半之為二十六度四十四分一十四秒,其切線五○三九○,為三率。如法得第四率四六九○三,為二十五度九分四十一秒之切線,以減半,引數得一度三十六分三十三秒,為太陽加減度也。
次求太陰加減度,按西曆近世名家,先有歌白泥,後有苐谷,從前所論會法,兩家之說略同,至論太陰則苐谷之術更為精密,今先言舊法,次言密法。
圖
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舊法曰:如圖,黃道內作同心圈,從太陽平行度越半周而定太陰平行度之一點,從心出直線至此點,必為本圈之過心線,而指本輪之心。次從本輪最高左旋,查其引數,又從黃道心作一直線過太陰體,兩線所至黃道間得一弧,此弧
為太陰之加減度也。〈加減度即名均數〉
假如太陰平行度在大火宮正對太陽,其引數自戊左行至丙未,及半周,月體在丙,兩直線並出甲,甲乙戊指平行度,甲丙己指實行度,戊己弧為所求加減度。其求之者,甲乙丙三角形也。若用句股法,則自丙至丁下垂線開方,求得甲丙弦,則甲丙線與甲丁丙角若丙丁線與丁甲丙角也。如用切線,則甲乙全數十萬,本輪之半徑乙丙八六○○,相加得一○八六○○,相減得九一四○○,又半引數求其切線如恆法,即得均度之切線矣。以此推步交食,未免徹差,苐谷新法更為詳密,鮮不合者。今諸列表悉用此術,故應說其義指如下文。
密求實會〈苐谷法〉
月離曆指論太陰之本行,故備晦朔弦朢。此說交會,故圖說止於朔朢也。太陰交會僅用三圈:一為本天,一為本輪,一為次輪。本天即本圈也,與地同心,負本輪之心,其半徑當十萬,則本輪之半徑得五千八百,從最高左旋,負次輪之心。如次輪心從最高丁行至
圖
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己,其自行度即表中所名引數。用以求加減度,加減度即均數也。若本輪在子或寅,則月體在庚自行在一宮初度或六宮末度,則無引數可計,亦無均度可求矣。若本輪在丑,則月體在丙自行,得三宮初度為交會時之極大差,欲得此數,用甲乙丙三角形求之,甲乙線為全數,乙己與巳丙相加,得乙丙為八千七百,甲乙丙角係自行之象限,必為直角。依前法,以切線求乙甲丙均度角,必得四度五十八分有奇。若自輪在卯,為十宮,月體在辛,必用兩三角形乃得均度。
圖圖
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其一為甲卯辛形,所求均度為卯甲辛角,形中特有全數,無從得角。宜先推卯己辛三角形,形有本輪之半徑卯己,有次輪之半徑己辛,有引數餘弧之倍角卯己辛,如法推得卯辛線及己卯辛角,以減於引數,得其餘弧之數,為甲卯辛角。因此可求卯甲辛角,為均度也。更論次輪之周月體循而右旋,其半徑僅得本輪半徑之半,以較全數得十萬之二千九百,兩半徑并得八千七百,為會時所用之數。以推最大均度。太陰在次輪,從最近庚起算,恆倍本輪行。如丁己為
圖
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本輪之一象限,而太陰行小輪,從庚至丙得半周,是自行得半周,太陰行全周。故前言本輪在子在寅,月體至庚,悉無加減數也。今依圖求太陰均度如前,設得其自行五宮八度四十六分一十六秒,距太陽半周。其經度在大火宮一十
二度,則本輪在乙,從地心引直線為甲乙全數,從乙出直線至自行之限丙,必與中最高線甲戊為平行線,而定引數為庚丙倍引數,從最近右旋,得太陰在次輪丁,從乙至丁引乙丁直線,則得乙丙丁三角形,其乙丙丙丁兩線為兩小輪之半徑,乙丙丁角為倍引數〈辛壬丁是〉之餘角,〈丁辛弧是〉即可求丙乙丁角與乙丁直線也。又甲乙丁三角形,欲求乙甲丁均度之角,以切線算之,宜先得己乙丁角,以偕全數及乙丁線,乃得其所包角矣。法見下文。
如圖,求丙乙丁角倍引數,〈辛壬丁也〉得三百一十七度三十二分三十二秒,餘〈丁辛〉四十二度二十七分二十八秒,為乙丙丁角其餘角。〈乙丁兩角也〉總而半之,得六十八度四十六分一十六秒,其切線得二五七四三○,為三率。兩輪之半徑相加得八七○○,為一率。相減餘二九○○,為二率。算得第四率切線八五八一○,其弧四十度三十八分,以減前總餘角之半數,得二十八度○八分一十六秒,為丙乙丁角也。次求乙丁線,則丙乙丁角之正弦〈四七一六○〉與丙丁,〈二九○○〉若乙丙丁
圖
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角之正弦〈六七五○五〉與乙丁線,算得四一二九,次以甲乙丁大三角形求均度,先得己乙丙角,〈引數之餘未滿半周〉以加丙乙丁角,得己乙丁角四十九度二十二分。其餘角〈甲丁兩角〉總而半之,得六十五度一十九分,查切線二一七五八二,為三率。以乙
丁線加全數,共一○四一二九,為一率。相減得九五
八七一,為二率。算得第四率切線二○○三二○,其弧六十三度二十八分一十七秒,以減前六十五度一十九分,餘一度五十分四十三秒,為所求太陰均度,與列表合。
今以兩所得均度,求實會時,查圖視均度,或以加於平行度,或以減於平行度,即見太陰距對處若干,或過之,或不及,則以其相距之度分化為時刻,依前法或加或減於中會時刻,必近於實會時刻。
如前,推壬申三月月食,其會時,太陽之平行在實行後,則以均度加於平行,得實行。太陰之平行在實行前,則以均度減實行,又以二實行相較,見太陰視正相對,不及者三度二十七分三十八秒,化為二十七刻三分四十五秒,以加前中會,算外得實會在戌正二刻二分一十八秒。
復求實會時
日月之兩實行變動不居,非一圓形能盡其理。幾何家欲徑測徑推,無法可得。故須先用平行以漸推其實行,顧又非一推可遽合也。葢初用之引數,其所指者中會之引數,非實會之引數。則其加減度所推實時,特近於實時,非正實時也。法宜更求中實會之間日月自行度分,依加減時,法或加或減於前之平自行,乃得次引數。求其均度,復查二曜實相距度,化為時刻,或加或減於中會時刻,乃得正實時刻。若三推之終,所得時刻分秒不異於次得,即合天無疑矣。假如前得差二十七刻三分四十五秒,其間太陽復平行一十六分四十七秒,以加初平行得一宮一十二度五十一分三十三秒,減其最高〈最高不動即用前數〉得自行一十宮六度四十八分一十七秒,餘弧〈至滿周〉五十三度一十一分四十二秒,半之而求切線得五○○七○,為三率。以全數加不同心差為一率,相減為二率,算得四率四六六○五,其弧一度三十六分三十四秒,為太陽次均度也。
太陰中實會之距時間〈即前二十七刻有奇〉復平行三度二十七分二十八秒,以加前經度,總得經度七宮一十六度二分二十四秒,為本輪居本圈之處。而本輪此時
圖
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間亦向右自行三度四十二分三十一秒,以加前自行,得次自行五宮一十一度二十八分四十七秒,即次引數也,為次輪心居本輪周之處。倍之,得太陰居次輪周之度也。借前圖,則乙丙丁角今為三十五度二分二十六秒,餘角〈乙丁兩角〉
總而半之,得七十二度二十八分四十七秒,其切線三一六七六八,為三率。一二率如前算得一○五五八八,其弧四十六度三十三分,以減前半弧七十二度二十八分四十七秒,得二十五度五十五分二十二秒,為丙乙丁角。次求乙丁線,則此角之正弦四三七一六,為一率,丙丁半徑為二率,乙丙丁角之正弦五七四一六,為三率,算得三八○八,為乙丁直線也。今求均度以自行餘之甲乙丙角,并丙乙丁角,為己乙丁角四十三度二十六分三十五秒,餘者〈甲丁兩角〉總
圖
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而半之,得六十八度一十六分四十二秒,為三率。第一及二為乙丁線,一加一減於全數,〈甲乙也〉算得二三二五九六,求應減之度,而得次均度一度三十二分三十三秒,又以太陰次均度加於太陽次均度,見太陰視正相對不及者三度
○九分○七秒,化為時刻,得二十四刻一十二分一十七秒,以加於中會,算外得實會在戌初三刻一十分五十秒。