KR7a0003
卷60
欽定古今圖書集成曆象彙編曆法典
第六十卷目錄
曆法總部彙考六十
新法曆書十〈交食曆指二〉
曆法典第六十卷
曆法總部彙考六十
新法曆書十
交食曆指二推會時簡法第四〈凡四章〉
前依幾何法,用日月行度推會時者,論其所以然也。若恒時推步,別用諸表。諸表雖從圖出,其用之甚易不煩,故名簡法。然以此便初學耳。明理之家,正須從難處入,不宜恃此為足也。
圖
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列表法
交會表從前圖出者,止均度二表。〈即加減度表〉一為太陽均度,一為太陰均度。論太陽如圖,甲丙、乙丙兩直線至黃道之相距弧為均度,用三角形法求甲丙乙角,則與求丁戊弧不異。蓋丁戊能代丁己,繇甲丙乙角
圖
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能代丁甲己角。〈見幾何一卷二十九題〉但丁甲己非三角形,無從可得均度。故用甲乙丙,則恆有乙丙全數,有甲乙兩心之相距,〈三五八四〉又有自行之正或餘角,如庚乙戊角,即周圈之上任所至,可以三角形推得均度也。論太陰如左圖,獨交會時其
圖
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本輪與地同心,則有本輪之加減度最大者,為次輪之最遠,在最高最庳之間。因月體至此去本輪心最遠,故其二輪之半徑必合為乙丙直線,而指月體。其數八七○○,又有甲乙全數,有本輪上自行度丁戊,成甲乙丙三角形,依前法
圖
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可推乙〈闕〉丙角之均度外,此則月居次輪最近或最遠之左右,從地心出直線指實行,即月體所居無兩半徑合并之數。故所求均度非一三角形可得,須用兩形求之。如圖,月居丙,因在次輪之,左必得乙丙直線,乃生乙丙丁及甲乙丙兩三角形矣。求中會時曆元後,推首朔至二百年,每年可當曆元。法先定崇禎元年戊長天正冬至後第一日子正時為根,而恒減通閏一十日六十○刻一十一分一十二秒,遇閏年多減一日,不滿數加朔策二十九日一十二時四十
四分三秒,減之得次首朔。若用加法則以太陰年〈十二朔策〉三百五十四日八時四十八分三十八秒,加所得之數,而減太陽年三百六十五日,遇閏年則三百六十六日,不滿亦加朔策減之。
曆元前總甲子亦於每甲子年定首朔,表自六十六甲子〈天啟四年〉逆愬而上,每加六十太陰年,滿朔策去之,餘為三日七時一十三分○六秒。依此遞加共為若干甲子而得若干總數,滿朔策去之,餘為本甲子年首朔也。更有每年零用表與曆元後二百恆年同法,亦歲減通閏,每四年加閏一日,則先一年減之為一十一日一十五時一十一分一十二秒,得次上首朔也。
又有太陽引數、太陰引數二表,有交行度表,有太陽經度表。太陽引數者,是太陰年本行減最高行即一十一宮一十九度一十六分八秒,〈亦即三百五十四日八時四十八分三十八秒〉加朔策得一十八度二十二分三十九秒。太陽經度者,從最庳起算太陰年所行得一十一宮一十九度一十六分五十二秒,加朔策得一十八度二十三分一十六秒。太陰引數者,太陰之自行也。從本輪最高起算,太陰年所行除正周外得十宮九度四十八分○一秒,加朔策得十一宮五度三十七分○一秒。交行度者,太陰年所行除全周外,得八度○二分四十七秒,加朔策得一宮八度四十三分一秒。四表皆同一法,恒加太陰年行度。若首朔表加朔策,諸表亦加朔策。但首朔表論閏日,後四表不論閏日耳。其通閏在零年順推則首朔用減,下四表用加。在甲子年逆推則首朔用加,下四表用減。
用表求中會
中會法若下推將來,用曆元後五種行度表第一格,簡得冬至後首朔,次用朔實十三月表加之即得。若上推既往,用曆元前總甲子表得甲子年首朔,而所求交會即在本年,則於十三月表查朔策或朢策,加之即得所求交會。不在本年,先查六十零年表,加相距之年,後加相距之朔策,或加朢策即得。
假如壬申年九月庚戌夜朢有食,用本年下首朔○日一十六時二十五分二十一秒,紀日三十七,從冬至至本月朢相距十月又半,故朔實十三月表內對十月得二百九十五日七時二十○分三十一秒,加朢策一十四日一十八時二十二分二秒,總得三百四十七日一十八時七分五十四秒,滿旬周,〈六十日〉去之餘得中會。在庚戌,日時刻從子正起算,得在酉初七分五十四秒,又試用曆元前總甲子表於六十六甲子下,得○日○三時四十四分○八秒,紀日五十五,至壬申積八年,查零年表八年下,得○日一十二時四十一分一十三秒,紀日四十二,朔策朢策皆如前總,得四百有三日,滿旬周,去之,餘亦得庚戌日時分秒,悉如前推,會朔則不加朢策,餘法同。若盡求一年之中會則於首朔或首朢加朔策於總數以後,累加之至十二次,然後從首會加太陰年三百五十四日八時四十八秒,得合於終會即所推十二會悉合矣。
用表求實會
兩中會之間朔策也,定為二十九日十二時四十四分○三秒○九微,實會則二曜之自行,所至有時過朔策,有時不及朔策。過不及之大差,多祿某定為一十四時三十○分,苐谷去減二十分,法用引數,依均度表加減求之。故推中會並列太陽、太陰兩引數以求加減度。又列太陽平行經度,後來亦用太陽均度加減為實行度,而以兩均度所推得之。近實時約略改為目見器測之視時,如下文表中太陽自行,從最庳起算,其經度從冬至起算,前圖所說或從最高或從春分,其理不異。
假如求崇禎五年壬申三月癸丑夜朢時,先定中時。
圖
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如圖,總數一百七十○日,去二旬周,餘五十○,乃所用〈闕〉。癸丑日某時某分其引數經度必與本時相合,次以太陽引數對四宮六度查均度,得一度三十七分三十六秒,差度一分一十六秒,偕引數之小餘,用三率法,
六十分為一率,一分一十六秒為二率,小餘三十分四十八秒為三率。
求得本差三十九秒,又因向後之均度漸少,故以本差三十九秒減本均度,止一度三十六分五十七秒。次從表首行查號為加即書加,又以太陰引數對五宮八度,得一度五十五分○七秒,差度四分五十八秒。向後均度亦漸少,亦以差度偕引數小,餘所求本差分秒減本均度,止得一度五十一分二十○秒。其號為減即書減,依前法兩均度一加一減,宜相加即
圖缺得日月實相朢差度,如上圖。次用四行時表查月距日時,得其差時分秒,或加或減於中會,則不遠於實會。若均度皆號為加,而太陰所得小於太陽所得,或均度皆號為減,而太陰所得反大於太陽所得,或太陰為減,太陽為加,則所化
時刻恆加於中會時刻,否則恒減於中會時刻,以得實時刻。今三度二分五十二秒,得六時,又度餘二十五分二十五秒,查得時餘五十分○二秒,加於前一十三時四十三分三十六秒,得實會在二十○時三十三分三十八秒,為戌正也。
密求實會
前以中會之引數求實會,今云密者,以前經加減,故得次引數,與實會相近。復如前,求得時刻復加或減於中會,乃得正實會。法依前所用四行時表,以時刻
圖
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反查度分,因太陽自行一日不異其平行,仍用其平行表。以六時五十分得一十六分五十秒,加於前引數得太陽總引數四宮六度四十七分三十七秒,此距間於本表查得太陰行三度四十三分一十一秒,以加於前引數總,為五宮
一十二度二十九分一十七秒。又以此兩引數求得均度,如上圖。亦以一加一減,故當相加,而兩均度之差較前更少,變為時亦少,即依本表三度二分五十二秒,得六時,又度餘六分六秒,得時餘十二分,度餘二十八秒,得時餘五十五秒,總加於中會,復得十九時五十六分三十秒,為正實會,在成初三刻一十一分三十○秒,更欲密推則用次得之實時,又求第三引數,以復求均度以較,次得之太陽均度,其二曜相距之弧亦變為時刻,若同前,即前得無疑,若異者,用後得為正實會也。
圖缺求視會實會第一
前所得實會時刻雖則合天,於人目所見儀器所測未盡合也。所以然者,太陽行度赤道交子午圈有升度差,隨時變易,日日不均。〈詳見日躔曆指〉而今依曆元推步,或用表查算,無能不均。須用加減時表以求本地可見可測之實時,又推步者,但依本地所定子午線,其在地方不同子午線者,難可通用。故又用里差加減,以求諸方所見所測之實時也。
實時改視時
如前求太陽實度得中實兩會相距時刻,查太陽平行時表,得分數,依前加減;時刻亦加亦減於前得太陽經度,乃得實度。假如前推壬申三月朢會太陽平經度為四宮〈冬至起算〉一十二度三十四分○一秒,中實兩會之差得六時一十二分五十五秒,其距間又得太陽平行一十五分一十八秒,以加於中會時之太陽平經度,得其實會時平經度四宮一十二度四十九分一十九秒,更加其次均度一度三十六分三十六秒,則太陽實度四宮一十四度二十五分五十五秒,今查加減時表得○九分五十五秒,其號為加則以加於實會,共得二十時○五分四十四秒,算外得癸丑日戌正五分,為順天府所見所測之食甚時。
見食隨地異時
月食分數天下皆同,第見食時刻隨地各異,何也。人各就所居之地,目力所及者,則見月食。而各所居地皆以子午正線為主,若其地同居一子午線者,〈南北地緯雖緯東西地經則同〉則所見月食之分數遲速皆同也。若地易,子午線易,則時刻并易矣。所以然者,時刻早晚因太陽行度隨人所居,各以見日出入為東西為卯酉,即以日中為南,為子午,而平分時刻。故月食時必本地之日未東升,或已西沉,乃得見之。若在其晝時刻,不可得見也。天啟三年九月十五夜朢月食,順天府及南北同經之地則初虧在酉初一刻一十二分,食甚在戌初初刻,復圓在戌正二刻一十三分,各算外高麗及其同經之地即初虧在酉末戌初,而西洋意大里亞諸國日尚在天頂,為午正,則不見月食。以里差推之,西洋之初虧在巳正三刻四分,食甚在午正一刻○七分,復圓在未初三刻一十分,各算外雖月入景七分五十六秒,所居宮度彼此遠近皆同,而以里差,故彼地彼時太陽在午正二十二分,太陽反在子正二十二分,食甚正在日中,何從見之。今壬申年九月十五日夜朢月食,初虧在卯初三刻,則陝西、四川等處得見,南京、山東等近海東境不可得見也。秦蜀之子午異於東方之子午故。
今以順天府推算本食,因定各省直之食時。宜先定各省直視順天子午線之里差幾何,後以其所差度數化為所差時刻,每一度應得時四分,向東以加於順天推定時刻,向西則減,乃可得各省直見食時刻也。若日食則其食分多寡,加時早晚,皆係視差東西南北悉無同者,必須隨地考北極高下差,其距度隨地測子午正線差,其經度乃可定。其目見器測之視時定子午術,見西測食略中,法於當身所居目見器測考,定一月食之時刻,與先所定他方之月食時刻較算,或兩地兩人同測一月食,彼此較算,乃以所差時刻得所差度分也。
前順天府所推月食時刻,并具各省直先後差數,因未得諸方見食確數,無從遽定地之經度。但依廣輿圖計里畫方之法,略率開載耳。既而咨報多相合者,然非甄明之輩躬至其地,測極高下,見食早晚,終未敢以耳聞臆斷,勒為成書也。左方所記政所謂略率開載者,欲求決定,當竢異日。故稱約加約減焉。南京應天府及福建福州府,約加四分。〈凡一十五分為一刻〉山東濟南府,約加五分。
山西太原府,約減一刻○九分。
湖廣武昌府、河南開封府,約減一刻。
陝西西安府、廣西桂林府,約減二刻○四分。
浙江杭州府,約加十二分。
江西南昌府,約減一十分。
廣東廣州府,約減一刻○五分。
四川成都府,約減三刻○七分。
貴州貴陽府,約減二刻○八分。
雲南雲南府,約減四刻○八分。
證子午差變易見時
萬曆元年癸酉十一月朢,依大統曆推月食初虧丑正一刻,食甚寅初三刻。本夜苐谷在西國測得食甚在戌正○三分,於時太陽近冬至,所測時即定朢時,無加減。大統所推稍疏,大略東西差時三十餘刻,為順天府所見,後於西國也。
萬曆五年丁丑三月十五日夜朢,依大統曆,月食甚寅正一刻。苐谷測戌正三刻○五分,先後差七小時一刻一十分,為一彼一此,子午異線變易加時也。萬曆二十年壬辰十一月朢,大統曆記食甚寅初二,刻苐谷測在戌初二刻○七分,加時差二分,總得差七小時三刻○二分,則西國之夜朢為順天府之曉朢,西國半夜後所測在順天為次晝,不可得見也。萬曆四十年壬子四月十五日夜朢,曆官報月食初虧寅正一刻,既實測得寅正四刻,當時西國把沕辣有測戌正三刻○八分者,更西多勒都測得戌正○,三方同測,不必加減時,得順天府較極西差九小時,正較中西差八小時○七分。
萬曆四十四年丙辰正月十六日夜朢,雲陰不見,初虧至戌正一刻,見食一分,約食九分有奇。測復圓在亥正四刻。於時,小西洋之印度國,測月正出地平上食九分有奇,此地北極出地一十五度二十五分,因本食時,太陽在娵訾宮一十四度,其半晝弧得五小時三刻○八分,則太陽入地時,正太陰食甚時,為酉初三刻○八分。又復圓時,測畢宿大星高五十五度,次測軒轅大星高四十六度,以先測之畢宿大星得復圓在戌初二刻一十一分,以次測之軒轅大星得復圓在戌初三刻,則順天府較後三小時一刻。萬曆四十五年丁巳正月十五日夜朢,依大統曆,推復圓亥正二刻,庶幾密合廣州府測得復圓亥正一十三分,南印度國測在戌初三刻,則廣州府較順天府偏西差一十七分。南印度更西較廣東差二小時一刻一十三分。
天啟三年癸亥九月十五日夜朢,初虧月未出,順天府測得復圓戌正二刻一十分,杭州府測戌正三刻○七分,上海縣測亥初一刻三,方較得杭州視順天偏東差一十二分,上海視杭州更東差一刻○八分,上海視順天偏東,總差二刻○五分。
天啟四年甲子八月十四日夜朢,曆官報月食一十三分六十五秒,初虧丑正初刻,既測得一十六分六十三秒,初虧丑初二刻○六分,小西洋北國測得子初三刻○八分,泰西教主京都測得酉正三刻一十三分,較得北印度視順天府偏西差七刻一十三分,視泰西差六小時二刻○八分。
天啟七年丁卯十二月朢月食,曆官報初虧寅正三刻,復圓長初三刻,既實測得初虧寅初初刻○一分,復圓卯正三刻○六分,與西法合。於時太陽在元枵宮一度,順天府出地平上為辰初一十一分,依大統曆推復圓在辰初三刻,則在日出後二刻,不可得見,而同時陝西西安府則見復圓,在天測得大角星高四十七度,其北極出地三十四度一十九分,得月食初虧丑正二刻○三分,將復圓,測角南星高四十一度五十分,得卯正一刻○二分,視京師偏西差二刻○四分,為八度半也。
崇禎四年辛未四月十五日戊午夜朢,依大統曆,月初虧丑初三刻,依新曆初虧丑初○六分三十八秒,實測得丑初○五分,大角星高四十九度四十分,距午正三十九度,加其距太陽一百五十七度二十七分,得太陽過正午一十三小時○五分二十八秒,去半日刻,餘一時○五分,為丑初○五分,新曆初報各省較順天差數。在四川成都府初虧子正一十四分三十八秒,彼中實測正合,是成都府視京師偏西差三刻○六分,得一十二度四十五分,為兩子午線之度差。較各處實測食之時,如此凡有兩處,東西相距則所得時刻必差,若相距愈遠,則所得食之時刻差必愈多。蓋因子午不同證見食時故不同。
推步交食本論第二〈凡四章〉
步交食之術有二:一曰加時早晚,一曰食分淺深。加時者,日食於朔,月食於朢。當豫定其食甚在某時刻分秒也。食分者,月所借之日光食於地景,地所受之日光食於月景,當豫定其失光幾何分秒也。加時早晚非在日月正相會相望之實時,而在人目所見儀器所測之視時。乃視時無均度可推,故日月兩食皆先求其實時,既得實時,然後從視處密求日食之定時。〈詳見後篇〉惟月食則實時即近視時也,然日與月實相會之度分未定,即欲求其實時無從可得,故須先推中會時,計其平行及自行,而得均數。然後以均數加減求得其實會,因得其實時矣。古法所謂躔離朓朒,即自行均數之謂。茲特深求原委,以故倍加詳密耳。若食甚之前為初虧,食甚之後為復圓,此兩限間亦應推定時刻分秒,其法於前後數刻間推步日躔月離,求其實行視行。
月有遲疾,經時則生變易,故宜近取。
以得起復之間時刻久近也。食分多寡謂日食時月體掩日體若干,月食時月體入地景若干也。其法以日月兩半徑較太陰距黃道度分,得其大小,次求二曜距交遠近,與古法不異。第日月各有最高庳,景徑因之小大,黃白距度有廣狹,食限為之多少。至於日食三差,尤多曲折,此為異矣。前論交食原及推交會時,太陽太陰皆同一理。次後論兩食之徵亦然。更後即不復能為合論,故先論太陰入景淺深,奧其食時久近。次以三視差論太陽之食分加時,難易迥殊,詳略亦異也。
推月食有無
欲徵月之有食,一論交之左右,一論交之前後。論左右者,視太陰距黃道之緯度,以方於月半徑、地景半徑,并而緯度為小,則食。若大者,過而不相涉,若等者,過而相切,皆不得食也。論前後則食之處必在正交中交之或前或後,而不甚遠,甚遠則距度廣,月與景亦過而不相涉也。近則距度狹,狹則必小於兩半徑并而無能不食矣。是故徵食有兩法:一略一詳,略法者,未定月食之實時,先求中會時,亦聊可測其距度也。試用表查平朢之宮度,并註其同格相當之交周度,若正得六宮或○宮初度,則太陰在正交中交之二點,〈即羅計即龍首龍尾〉無距度必食,若過交或不及交,而度分相近不出食限之外,亦食也。
假如考壬申年三月會朢,用曆元後表,查首朔相當之交周度得七宮一十八度四十二分一十一秒,為當時正合經朔之平交度,次用十三月交周度表,查第四月,又得四宮○二度四十○分五十六秒,加朢策六宮一十五度二十分○七秒,得總數滿平周,去之餘六宮○六度四十三分一十四秒,是太陰過中交六度有奇,入食限內已六七度,即月體必半入地景,而定為有食也。若用曆元前總甲子表以推既往法,先考總甲子下首朔,及交周度,並列之。次查其零年亦如之,次加朔策或朢策,亦如之,總之即得中朢及其相當之交周度。萬曆五年丁丑三月壬寅夜朢,大統曆,紀月食一十二分五十秒,本年在六十五甲
圖缺子第十三年,列數如上,得癸卯為本食日。
曆紀壬寅者,是其夜朢也。實過子正為癸卯日之卯初三刻,得食甚,故進一日。
再查交周度表,得太陰當時過交中止○五分三十三秒,深入食限之內,宜得
圖缺全食,不止十二分五十秒也。
綱目紀唐肅宗乾元二年巳亥春二月月食,今上推其食分加時法,查本表五十一甲子,及零年朔策等依前,列數如上。
依總數得太陰過中交止一度四十五分有奇,宜全
食,食甚時在丁未日丑初三刻也。
其詳法則更推太陰實朢時之距黃緯度,以較二徑折半,若距緯度小者,即月不能不入於地景,因而有食,如下文。
求太陰實朢時距度
中朢時表中已得相當之交周度,今更以加減之時,更求交周度。復加或復減於前所得,即實朢時之平交度也。次又以均度或加或減,乃得實朢時之實交度矣。
假如壬申年三月,中朢時交周度過中交六度四十三分一十四秒,時差〈實會與中會相距〉得六時一十二分五十五秒,交周時表中查得三度二十五分三十四秒,因時加度數亦加,若減亦減,總得一十度○八分四十八秒,猶是平交度也。更減前均度一度三十二分五十秒,得實交度八度三十五分五十八秒,今以交周度求距度,用太陰距度表於六宮八度,得四十一分二十九秒,表中次度多五分○九秒,故以交周度之餘三十六分,得差三分五秒,相加得太陰距黃道南四十四分三十四秒。
因交周度為太陰之右旋度,相加於左旋之交行度,〈即兩交行一名羅計行度〉故所用均度不異於自行之均度,其平行一年得四宮二十八度四十二分四十五秒,一日得一十三度一十三分四十六秒,一時得三十三分○五秒,以此求距度,用甲子年為紀首,於時太陰去正交八十三度二十九分二十四秒,依法算得總平行數六宮一十度○九分○五秒,次減前均度所得數六宮○八度三十六分一十五秒,為實交度也。次
圖
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依三角形之比例,則全數與全距度之正弦若交周度之正弦與距度之正弦,蓋黃白道之全距算交食,無過五度交周度之弧,又從近交所始也。如圖,甲丁為白道,甲戊為黃道,己丙乙為過黃極及交周度之弧各一象限,丁戊為黃白
之全距。〈相去最遠〉太陰在丙近於中交甲,求其距度丙乙,則甲丁與丁戊若甲丙與丙乙,算得四十四分三十三秒,今依距度四十四分三十三秒,考壬申年三月會朢有食與否,簡半徑表中用太陰引數○五宮一十二度,得月半徑地半景并為一度四分三十五秒,而距度止四十四分三十四秒,距少徑多,太陰之行無能不入景,即無能不食矣。
推日食有無
欲考會朔有食與否,須定會朔時太陰之視距度,以較於日月兩半徑并,若視距度大於二徑折半,或等者,不食也,小則食矣。視距度者,生於視差而本於高度,故當先求高度。法於會朔時以太陽本日距赤道度加於本方之赤道高度,得本方之子午最高度,又於赤道高度去減距赤道度,得本方之子午最庳度。次求兩數之正弦并而半之,為三率,以太陽距午正弧之正矢為二率,全數為一率,依法算得第四率,以減子午最高或最庳,餘者為二曜高弧之弦。大約太陽距赤道北則所得之數與子午最高相減,若太陽距赤道南,則與最庳相減。
假如崇禎七年甲戌二月朔日,順天府定朔在巳正一十四分,日月距午正線七刻○一分,於赤道得二十六度半,用其餘弧求正矢得一○五○七,為二率。因太陽在降婁宮八度三十分四十秒,得其距度在赤道北三度二十二分,以加赤道高得五十三度二十七分,為子午最高,相減餘四十六度四十三分,為子午最庳。次求其二正弦并而半之,得七六五六五,為三率。算得四率為八○四四,以減五十三度二十七分之正弦,餘七二二九○,查得四十六度一十八分,太陽在地平上之正弦也。今查日月高庳差表,〈即地半徑差在日食表中〉於轉周度得太陰距地之遠其下依高度取其相當之視差得四十三分,去減太陽之視差二分,〈高度左方取之〉餘四十一分,以減太陰之距北實度四十八分五十五秒,餘○七分五十五秒,為太陰視距度,以較二徑折半,為甚小,知月之掩日分數為多矣。凡人目所見,太陰在天頂南,則月之視所較其實所恒偏南偏庳,故其距度多能變易太陽之食分,又月在黃道南,則當以視差加於距度,人所居愈向北,所得視差愈大,其視月愈偏南,而所見日食愈小。若月在黃道北,所得視差或小或等於距度,當以減於距度,則視處反近於黃道,而北方所見日食大於南方矣。第視差之大若過於距度之大,而去減距度,即北方視月又偏居黃道之南,比南方所見更遠,而得日食又小。
試如祟禎二年己巳五月己酉朔日食,四年辛未十月辛丑朔日食,今以相較,己巳年太陰實所距南八分四十九秒,〈陽曆〉順天府本時之地平高得七十三度一十八分,其二曜高庳差一十七分四十秒,以加距度八分四十九秒,總得視距度二十六分二十九秒,以減於二徑折半三十二分○四秒,餘止五分三十五秒,以推日食,所見宜少矣。若浙江杭州府高度八十三度一十四分,推二曜高庳差,得七分○九秒,以加距度八分四十九秒,得一十五分五十八秒,視二徑折半為一倍小,即月掩日宜得大半也。辛未歲不然,太陰距度在黃道北一度一十五分二十二秒,順天府合朔時得日月高止三十五度四十一分二十○秒,二曜高庳差四十八分,以減距度,餘二十七分二十二秒,視二徑折半不及者五分一十六秒,即見日食若杭州府高度四十三度四十八分,得高庳差四十四分,以減距度,尚餘三十一分二十二秒,是其視距度略等於二徑折半,則月不能掩日也。大約太陰實距度在黃道南,〈論中國相等同諱之地〉其六十度以下之高庳差必大,或等於二徑折半,即使無距度,猶未得食也。若距在北,則太陰之視差能偏南一度強。
最大者六十三分,減日視差二分得六十一分,
必距度之大倍視差之大,乃不食,否則有食,詳見後篇。
累推曆元前後交食
交食之法上推往古,下驗將來,百千萬年當如指掌。若悉用古法推步,窮年累月不能得竟矣,此交食諸表所為作也。用表則遠愬唐虞,下沿萬祀,開卷暸然,不費功力,如讀先秦古書,見春秋前後一切日食皆不記月日,今欲一一考定是何月日,又如目前推得
圖
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見食,而欲累求向後若干年應得若干食,是皆不用交食全法。依交周度表,便可得之。法先求某年第一中會,〈即首朔也〉周表取相當之交周度,若入食限即第一食也。求次食加五月或六月,亦必入食限矣。若初所求交周度未入食限,則查
交周度十三月表,求某數相加而入食限者用之。假如周考王六年乙巳,史記年表但云日月食,不言某朔朢。今求其月日,則是年八月一日食,三月九月兩月食也。依表,本年在三十一甲子,首朔為二十七日○二時一十○分二十九秒,其相當之交周在四宮二十六度四十四分一十八秒,紀日一十零年乙巳,在表為第四十二年首朔,得一十四日二十一時四十七分二十四秒,相當之交周度為三宮一十八度四十分三十八秒,紀日四十,并兩交周度未入食限,更加四月,〈是春三月癸巳朔〉所得距正交不遠,然定朔在二時五十四分,則是丑正三刻有奇,非此方所見古未有記夜食者,亦非也,更加五月,得其交平行列數如上。
以一十八時三十三分,知中會在酉正三刻,此時用太陽引數得均度一度四十一分,太陰引數得均度三度五十四分,并之得日月相距五度三十五分,化為時得一十一,以減平朔,得定朔在辰初三刻,是為周考王六年八月辛酉朔,本地所見地平上之日食矣。
甲戌乙亥丙子丁丑戊寅己卯
一二○一二○一二○一一二
宿四三四二一二二一二一九八
紀 二二一四四四三三三二五五
日四一八六三○八五二九七四
時 一一二一一二○○一一○一
時二七一三七二二七一五七一
五二四二五一四○二五三五
分九三七八二六一五九三四八
交 ○○○○一○○○○○一○
宮○六○五一五○六○六一五
周 ○一一一二二○○○一一二
度七一五八二六○四八三六○
度 二二三五五五五五○二二
分九九○二三四六七九○一二
求本年月食則於前總甲子及零年乙巳數外,總加望策,得第一平朢,其交周度在兩交之間,無食。更加三月,則丁丑夜朢,月過交中,分數甚少,必全食。然定朢在晝,但見其初虧,不見其食甚,更加六月,得交周度○宮○六度四十七分,太陰入食限,又時在九月乙亥日,用均度得定朢為戌初三刻,但見其復圓,不見其初虧也。是兩皆帶食,故史官紀焉。又日一食,月再食,故統言之曰日月食也。
甲戌乙亥丙子丁丑戊寅己卯
二○一二○一二○一二○一
宿七八八七八七五六五四六五
紀 ○○○○五五二二一一一○
日九六四一八五三○七四二九
時 一二○○一一○一一二○○
時八三三七二六八二七一一六
三○二五一三一四○三五二
分七一五○四八九三七二六○
交 ○一○○○○○一○一○○
宮五一六○○○五一五一六○
周 二二○○○一一一二二○○
度二六○四八二五九三七一五
度 ○一一一一一三三三四四四
分九○一三九五七八九一二四
欲下推累年之交食,先如前求第一食,自此以後或越五月而一食,或越六月而一食,日月皆然,此其大凡也。法查交周度十三月表,用片楮別書五月六月之數,向本表之各月下遞并而試之,但合於食限以內者即有食之月也。如崇禎七年甲戌第一日食在三月朔,算本年及向後各年有食之朔,如前圖。每兩平朔皆入食限,惟乙亥之兩朔間,戊寅後,己卯前之兩朔間,各越五月,餘皆越六月,其食也,太陰有晝有夜,太陽有晝夜,又分南北,故非一方所見。惟用此考其可見者,推之求平朢法同此。如後圖,圖中獨丙子後越五月,餘皆越六月,凡交食得某月入食限,即次後一、二、三、四月皆無食,必至五至六,或十一、十二月則食。欲更求本方所見,則推實朔朢以時刻定之。
食分多寡之原第三〈凡五章〉
推日食分數,則以太陰距黃道之視度,日月兩視徑之半,以及二視差。此並有其本論,後篇詳之。此求月食分數,則用太陰之實距黃道度,及其視半徑地景半徑,即可得之。今先論日月景之各半徑,次乃定食限及食分也。
視半徑所繇變易
凡圓球之去人遠,則目視之為平面。欲測其大小者,不依其形,依其徑也。目之視徑雖以平行線受其像,然相距有遠近,即所測得之大小隨而變易。近則見大,遠則見小矣。暗球生景,其理準此。故受光之體小於施光之體,即其景亦隨相距遠近而有變易,距遠者景鉅而長,距近者景細而短也。
如左,日月食合作一圖,甲為地球,太陽在最高,為丁,在最庳為戊,太陰日食時在其最高,為己,在其最庳
圖圖
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為庚,月食時在其最高為壬,在其最庳為辛。若從最遠之太陽周癸丑引直線切地周乙丙,必相遇於卯,從最近之太陽周子寅切地周者,必遇於辰子寅辰,在癸卯丑限內。在內者,細且短;在外者,鉅且長。因太陽距地遠近不同故也。論太陰其在最高己,目依甲未、甲午兩線視之,若在最庳庚,又以甲申、甲酉兩線視之,故兩所之小大不同,若在壬在辛,其理準此。上言日月地景三視徑能為變易,則日月最高、最庳相距之遠近為其緣也。自此而外,更有二緣:一為地所出之蒙氣隨地不一,一為人所稟之目力隨人不一。蒙氣居日月與目之間,氣厚能散日月之光,使易其本象。如玻璃水晶等體厚光徹,以照他物之象,能改易之。是以人所見日食時,太陰掩日之視徑實大於太陽之視徑,或相等,一遇厚蒙之氣,
蒙之厚薄或本地固然,或因時增減。
即太陽之光體因而展拓,比於依法推步之視徑每多不合,故全食時四周亦顯有金環也。若蒙氣微薄,則月之視徑能掩日之視徑,全食時晝晦星見矣。其在月也,遇蒙氣亦饒有餘光,其初虧復圓,光曜展拓,亦能侵入地景,使食時先後稍損於推步之加時也。欲明其理,姑以數事徵之,試用一平邊尺切目窺月體,則白月之光能侵入於尺,尺之暗體當月之處似有闕焉,此其一也。生明之月,其有光之半周大於無光之半周,光之兩端芒角犀銳似欲包其魄體,至日食時,魄體入日,日之光體,不收光以讓月,反舒光以拒月,故其兩端不作銳角而作鈍角也。此在晴明時,蒙氣微薄,猶不免爾,況濃且厚乎。此又其一也。日輪西沒將及地平,適遇雲氣,全輪若為停軌,累測不移,少選則忽焉而入,又其一也。況日食時月之魄體,月食時地景之角體,全居蒙氣之中,蒙氣所受日光尤盛,四周皆能消景,則日食時太陰居日月之間,其視徑豈能大於日之視徑而全掩日體。月食時,地景之角體豈不能稍殺於推步之實景,而損其初末之加時乎。若論目力亦能變日月景之各視徑者,目力既衰,大光損之,每每易於見暗,難於見明。故月食時,較少壯之目,能先見月食侵周之景,若日食時,太陽見耀,初虧不能遽見其闕也。西史苐谷測月每夕用五六人,皆利眼能手,悉用大儀,種種合法,所測月徑趨求畫一,乃經二十二測,得其徑為三十一分者二,三十二分者六,三十二分者七,三十四分者六,三十六分者一,何故。太光射目,當之者利鈍不齊,徑之小大隨異也。蓋人目之難憑如此。
月無大光,不能入於窺表通光之竅,須人目測,有此不齊,若日光透表,其有不齊,繇器疏密矣。
定視徑分秒之數
古多祿某限日月地景三徑之數,定太陽為三十一
分二十○秒,不論最高最庳,恆如是。太陰最大者定為三十五分二十○秒,最小者亦三十一分二十○秒,地景小者四十○分四十○秒,大者不過四十六分也。然多祿某所當之時乃爾,迨其後,太陽本天之心與地心漸次相就,至於今,最高之去地近於多祿某時,其最庳乃去地稍遠,而太陽視徑遂不得過三十一分,太陽稍縮則地景稍贏,亦不若變時之細且短也。以故苐谷所立新法定太陽之視徑,在最高為三十○分,在最庳為三十二分,若太陰則雖距地同,所限朔朢二時之視徑猶不同也。蓋合朔時,月會太陽,四周環受其光,則此時全魄小於朢日之全光幾及四分之一,是以月在最高即朢時,得徑三十二分,朔時止二十五分三十六秒,在最庳朢時得三十六分,朔時二十八分四十八秒也。又苐谷測候之地其北極出地五十六度,清蒙之氣甚厚,故推步交食,必依此徑乃可得合,何者。月朢時明光甚盛,蒙以厚氣,光乃加顯,徑即似大。月朔時,遇日之大光,自己失光,而受光之蒙氣環圍照映,若或消減,其魄徑即似小也。然此苐谷所當之地乃爾,用之他方,未必合,何者。此所限大小之徑,以步日食,雖則食既,猶顯金環,月不能全掩日體,若他方食既,則有晝晦星見,蟲飛鳥棲者,故知一方所定未可概諸㝢內,以為公法也。假如崇禎二年己巳五月朔日食,依新曆先推食甚二分有奇,至日實測得二分,若以苐谷所限徑用之,此日即見食分數僅得一分一十○秒,謬於實測遠矣。崇禎四年辛未十月朔日食,新曆先推食甚二分一十二秒,至日實測不及二分,若用小月徑推算,即所得更少,不及一分也。視徑因乎蒙氣而為小大,如此豈可強執一率以概諸方乎。故欲定本地之日食,分必先定本地之蒙氣差,以限本地之視徑,又宜累驗本地之食分加時,然後酌量消息蒙差,視徑可得而定也。今所考求酌定者,太陽最高得徑三十○分,在最庳徑三十一分,太陰不分朔朢,〈蒙氣稍薄故也〉在最高視徑三十○分三十○秒,在最庳視徑三十四分四十○秒,地景最小者四十三分,最大者四十七分,日月行最高最庳處之間,視徑亦漸次不一,故列表左右,並紀太陽及太陰自行宮度,以考日月地景各相當之分數,是為視半徑表。
太陰視徑差
視半徑表計太陰從其最高至最庳,漸次加大也。若論蒙氣則南北二方亦有差別,西國之北地濱大海,其氣更厚,故月朔應減,月朢應加,以改表中之半徑。如北極高三十度,其加減於半徑一十○秒,高四十度,其加減三十○秒,過五十至七十極高度,即所加減更多,至六分以上也。
中國北極出地雖止四十二度半,亦近海,故用加減數如前所列,然亦須測驗數食,審其果否,乃可執為恒法耳。
地景視差
地景半徑之最小者,為四十三分。今本表中太陰自行○宮○度,與相當者是也。繼此漸大,至太陰自行六宮初度,其相當四十七分,則為最大。其求之有二:法一以測候,一以推步。第兩法所得卻又不同,則氣能變景故也。以推步者,用太陽在其最高時下照地球所生景長以為定率。若太陰過景之處,則依其遠近隨時算之。如苐谷當太陽在最高時測其距地之遠,得一千一百八十二地半徑。此所推全景之長得二百五十二地半徑又六十分之二十三,恒如是。若太陰在其最高距地之遠得五十八地半徑又八分,欲求其所當地景者,先於全景內減太陰距地之徑數,餘者為過太陰以外之景角,〈景角者景為角體也〉得一百九十四地半徑又一十五分,如左圖,甲乙地半徑定為
圖
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六十萬,甲丙為全景,亦通為一五一四三分。〈臨算末加五位〉丁丙為過月以外之景角一一六五五分,〈臨算末加五位〉而求月食相當之處丁戊幾何廣,則甲丙與甲乙若丁丙與丁戊也,算得四五五一九三九,又甲丁戊直角三角形內求丁甲戊角,為
所限目窺丁戊之大,則甲丁為太陰距地遠,通為分得三四八八分,甲丁戊為直角,丁戊依前算得四五五一九三九,而甲丁與丁戊若全數與丁甲戊角之切線,得一三○五,查表得四十四分五十○秒,為太陰在最高時所過地景之半徑也。若太陰在最庳求其食時過景之半徑,用全景長,如前,內減五十四地半徑五十二分,餘一百九十七地半徑又三十一分,為丁丙直線。依前法算得四六四二八○四,為丁戊線。求角以太陰距地之分三二九二,為一率。丁戊線為二率。直角為三率。算切線為一四一○,查得四十八分二十八秒,為太陰在最庳時所過地景之半徑也。今表中列地景半徑小者四十三,大者四十七,皆少於推得者,為月過地景,不論高庳皆受外光圍迫侵銷其景故也。論其實則推步所得為真,然不可得見耳。若太陰在高庳之間,求其過景者,依此法隨時求丁丙線,推算也。
以測候者,用前後兩月食,擇食之法欲太陰去其最高最庳,距度同則其入於地景之小大亦同。但月距黃道不必同,又不必全食,因以兩距度及兩食分求得其所過之景徑也。多祿某引周襄王三十一年庚子三月,其地距順天府西八十一度,卯初時得見食,於是太陰交周得九度二十○分,距黃道北四十八分三十○秒,食全徑一十二分之三,又引周景王二十二年戊寅六月里差同上,順天府寅初時得見食,於時太陰交周得○七度四十二分,距黃道南四十○分四十○秒,食十二分之六,如圖,己乙戊丙圈為地景,兩食為太陰,所過乙甲丙線為黃道。
前圖
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如前圖,第一食太陰在丁,次食在戊,各依食分入景,為己辛,為戊庚,其太陰之距度為甲丁四十八分三十○秒,甲戊四十○分四十○秒,而甲戊與甲己必相等,〈地景之兩半徑〉則甲丁減甲戊,餘己丁七分五十○秒,〈兩距度之較〉又己丁為月徑四
圖
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分之一,而先得月徑三十一分二十○秒,四分之,為己丁。今去減己丁,所餘為甲己半景四十○分四十○秒,或以距度與食分相較,則食差三分,與距度之差七分五十○秒,若全食一十二分與全月徑三十一分二十○秒,亦以距度
後圖
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之差推得其景也。若後圖,兩距度一大於半景,一小於半景,亦用此比例以求景。假如初食三分,得距度四十七分五十四秒,次食十分,距度二十九分三十七秒,食分之差七分,距度之差一十八分一十七秒,則七分與一十八分一十
圖
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七秒,若全食一十二分與全月徑三十一分二十○秒,今既食三分,即全月徑四分之一為七分五十○秒,以減距度,餘四十○分○四秒,為地半景。又次食得一十分,即月心至地景之周得四分,亦全食三分之一也。全以月全徑三分
之,其一為一十分二十七秒,以加距度二十九分三十七秒,亦得半景四十○分○四秒。
地景實差
表中記地景差不及半分,恆減於地景。蓋前所論之景實無差,或因蒙氣有差耳。其有差者,太陰以其自行高庳,有距地之遠近,入於最中時時不同也。又太陽居其最高,所生之景最大,過此漸向最庳,去地漸近,即從地出景漸小漸短也。故月食時先以太陰自行定地景之半徑,又以太陽自行求此實景差,而減之乃正得太陰過景之處矣。推算之法設太陽先在景高推所生景,又設在最庳推所生景,得二景之最長最短,又設太陽先後距地同,而以先過景之徑比於後過景之徑,其二徑差即表中之地景差。
假如丁己為太陽半徑,苐谷所測為甲庚地半徑五又四十一分,依戊庚平行線,減丁戊地半徑,餘戊己,得地半徑四又四十一分,設戊庚為太陽在最高,距地之遠一千一百八十二地半徑,則戊己與戊庚若甲庚與甲辛,得甲辛地景於太陽在最高時,其長二
圖
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百五十二地半徑又二十三分,太陰在其最高最庳
之間,距地之遠得五十六地半徑又四十三分,為甲乙以減甲辛,餘乙辛一百九十五地半徑四十○分,以推月食之半景乙丙,則乙辛與乙丙若甲辛與甲庚,得乙丙四六五一六五四。
算法以原數通為分,又於每率後加五位乘除之,
又求乙甲丙角所限,目窺乙丙之大,以太陰距地之遠,依前法算得切線一三六四,查八線表得四十六分五十二秒,又依此法以太陽在最庳距地之遠一
圖圖
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一四一地半徑,推算地景為二百四十三地半徑又三十八分,去減太陰在高庳之間距地之徑,餘一百八十六地半徑又四十五分,依前算得四五九九一二四,為乙丙線。次以太陰距地之遠三四○三,推得切線一三五一,查得乙丙半景四十六分二十六秒,比前所得差二十六秒,為地景之最大實差。其餘者,以太陽自行距最高遠近,依法次第求之。〈以上原本曆指卷十一交食之三〉