明史

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第41章

万历中,西洋人利玛窦制浑仪、天球、地球等器。仁和李之藻撰《浑天仪说》,发明制造施用之法,文多不载。其制不外于六合、三辰、四游之法。但古法北极出地,铸为定度,此则子午提规,可以随地度高下,于用为便耳。

崇祯二年,礼部侍郎徐光启兼理历法,请造象限大仪六,纪限大仪三,平悬浑仪三,交食仪一,列宿经纬天球一,万国经纬地球一,平面日晷三,转盘星晷三,候时钟三,望远镜三。报允。已,又言:

定时之法,当议者五事:一曰壶漏,二曰指南针,三曰表臬,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{埶木}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。

七年,督修历法右参政李天经言: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,亦名窥筒,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,可以望敌施炮,有大用焉。

至于日晷、星晷皆用措置得宜,必须筑台,以便安放。

帝命太监卢维宁、魏国徵至局验试用法。

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。

夫制器尚象,乃天文家之首务。然精其术者可以因心而作。故西洋人测天之器,其名未易悉数,内浑盖、简平二仪其最精者也。其说具见全书,兹不载。

极度晷影

宣城梅文鼎曰:

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,(周天三百六十度,度六十分立算,下同。)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。(以上极度,惟两京、江西、广东四处皆系实测,其余则据地图约计之。)

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。

东西偏度

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。(东方之午乃西方之巳,西方之午乃东方之未也。)相距九十度则差三时。(东方之午乃西方之卯,西方之午乃东方之酉也。)

张廷玉

作家的话

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