革象新书卷一 元 赵友钦 撰
革象新书卷一 元 赵友钦 撰
天道左旋 日至之景嵗序终始 闰定四时天周嵗终 厯法改革星分棊布 日道嵗差黄道损益天道左旋古人仰观天象,遂知夜乆而星移斗转,渐渐不同。昬暮东出者,晓则西坠;昬暮不见者,晓则东升。北天之星,虽然旋转,未尝入地,四时皆见,其彻夜在天。然其旋转有甚窄者,以衡管窥之,众星无有不转,但有一星旋转最密,循环不出于管中,名曰纽星者是也。古人以旋磨比天,则磨脐比为天之不动处,此即纽星旋转之所,名曰北极【案:日右旋成寒暑,月右旋成朔望,五星右旋成伏见,经星右旋成嵗差,其理一也。又皆随大气运之而左,以成东出西没之象。经星之右旋甚防,故昔人不觉,遂以左旋之天归之经星耳。北极乃左旋之枢,歩算家谓之不动处。贾逵、张衡、蔡邕、王蕃、陆绩皆以纽星为不动处。梁祖暅之测纽星离不动处一度有竒,元郭守敬测离三度有竒矣】亦犹车轮之轴,瓣瓜之攒顶也。复观南天,虽无彻夜见者,但比东西星宿旋转则不甚逺。由是而推,乃是南北俱各有极,北极在地平之上,南极在地平之下。今比北极为瓜之聫蔓处,南极为瓜之有花处,东西旋转最广之所,比乎瓜之腰围。北极傍虽然旋转,常在于天;南极侧近虽然旋转,不出于地。如是则知,地在天内,天如鸡子,地如中黄。然鸡子形不正圆,古人非以天形相肖而比之,但喻天包地外而已。以此观之,天如蹴毬,内盛半毬之水,水上浮一木板,比似人间地。平板上杂置防细之物,比如万类。蹴毬虽圆转不已,板上之物俱不觉知。谓天体转旋者,天非可见其体,因众星出没于东西,管辖于两极,有常度无停机,遂即星所附丽,拟以为天之体耳。
日至之景古者因见天暑而日髙近北,天寒而日低近南,遂立表木以测其长短之景,东出西没之时。表景最长,日正中天;表景最短,若以四时验之,中昼之景渐短,逐日不同。乃以中昼表景极短之日为夏至,中昼表景极长之日为冬至。中昼之景所以短者,葢日近北而髙;所以长者,葢日近南而低。日髙则行天必乆而昼长,昼长则人间阳气积多而暑;日低则行天不乆而昼短,昼短则人间阳气渐少而寒【案《周髀算经》夏至日值内衡,冬至日值外衡,春秋分日值中衡。地在天之中央,周圆皆应天度。人居地面目之四望成地平,而中土近内衡之下,地平与内衡相际于寅戌,与外衡相际于辰申。故夏永而冬短,此以髙低言,其説殊踈。又日气常下行,火气常上行,相应之义也。夏至日行近中土之天顶,盛阳下行,故暑犹近火之焰也。冬至日行逺中土之天顶,侧照则力减,故寒犹逺于火之焰也。此専以气积言,其説亦疎】此寒暑因日而变也。
嵗序终始古人以冬至为第一日,逐日记之,第三百六十六日中,昼景复最长,是为次年冬至,数夏至亦然。故曰三百六旬有六日,二至未定时辰,但以午景验之,似乎皆在午矣。虽云三百六十六日为一朞,然第一日午中数至第三百六十六日午中,只满三百六十五日,比似初一日午中数至初六日午中,只满五日也。积二朞满七百三十日,积三朞满一千九十五日,积四朞满一千四百六十日。第一日为第一冬至,第三百六十六日为第二冬至,第七百三十一日为第三冬至,第一千九十六日为第四冬至,第一千四百六十一日为第五冬至。五次冬至只得四朞,满一千四百六十日。然古人于第一千四百六十一日测午景尚未极长,第一千四百六十二日才是冬至。如此则四朞之日满一千四百六十一,每年三百六十五日有余。积四年之余总多一日,一日十二时四分之,则每年有三时为余数。古人谓三百六十五日四分日之一,葢将一日分与四年为余数,每年得四分之一也【案:古法每歳三百六十五日四分日之一,约计大致耳。太初法大于四分日之一,以后诸家推歩皆不及四分日之一】一日既作四分,则当定二至之时辰,然二至时辰难必其的,当酌量拟度以定之耳。
闰定四时古人测验,得月圆一次,不及三十日,止是二十九日有余。十九年积六千九百三十九日余九时数内,月圆二百三十五次。置立铜壶木箭漏水之法,其水渐次消长,则其箭渐次浮沉。箭在分为百刻,沉浮一次是为一日。刻者刋之于箭也。一时八刻有余,三时总二十五刻。如是则每年三百六十五日二十五刻也。十九年积六千九百三十九日七十五刻,均作二百三十五朔,每朔计二十九日五十三刻有竒,其余数均分不尽。若将一箭百刻变为二百三十五画,而如总朔之数,则每朔得二十九日余一百二十四画,尚有余数均分不尽。遂将已分之画又复细分为四。如是则一日百刻变为九百四十画,每朔该二十九画矣。所以四其二百三十五者,葢每年有余数四之一,其四之一细为二百三十五画,而如总朔之数,则一日该九百四十画,方可均而无余。以九百四十名为日法,每年三百六十五日余二百三十五画,乃九百四十之二百三十五,此数即是每年余数四之一。每朔二十九日其余亦云九百四十之四百九十九。若以整数二十九日亦分细画,则每朔该二万七千七百五十九画,每年三百六十五日有余均分作二十四气,每气计一十五日余二百五画六十二秒半。此葢又以一画细为百秒也。两气计三十日四百一十一画余二十五秒,是为一节。若一朔比之相较八百五十二画二十五秒,名曰一月之闰数。一节三十日有余,其余数四百一十一画二十五秒,名曰气盈。一朔不及三十日,是三十日内有亏,乃亏四百四十一画,名曰朔虗。并气盈朔虗之数得八百五十二画二十五秒,即一月之闰数也。每年十二月共计闰数一万二百二十七画,积十九年共计闰数一十九万四千三百一十三画。若二万七千七百五十九画。闰为一朔,则该七闰无余月。光晦而复苏为朔。朔在本日四百四十画以前者,则第三十日为后朔。朔在四百四十一画以后者,则第三十一日为后朔。所以然者,葢画少是本日早时,虽加一朔之数,后朔止是第三十日内。画多是本日晚时,既加一朔之数,则后朔在第三十一日矣。后朔在第三十日者,本朔只领得二十九日,谓之月小。后朔在第三十一日者,本朔方领得三十日,谓之月大。则干名与后朔同,月小则不同矣。月朔时刻,非可以眞知其数,乃酌量拟度,权定于本日之刻画耳。每年二十四气于内,十二节气,十二中气。十九年之内,中气有二百二十八。若一朔之内置一中气,则七朔无中气者是闰。有正月中气者为正月,有二月中气者为二月,他月皆然。若是则闰月必无中气矣。年有闰月者,十三朔无者,十二朔。古人以十九年为一章,初年甲子日子时朔旦冬至,在嵗次甲,谓之至朔同日。第二十年为第二章首,复得至朔同日,然非甲子之日,先期夜半乃癸卯日酉时。第三十九年为第三章首,复得至朔同日,乃是癸未日午时。第五十八年为第四章首,复得至朔同日,乃是癸亥日卯时。第七十七年至朔又复同日,乃癸卯日子时。因其至朔同在夜半,与第一章初年同,遂以七十六年名一蔀。蔀者,以至朔同在夜半,蔀蔽昧之时也。第七十七年为第二蔀首,每蔀四章。其第七十七年亦曰第一章首,毎章甲子差三十九日九时,总四章共差一百五十九日。于内甲子整数两周,除一百二十日,每蔀只差三十九日。总二十蔀名曰一纪,总差七百八十日,计甲子十三个周整数无余,乃无差。如是则一纪总一千五百二十年,必然至朔同于甲子日之先期夜半,但非甲子歳首。总三纪积四千五百六十年,至朔同于甲子日之先期夜半,又在甲子歳首,总防如初,名曰一元。一元之内,嵗次甲子者七十六,与蔀年同。积一百六十六万五千五百四十日,日为甲子者二万七千七百五十九,其数与每朔之积画相同。一蔀之内,积日亦同此数。葢一元有六十蔀也。日法九百四十,故九百四十朔为一蔀。在昔,黄帝命大挠作甲子,▯首作算数,羲和占日,常仪占月,车区占星气,伶伦制律吕,容成总斯六术而造厯,即此厯数也。自黄帝调厯,以至汉前诸厯,虽推歩而先后其气朔,然数之多少短长,犹未増减。在后渐渐増减之,以至于今,益加详密矣。
天周嵗终古人仰观天象,见众星昬晓出没,乃知天体每日运转一周。然众星昬见四时渐渐不同。唐虞之时,日永则心防当南方正午之位,心防三星中赤者名曰大火,故曰日永星火。日短则昴防当午位,春中则张翼之类当午位,南方七防配朱雀,故曰日中星鸟。秋中则虗防当午位,歳歳皆然。古人因见四时昬晓之中星不同,乃知太阳所躔渐异,歳终而中星复旧,是太阳亦复旧而行天一周矣。每年三百六十五日余四之一,故亦以周天分为三百六十五度余四之一。歳数与天数相同,故曰天周歳终。太阳一日行一度,分寸尺丈引,名曰五度分。天为度者,亦是度量之义,似乎以太阳为尺,其一度即日圆之径数也【案古字度渡通用,度者行而过之之名,以日右旋一昼夜所过即为一度,故后汉书云:「在天成度,在厯成日。」古法歳三百六十五日四分日之一,因定天周为三百六十五度四分度之一,此所言殊夫命度之意】于日行之道,定二十八防之名。防之星数多寡不等,各就其数内定一▯为距星。距者隔越之义,乃以此二十八▯距星为各防之界,各防度数由此而分。且如南斗从柄而起,以第三▯为距,前二▯及为距之半▯,未离于箕而尚属于箕,余三▯半方在本防度内。然本防之星数少,所占乃有二十余度者,葢斗牛之间又有建星等类,不在▯武七防之数,就附于斗,所以斗星虽少而占度却多,他防亦犹是也。及观太隂所躔昬晓渐异,见其移六七度,遂知一日之内月行十三度有奇。月与日同躔之时谓之合朔,月与日对光满匡廓两轮相望,名曰望,近一逺三,月体黑白各半,似乎张▯之弓名曰▯。月行及日光尽,体伏名曰晦。此晦朔望之名义。十九年为一章之内,太阳在天一十九周,太隂在天二百五十四周,于月周之数。减去日周,则为二百三十五朔十九日之内,太阳行十九度,太隂行二百五十四度,与十九年周天之数相同。以二百五十四度于十九,则知太隂每日行十三度余十九之七,每年行十三周十九之七。每日太隂逺太阳十二度十九之七,每年太隂太阳十二周余十九之七。故每年之日月合十二朔余十九之七,为闰积,十九年七闰也。一朔之内,太阳行二十九度余九百四十之四百九十九,太隂行一周外余数与太阳同。太隂一周止该二十日余三百二画有奇。旧云天道左旋,日月右转,葢谓日月附着天体,天虽一昼夜而周太阳于天止移一度,太隂则移十三度有奇。在后推测,却是日月与天道相逺而不附于天。如此,则是太阳每日周地一遍,每年总计三百六十五周余四之一,天多过一度,则亦是每日周地三百六十六度余四之一。太阳每日不及天运一度,太隂每日与太阳相去十二度余十九之七。却是日速月迟,由是观之,日月右旋之説乃厯家用逆推之术,取其简省筹策耳。日月相防为朔,朔者月终而复始也。月迟日速,厯二十九日四百九十九画而复同度。今以良驽二马比之,日比良马,月比驽马,一度比之一里,日月绕地一周比似马之循环封疆一遍。每里分为十九段,每段为小尺。良马每日周遭一次,计行三百六十五里四段七十五尺。驽马每日不及一周遭,止行三百五十二里十六段七十五尺,较迟一十二里七段,即所谓不及十二度十九之七也。以段计之,每日渐多二百三十五段;以尺计之,每日渐多二万三千五百尺;每画渐多二十五尺。良驽一处,同时发程,乍分先后,不甚相逺。歴一十四日七百一十九画半,良驽相距半周遭。又歴此数,总二十九日四百九十九画,驽不及良一周遭,二马复同一处矣。此即一朔。之喻次朔而复相防,不防于元所相防九百四十次,方于元所相防,乃一蔀之数也。古人又云:「天与日防者,天体每日绕地而行三百六十六度余四之一,太阳每日绕地一周计三百六十五度余四之一。天不可知其体,但以经星言之,天速日迟,每日不及一度,一年而不及一周,则日复旧躔,故曰天与日防。亦可以良驽二马比之。」兹不赘【案:天左旋,其枢名北极,亦名赤极;日右旋,其枢名黄极。经星亦右旋,宗黄极以成嵗差。故春分黄赤道之交,古在赤道外之星,今移而入赤道内;秋分黄赤道之交,古在赤道内之星,今移而出赤道外。此云「天体不可知,但以经星言之」,谬也。左旋乃东西旋,一凖乎赤道而宗赤极;右旋乃南北旋,日与经星皆凖乎黄道而宗黄极。月五星各行一道,各宗一极。月曰白道,白极;五星之道与极各以其星名之。此用后儒附防之説,不知左旋论东西,不论南北;右旋论南北,不论东西,截然殊致,非用逆推之术简省筹策也】十九年则天与日防而月亦防,是为一章之数,但非子时相防。若四章为一蔀,则日月皆与天防于夜半,皆在地平之下,乃日月与天地四者俱防也。此云「良驽九百四十防而方防元所」者,以九百四十防比一蔀之朔防于元所,比日月之与地防,此止比日月与地防而不比天防,故不喻及一章之数。
厯法改革一阳生于子,中才交冬至,已属次年。葢冬至日极于南,却转而北,午景极长,渐改而短。亦犹夜以后属次日,界于子时正中。世间人事,一日始于天晓,一年始于建寅之月。故古者以建寅之月为正。如此则子丑两月虽属次年纪厯,则犹在旧歳,谓之敬授人时。即今月蚀夜半后,虽近晓,亦止以当夜言之,与子丑两月尚作旧年相似。三统之説,谓夏正建寅,商正建丑,周正建子。先儒考索,乃知商周二代虽以子丑为分颁授时之首,而月数未尝改易【案左传昭公十七年,梓慎曰:火出于夏为三月,于商为四月,于周为五月,乃月数改易之明证。此用后儒附防之説,谬也】至于厯法,则因气朔有差,后世累改,由古及今,六十余厯矣。周衰之时,司天失职,汉太初厯粗为可取,然犹踈畧未宻。唐一行作大衍厯,当时以为密矣,以今观之,犹自甚踈。葢嵗浅则差少,未觉久而积差渐多,不容不改。要当随时测验,以求天数之真。
星分棊布天体如圆瓜,古人分为十二次,乃似瓜有十二瓣也。周天三百六十五度余四之一,均作十二分,则一瓣计三十度四十三分七十五秒。度度皆辐辏于南北极。如是则其度敛尖于两端,最广处在于瓜之腰,一围名曰赤道。其度在赤道者,正得一度之广。去赤道逺者渐逺渐狭,虽有一度之名,寔为无腰围一度之广矣。各度皆以二十八宿之距星纪数,谓之经度。古人又谓天体如弹丸,东西南北相距皆然。东西分经,则南北亦当分纬。纬度皆以北极相去逺近为数,亦是三百六十五度余四之一。两极相距一百八十二度六十二分五十秒。赤道横分两极,与极相逺各九十一度三十一分二十五秒。天顶名曰嵩髙。北极偏于嵩髙而北者五十五度有竒。赤道则斜倚在嵩髙之南三十六度。葢北极既偏于嵩髙之北,南极既偏于地中之南,所以赤道不得不斜倚于南也。赤道虽倚南于东西两傍,犹在卯酉正位。由是观之,所谓天如弹丸者,得其圆象之似;所谓天如倚葢者,但以言其葢顶斜倚而辐辏;所谓天如鸡子者,喻其天包地外而已。
日道嵗差日行不由赤道,昼永在赤道北,昼短在赤道南,其道别名黄道。黄道之与赤道,似乎两环交差。且以冬至为始言之,太阳当时在赤道之南,横距赤道二十三度九十分。从冬至后行渐近北,迆逦向于赤道。及乎仲春之时,斜去冬至躔九十一度有奇,则在赤道之交矣。过交入赤道北,斜去九十一度有奇。及于夏至躔,则又与赤道逺,最近于北,横距亦二十三度九十分。从此渐渐转南,非由故道,乃一环而循歴两边,亦向赤道。及乎仲秋,交于赤道,已斜去夏至躔九十一度有竒,非春中之交,乃相对处耳。过出赤道南,斜去赤道九十一度有竒。及乎冬至,又躔元度。故曰天周嵗终。《尧典》云「日短星昴者,乃仲冬昴宿昬见于午方」。昬时若昴防正南,则知日躔虚防。何以言之?正东之方名曰卯位,正西之方名曰酉位,日正南处名曰午位。一日十二时,太阳厯过十二位乃定方也。天以各宿经度分为十二次,乃动体也。动者无常位,名曰天盘;定方有常位,名曰地盘。仲冬太阳在虚防,虚属天盘。子酉时,太阳在酉方,此际天盘子加地盘酉,子加酉则酉必加午。昴防属天盘酉,故昬见于正南。汉作《太初厯》推歩得冬至日在牵牛之初,今之授时厯推歩日躔,当至元冬至乃在箕九度二十二分一十八秒。以汉武时较帝尧时,已差一二十度。当时唐都洛下闳但拟八百年差一度,虽知有差,尚自疎畧。晋虞喜不用天周嵗终之术,谓天度与嵗日数殊,天自为天,嵗自为歳始将天体为三百六十五度二十六分,乃四分之一有余;歳防为三百六十五日二十四分,乃四分之一不足。一年差二分,五十年差一度。宋何承天以为嵗差太速,改为百年差一度。周天作三百六十五度二十五分半,周嵗作三百六十五日二十四分半。隋刘焯又从而酌中,以七十五年差一。度唐一行以八十三年差一度,自后诸厯各各不同。宋厯多在七十五度左右,统天厯谓周天赤道三百六十五度二十五分七十五秒,周歳三百六十五日二十四分二十五秒,百年差一度半。然又谓周歳渐渐不同,上古歳防多,后世歳防少。如此则上古歳差少,后世嵗差多。当今厯法仿之,立加减歳防之法,上考往古,百年加一秒;下验将来,百歳减一秒。至元辛巳行用至今,秒数尚作二十五,犹未减也。三代以前未有歳差之术,晋宋而后虽立嵗差之术,时或议论不定。李淳风犹自执説无差,谓冬至常躔斗十三度。至一行作大衍厯,而后论定,以后必立歳差。嵗差之法虽立,然差数嵗嵗如一,于前加后减之法犹自未知。今则知加减矣。若欲测其加减亲切之数,非嵗久曷能知之【案嵗差由于经星右旋,此考冬至日躔某防几度几分之一事。
至授时法立加减,谓之嵗实消长,与恒气冬至、定气冬至为一事。知定气之故,则不必言消长矣。二事各殊,絶不相涉,合而论之殊疎】授时厯以赤道分三百六十五度二十五分六十四秒,周天分三百六十五度二十五分七十五秒,相较一十一秒者,葢黄道一周同于歳防止计三百六十五日二十四分二十五秒,有似周天尚未足一分五十秒,是谓嵗差。其一分五十秒不在瓜之腰围,横距赤道二十四度,敛而狭之,止广一分三十九秒。以此一分三十九秒并入歳周,故云黄道三百六十五度二十四分六十四秒。黄道虽是嵗差,冬夏二至日躔必然横距赤道二十四度。黄道歳歳不由旧路,差移一分有余,斜络于二十八宿度之间。歳久则遍满而无非行过之所矣。今人斜卷麻苎之絘,周遭往返,非复故处,丝渐移重复缠络而成团者,名曰絘团,以喻此理最切【案赤道为天之中▯,如瓜之腰围,黄道斜交于赤道,半在赤道南,半在赤道北,最逺距赤道二十余度,冬至最南,夏至最北,相距四十余度,冬至后自南敛北,夏至后自北发南,日发敛于四十余度之间,右旋适一周而成嵗,于黄道本无纎防之差,使发敛未终则未成嵗矣。一嵗之日躔起冬至,复值其起处,而列防部星则稍移而前,积至六七十年差一度,是星右旋离最南一度,非日躔黄道未至最南一度也。唐一行分天自为天,嵗自为嵗,其所谓天指列宿之天,所谓歳指日躔黄道,分而二之,是也。然立法乃减歳余,益天周,谓嵗周不及天周,非也,此仍一行诸人之谬,而言黄道嵗嵗不由旧路,尤足滋惑】唐虞之时,冬至日躔子,夏至日躔午,春分日躔卯,秋分日躔酉,至今未及四千年,冬至日已躔寅,夏至日已躔申,春秋二分已躔巳亥,计其嵗差已退四五十度矣。由是观之,后万余年,冬至日反躔午,夏至日反躔子,春卯秋酉亦各互易,若周遭而复于旧躔,当在二三万年间。逆而推之,帝尧以前亦必如是,此决然之理也。北斗有柄,常指天盘卯辰间,唐虞之际,冬至太阳躔虚昬见时,天盘卯辰间加于地盘子,故十一月以斗柄指子为説。天旋一昼夜而周酉末戌初,则指丑矣。斗牛女虚危室壁,北天七防也,三冬太阳躔之,故曰日在北陆。今则嵗差,太阳冬至已躔箕属寅,冬至后日方躔斗,如此则季冬日在北陆,冬至已前尚在东陆也。冬至昬见时,太阳随天盘寅以加地盘申酉界畔,其天盘卯辰之间却加地盘戌,仰观斗柄指戌而不指子矣。今人于十一月犹以斗柄指子为説,是未知嵗差者也。然天体于一时转一位,戌末亥初却仍指子,但不可言初昬指耳。夫日躔既已嵗差,则昬旦亦差,唐虞初昬乃今戌亥之时,在后仲冬日差在卯,则斗柄夜半指子,差在午则平旦指子,差在酉则日中方指,子谓闰月指两辰之间者,可发一笑欤?
黄道损益子正,▯枵中于虗七度,赤道均分周天防度十二次,各三十度四十三分七十五秒。是将子中为的,而分之黄道防度与赤道防度有多寡之不同,各次之黄道防度亦不等。所以然者,冬夏二至之日,黄道平近于两极其度敛狭,每度约得十之九;春秋二分斜行赤道之交,赤道所在度既广而又斜行,每度十有一矣。四立之日度在酌中处,其余渐广狭迆逦而推。今之授时厯歩得冬至日躔箕防,以此寅申度数最少,巳亥度数最多,其余则多寡稍近。
<子部,天文算法类,推步之属,原本革象新书》>钦定四库全书