钦定续通志卷一百一
五分为一度,径六尺八分少,周一丈八尺二寸六分少。地在天内不动,立黄赤二道之规,南北二极之规,布列二十八宿、北斗、极星,置日月五星于黄道上,为之杠轴,以象天运,昏明中星与天相符。梁末置于文德殿前。至如斯制以为浑仪,则内阙衡管;以为浑象,而地不在外,是参两法,别为一体。就器用而求,犹浑象之流,外内天地之状,不失其位也。吴时又有葛衡,明逹天官,能为机巧,改作浑天,使地居于天中,以机动之,天动而地止,以上应晷度,则乐之所放述也。至元嘉十七年,又作小浑天,二分为度【案《宋书》作“以分为一度”,今命三百六十五度四分度之一为三百六十五分四分分之一,约之得周三尺六寸五分二厘五毫,与《隋书》所载周径俱不合。然以二分为一度,则周当得七尺三寸五厘,亦不合原数也。依《隋书》所载周径算之,当以一分八厘太为一度,盖史有阙文,难以意揣也】径二尺二寸,周六尺六寸,安二十八宿中外官星备足,以白、青、黄等三色珠为三家星。其日月五星悉居黄道,亦象天运,而地在其中。宋元嘉所造仪象器,隋开皇九年平陈后,并入长安。大业初移于东都观象殿。唐贞观初,李淳风上言:「舜在璇玑玉衡,以齐七政,则浑天仪也。」《周礼》「土圭正日景,以求地中有以见日行黄道之验也。」暨于周末,此器乃亡。汉洛下闳作浑仪,其后贾逵、张衡等亦各有之,而推验七曜,并循赤道。按冬至极南,夏至极北,而赤道常定于中,无南北之异。盖浑仪无黄道久矣。太宗异其説,因诏为之。至七年,仪成,表里三重,下据凖基,状如十字,末树鼇足以张四表。一曰六合仪,有天经双规、金浑纬规、金常规,相结于四极之内,列二十八宿。一曰十二辰经纬,三百六十五度。二曰三辰仪,圆径八尺,有璿玑规、月游规,列宿距度,七曜所行,转于六合之内。三曰四游仪,▯枢为轴,以连结玉衡游筩,而贯约矩规。又▯枢北树北辰,南矩地轴,傍转于内。玉衡在▯枢之间,而南北游,仰以观天之辰宿,下以识器之晷度,皆用铜。帝称善,置于凝晖阁,用之测候。阁在禁中,其后遂亡。开元九年,一行受诏改治新厯,欲知黄道进退,而太史无黄道仪。率府兵曹参军梁令瓒以木为游仪,一行是之,乃奏:「黄道游仪,古有其术而无其器,昔人潜思,皆未能得。今令瓒所为,日道月交,皆自然契合于推歩尤要,请更铸以铜鐡。」十一年仪成。一行又曰:「灵台鐡仪,后魏斛兰所作,规制朴畧,度刻不均,赤道不动,乃如胶柱,以考月行迟速,多差多,或至十七度,少不减十度,不足以稽天象授人时。」李淳风黄道仪,以玉衡旋规别帯白道,傍列二百四十九交,以擕月游,法颇难,术遂寝废。臣更造游仪,使黄道运行,以追列舍之变,因二分之中,以立黄道交于奎轸之间,二至陟降各二十四度,黄道内施白道。月环用究隂阳朓朒动合天运简而易从可以制器垂象永传不朽于是▯宗嘉之自为之铭又诏一行与令瓒等更铸浑天铜仪圆天之象其列宿赤道及周天度数注水激轮令其自转一昼夜而天运周外络二轮缀以日月合得运行每天西旋一周日东行一度月行十三度十九分度之七二十九转有余而日月会三百六十五转而日周天以木柜为地平令仪半在地下晦明朔望迟速有凖立木人二于地平上其一前置鼓以候刻至一刻则自击之其一前置钟以候辰至一辰亦自撞之皆于柜中各施轮轴钩键闗鏁交错相持置于武成殿前以示百官无几而铜鐡渐澁不能自转遂藏于集贤院其黄道游仪以古尺四分为度旋枢双环其表一丈四尺六寸一分广八分厚三分直径四尺五寸九分古所谓旋仪也南北斜两极上下循规各三十四度表里画周天度其一面加之银钉使东西运转如浑天游旋中旋枢轴至两极首内孔径大两度半长与旋环径齐玉衡望筩长四尺五寸八分广一寸二分厚一寸孔径六分衡旋于轴中旋运持正用窥七曜及列星之濶狭外方内圆孔径一度有半周日轮也阳经双环表一丈七尺三寸里一丈四尺六寸四分广四寸厚四分直径五尺四寸四分置于子午左右用八柱八柱相固亦表里画周天度其一面加之银钉半出地上半入地下双间使枢轴及玉衡望筩旋环于中也隂纬单环外内广厚周径皆凖阳经与阳经相衔各半内外俱齐面平上为天下为地横周阳环谓之隂浑也平上为两界内外为周天百刻天顶单环表一丈七尺三寸纵广八尺厚三分直径五尺四寸四分直中国人顶之上东西当夘酉之中稍南使见日出入令与阳经隂纬相固如鸟殻之里黄南去赤道三十六
译以五分为一度,直径六尺八分少,周长一丈八尺二寸六分少。地在天内而不动,设置黄道、赤道二道的圆规和南北两极的圆规,排列二十八宿、北斗、极星,把日月五星安置在黄道上,设置杠轴以象征天的运行,昏明时的中天星位置与天象相符。梁末时放置在文德殿前。至于把这种制度作为浑仪,则缺少衡管;作为浑象,则地又不在外面,这是参合两种方法而另成一体。就器物的用途来说,仍属于浑象一类,内外天地的形状也没有失去位置。吴时又有葛衡,明达天文,能够制造机巧器物;他改制浑天仪,使地处在天的中央,用机械使其转动,天转而地不动,上面与日影度数相应,这就是钱乐之所仿述的。到元嘉十七年,又制造小浑天仪,以二分为一度。【考《宋书》作“以一分为一度”。现在把三百六十五度四分度之一定为三百六十五分四分分之一,约算得周长三尺六寸五分二厘五毫,与《隋书》记载的周、径都不相合。然而若以二分为一度,周长应当是七尺三寸五厘,也与原数不合。】依照《隋书》所记周、径计算,应当以一分八厘太为一度,大概史书有缺文,难以凭意思推测。直径二尺二寸,周长六尺六寸;安置二十八宿以及中外官星,数量齐备;用白、青、黄等三色珠表示三家星。日月五星全都处在黄道上,也象征天的运行,而地在其中。宋元嘉年间制造的仪、象器,隋开皇九年平定陈国以后,并入长安;大业初年移到东都观象殿。唐贞观初年,李淳风上言:“舜在璇玑玉衡旁,以协调七政,这就是浑天仪。《周礼》说‘土圭用来校正日影,以求得地中的位置’,其中可以看出太阳运行于黄道的验证。到了周朝末年,这种器物就失传了。汉代洛下闳制造浑仪,此后贾逵、张衡等人也各自制造过,但推验七曜都沿用赤道。考察起来,冬至时太阳到达最南,夏至时到达最北,而赤道总是处在中间,南北没有差异。大概浑仪已经很久没有黄道了。”太宗对这种说法感到惊异,于是下诏制造黄道仪。到贞观七年,仪器制成,内外共有三重,下部以准基承托,形状像十字,末端设置鳌足以张设四表。第一重叫六合仪,有天经双规、金浑纬规、金常规,在四极以内相互连接,排列二十八宿。第二重叫十二辰经纬,共三百六十五度。第三重叫三辰仪,圆径八尺,有璇玑规、月游规,排列星宿距度和七曜运行的轨道,在六合仪内部转动。第四重叫四游仪,以玄枢为轴,连接玉衡游筒,并贯穿约束矩规;玄枢北端竖立北辰,南端为地轴,向旁边转动于内部。玉衡位于玄枢之间,能够南北游动;向上用来观察天上的辰宿,向下用来辨识仪器上的日影度数,全部用铜制成。皇帝称赞它好,把它放置在凝晖阁,用来测候天象。凝晖阁在禁中,这件仪器后来就失传了。开元九年,一行奉诏改修新历,想了解黄道的进退,但太史没有黄道仪。率府兵曹参军梁令瓒用木制成游仪,一行认为很好,于是上奏说:“黄道游仪,古代有这种方法却没有这种器物。前人暗中思考,都未能制成。如今梁令瓒所制的仪器,太阳运行轨道和月亮交点都自然相合,对于推步尤其重要,请再铸成铜铁仪器。”开元十一年仪器制成。一行又说:“灵台铁仪是后魏斛兰所制,规制粗略,度刻不均,赤道不能转动,像胶柱鼓瑟一样;用它考察月亮运行的迟速,误差很多,多时达到十七度,少时也不低于十度,不能用来考察天象、授予人时。” 李淳风的黄道仪用玉衡旋规另带白道,旁边排列二百四十九个交点,用来携带月游规,方法很是复杂,于是这项技术便废弃了。臣重新制造游仪,使黄道能够运行,以追随星宿位置的变化;又取春分、秋分的中点,在奎宿、轸宿之间设置黄道交点;冬至、夏至各上升、下降二十四度;黄道内部设置白道。月环用来考察阴阳、朓朒以及运动会合,使之与天体运行相合;方法简明易行,可以据此制造器物、显示天象,永久流传而不朽。于是玄宗嘉奖一行,亲自为它撰写铭文,又下诏命一行与梁令瓒等人重新铸造浑天铜仪,圆形以象征天体。仪器上排列星宿、赤道和周天度数,注水推动轮轴,使它自行转动;一个昼夜天体运行一周。外面连接两轮,系上太阳和月亮,使它们合乎运行规律:天每天向西旋转一周,太阳向东运行一度,月亮运行十三度十九分度之七;转动二十九周有余,日月相会一次;转动三百六十五周,太阳运行一周天。用木柜作为地平面,使仪器一半在地下,能够显示晦明、朔望和运行迟速,都有一定标准。地平面上立两个木人,一个木人前面放鼓以记录刻数,到一刻便自动击鼓;另一个木人前面放钟以记录时辰,到一辰便自动撞钟。柜中各自设置轮轴、钩键和关锁,彼此交错制约。仪器放在武成殿前,展示给百官。不久铜铁逐渐涩滞,不能自行转动,于是收藏在集贤院。黄道游仪以古尺四分为一度,旋枢双环表面长一丈四尺六寸一分,宽八分,厚三分,直径四尺五寸九分,就是古书所谓旋仪。南北斜向两极,上下沿着圆规各三十四度;表里刻画周天度数。其一面加装银钉,使它能够东西转动,像浑天仪的游旋。中央旋枢轴通向两极,轴端内孔直径二度半,长度与旋环直径相等。玉衡望筒长四尺五寸八分,宽一寸二分,厚一寸,孔径六分;衡在轴中旋转运行,保持正位,用来窥察七曜及列星的宽狭。外方内圆的孔径一度半,是周日轮。阳经双环表面周长一丈七尺三寸,内周长一丈四尺六寸四分,宽四寸,厚四分,直径五尺四寸四分;放置在子午线左右,用八根柱子固定。八柱相互固结,表里都刻画周天度数;一面加装银钉,半在地上,半入地下,两层之间使枢轴、玉衡望筒和旋环在其中转动。阴纬单环的外径、内径、宽、厚、周长、直径,都与阳经相合,并与阳经相衔,各自内外对齐,环面平整;上面象征天,下面象征地。横向的周圈阳环叫作阴浑,平面上作为天地两界,内外作为周天百刻。天顶单环表面周长一丈七尺三寸,纵向宽八尺,厚三分,直径五尺四寸四分;正对中国人头顶上方,东西位于卯酉中线稍南,使人能够看见日出日落;它与阳经、阴纬固定相连,如同鸟壳内部包着蛋黄。其南端距赤道三十六
度去黄道十二度,去北极五十五度,去南北平各九十一度强。赤道单环表一丈四尺五寸九分,纵八分,厚三分,直径四尺五寸八分。赤道者,当天之中,二十八宿之位也。双规运动,度穿一穴。古者秋分日在角五度,今在轸十三度;冬至日在牵牛初,今在斗十度。随穴退交,不复差谬。傍在夘酉之南,上去天顶三十六度而横置之。黄道单环表一丈五尺四寸一分,横八分,厚四分,直径四尺八寸四分。日之所行,故名黄道。太阳陟降,积歳有差。月及五星,亦随日度出入。古无其器,规制不知,凖的斟酌为率,防濶尤甚。今设此环,置于赤道环内,仍开合使运转,出入四十八度而极。画两方,东西列周天度数,南北列百刻,可使见日知时。上列三百六十防,与用卦相凖。度穿一穴,与赤道相交。白道月环表一丈五尺一寸五分,横八分,厚三分,直径四尺七寸六分。月行有迂曲迟速,与日月缓急相反。古亦无其器,今设于黄道环内,使就黄道为交会,出入六度以测每夜月离。上画周天度数,度穿一穴,拟移交会。皆用钢鐡游仪,四柱为龙,其崇四尺七寸。水槽及山崇一尺七寸半,槽长六尺九寸,高广皆四寸,池深一寸,广一寸半。龙能兴云雨,故以饰柱。柱在四维,龙下有山云,俱在水平槽上,皆用铜。宋熙宁七年,沈括上浑仪、浮漏、景表三议。浑仪议曰:五星之行有疾舒,日月之交有见匿,求其次舍经劘之会,其法一寓于日。冬至之日,日之端南者也。日行周天而复集于表鋭,凡三百六十有五日四分日之几一,而谓之歳。周天之体,日别之谓之度。度之离,其数有二。日行则舒,月行则疾,会而均别之曰赤道之度。日行自南而北,升降四十有八度而迤。别之曰黄道之度。度不可见,其可见者星也。日月五星之所由,有星焉当度之画者,凡二十有八而谓之舍。舍所以絜。度度所以生数也。度在天者,也为之玑衡。则度在器度,则日月五星可转乎器中,而天无所豫也。天无所豫,则在天者不为难知也。自汉以前为厯者,必有玑衡以自验。其后虽有玑衡而不为厯作为厯者亦不复以器自考,气朔星纬皆莫能知其必当之数。至唐僧一行改大衍厯法,始复用浑仪参实,故其术所得比诸家为多。臣尝歴考古今仪象之法,虞书所谓璿玑玉衡,唯郑康成粗记其法。至洛下闳制圆仪,贾逵又加黄道,其详皆不存于书。其后张衡为铜仪于密室中,以水转之,盖所谓浑象,非古之玑衡也。吴孙氏时,王蕃、陆绩皆尝为仪及象,其説以谓旧以二分为一度,而患星辰稠穊,张衡改用四分,而复椎重难运,故蕃以三分为度,周丈有九寸五分寸之三,而具黄赤道焉。绩之説以天形如鸟卵小椭,而黄赤道短长相害,不能应法。至刘曜时,南阳孔挺制铜仪,有双规,规正距子午以象天,有横规判仪之中以象地,有特规斜络天腹以候赤道,南北植干以法二极,其中乃为游规窥管。刘曜太史令晁崇、斛兰皆尝为鐡仪,其规有六,其外四窥常定,一象地形,一象赤道,其二象二极,其内二规可运转,乃是挺所谓双规者也。其制与挺法大同【按孔挺铜仪单横规以象地平,沈括省文曰“横规又有单规以象赤道”,沈括改名“特规”“双环规”以象二极枢,亦名“外双规”,沈括省文作“双规”,又有双规以象二极,沈括改名“游规】唯南北柱曲抱双规,下有纵衡水平,以银错星度小变旧法,而皆不言有黄道,疑其失传也。唐李淳风为圆仪三重,其外曰“六合”,有天经双规,金浑纬规,金常规;次曰“三辰”,转于六合之内,圆径八尺有璿玑规、月游规,所谓璿玑者,黄赤道属焉;又次曰“四游”,南北为天枢,中为游筩,可以升降游转,别为月道,傍列二百四十九交以擕月游一行以为难用,而其法亦亡。其后率府兵曹梁令瓒更以木为游仪,因淳风之法而稍附新意,诏与一行杂校得失,改铸铜仪,古今称其详确。至道中,初铸浑天仪于承天监,多因斛兰、晁崇之法。皇祐中,改铸铜仪于天文院,始用令瓒、一行之论,而去取交有失得。臣今辑古今之説,以求数象,有不合者十有三事。又言浑仪之为器,其属有二,相因为用。其在外者曰体,以立四方上下之定位;其次曰象,以法天之运行,常与天随。其在内玑衡,玑以察纬,衡以察经,求天地端极,三明匿见者,体为之用;察黄道陟降,辰刻运徙者,象为之用;
译度,距黄道十二度,距北极五十五度,距南北地平各九十一度强。赤道单环表面周长一丈四尺五寸九分,纵向宽八分,厚三分,直径四尺五寸八分。赤道处于天体中央,是二十八宿所在的位置。双规转动,每一度穿过一个孔。古代秋分时太阳在角宿五度,现在在轸宿十三度;古代冬至时太阳在牵牛宿初度,现在在斗宿十度。随着交点退移,不再发生差错。它旁边位于卯酉线南方,上距天顶三十六度,横向放置。黄道单环表面周长一丈五尺四寸一分,横向宽八分,厚四分,直径四尺八寸四分。太阳运行的轨道叫黄道。太阳上升、下降,经过多年会发生差异;月亮和五星也随太阳度数出入。古代没有这种仪器,规制无从考定,因而斟酌制定标准,偏差尤其大。现在设置此环,放在赤道环内,并使它能够开合转动,出入四十八度而到极限。环上画两个方格,东西排列周天度数,南北排列百刻,可以通过观察太阳知道时间;上面排列三百六十个点,与卦数相合;每度穿一个孔,与赤道相交。白道月环表面周长一丈五尺一寸五分,横向宽八分,厚三分,直径四尺七寸六分。月亮运行有迂曲、迟速,与日月运行的缓急相反。古代也没有这种仪器,现在把它设置在黄道环内,使它以黄道为交会位置,出入六度,用来测量每夜月亮的偏离。上面刻画周天度数,每度穿一个孔,用来模拟交点的移动。全部使用钢铁制成的游仪,四根柱子雕成龙,高四尺七寸。水槽和山形部分高一尺七寸半;槽长六尺九寸,高、宽都四寸;池深一寸,宽一寸半。龙能够兴云布雨,所以用来装饰柱子。柱子位于四维,龙的下面有山和云,都在水平槽上,全部用铜制成。宋熙宁七年,沈括上奏浑仪、浮漏、景表三议。浑仪议说:五星运行有快有慢,日月交会有出现和隐没;求取星宿次舍以及经度交会,其方法都归结于太阳。冬至这一天,是太阳南端到达最南的时候。太阳运行一周天,又回到表的尖端,总共三百六十五日又四分日之一有余,称为一岁。把天体周围按太阳每日的运行来划分,叫作度。度在天上的偏离,有两种数值。太阳运行缓,月亮运行急;日月交会后均匀分开,称为赤道度。太阳从南向北运行,升降四十八度而曲折前进,区分它叫黄道度。度数本身不能看见,能够看见的是星体。日月五星运行所经过的地方,有星体正好处在相应度数的划线上,共有二十八处,称为宿。宿是用来标示度数的,度数是用来产生计算数值的。天上的度数,也可以用玑衡来表示;器物上的度数,则可使日月五星在器物中转动,而天体本身不必参与。天体不参与,就不会难以知道天上的情况。汉代以前制定历法的人,必定有玑衡来亲自验证。后来虽然还有玑衡,但制定历法的人不再制作历法,也不再用器物亲自考验,因此节气、朔望、星纬都不能知道确定的数值。到唐代僧人一行改定大衍历法,才重新使用浑仪参照实际天象,所以他的历法所得比各家都多。臣曾逐一考察古今仪象的制度,《虞书》所说的璿玑玉衡,只有郑康成大略记载了它的制作方法。到洛下闳制造圆仪,贾逵又增设黄道,详细情况都没有保存于书中。此后张衡在密室中制造铜仪,用水使它转动,大概就是所谓浑象,并不是古代的玑衡。吴孙氏时期,王蕃、陆绩都曾制造仪和象;他们认为旧制以二分为一度,因星辰排列过密而有困难;张衡改以四分为一度,又沉重难以运转,所以王蕃以三分为一度,周长一丈九寸五分寸之三,并设置黄道、赤道。陆绩认为天的形状像较小而略扁的鸟蛋,但黄道、赤道长短相害,不能符合制度。到刘曜时,南阳人孔挺制造铜仪,有双规,圆规正对并距离子午线,以象征天;有横规横分仪器中央,以象征地;有特规斜着缠绕天体中部,以观测赤道;南北竖立柱杆,以象征二极;其中设置游规和窥管。刘曜的太史令晁崇、斛兰都曾制造铁仪,圆规共有六道;外面四道窥规固定不动,一道象征地形,一道象征赤道,另外两道象征两极;内部两道圆规可以转动,就是孔挺所说的双规。它的制度与孔挺的方法大体相同。【按:孔挺铜仪的单横规用来象征地平,沈括删略为“横规,又有单规用来象征赤道”;沈括改称“特规”“双环规”来象征两极枢纽,也称“外双规”,沈括删略为“双规”;又有双规用来象征两极,沈括改称为“游规”。】只是南北柱弯曲环抱双规,下设纵横水平构件,用银错刻星度,略微改变旧法;但都没有说有黄道,怀疑黄道之法已经失传。唐代李淳风制造三重圆仪,外层叫作“六合仪”,有天经双规、金浑纬规、金常规。其次叫作“三辰仪”,转动在六合仪内部,圆径八尺,有璿玑规、月游规;所谓璿玑规,就是连接黄道、赤道的圆规。再次叫作“四游仪”,南北两端为天枢,中间是游筒,可以升降、游转,另设月道,旁边排列二百四十九个交点,用来携带月游规。一行认为这种制度难以使用,这套方法后来也失传了。此后率府兵曹梁令瓒又用木制造游仪,因循李淳风的方法而略加新意;诏令他与一行共同校验得失,改铸铜仪,古今都称其详密准确。至道年间,开始在承天监铸造浑天仪,多采用斛兰、晁崇的方法。皇祐年间,在天文院改铸铜仪,开始采用梁令瓒、一行的理论,但对取舍仍有得有失。臣如今汇辑古今说法,用来探求数术和天象,其中有不相合的事情十三项。又说:浑仪作为器物,其构件有两类,互相配合发挥作用。外面的叫作体,用来确定四方上下的位置;其次叫作象,用来模拟天的运行,通常与天体同步。内部的玑衡中,玑用来观察纬度,衡用来观察经度;求天地的端极、日月五星三光的隐现,由体发挥作用;观察黄道升降、时辰刻数运行迁移,由象发挥作用。
四方上下无所不属者,玑衡为之用。体为之器,为圆规者四,其规之别:一曰经【按经即子午规,李淳风六合仪所谓天经者是也】经之规二,并峙正抵子午,若车轮之植。二规相距四寸,夹规为齿,以别去极之度。北极出纮之上三十有四度十分度之八彊,南极下纮亦如之。对衔二釭,聫二规以为一釭,中容枢。二曰纬【按纬即赤道】纬之规一,与经交于二极之中,若车轮之傍,南北距极皆九十一度彊。夹规为齿,以别周天之度。三曰纮【按纮即地平】纮之规一,上际当经之半,若车轮之仆,以考地际周赋十二辰,以定八方。纮之下有趺,从一衡一刻沟受水以为平,中沟为地,以受注水。四末建跌为升龙四,以负纮。凡浑仪之属,皆属焉。龙吭为纲维之,四楗以为固。象之为器,为圆规者四,其规之别:一曰玑【按玑亦天经也,第子午规不动,而玑则可以左右旋转,如赤极之各过极大圈为异耳】玑之规二,并峙相距如经之度,夹规为齿,对衔二釭,釭中容枢,皆如经之率,设之亦如经。其异者,经胶而玑可旋。二曰赤道【按赤道与上文所云纬者,第以一不动,一左右旋为异,理与玑同】赤道之规一,刻玑十分寸。之三,以衔赤道。赤道设之如纬。其异者,纬胶于经,而赤道衔于玑,有时而移度。穿一窍以移歳差。三曰黄道【按此黄道即李淳风三辰仪之璿玑规而去其月游规耳】黄道之规,一刻赤道十分寸之二,以衔黄道。其南出赤道之北际二十有四度,其北入赤道亦如之。交于奎角,度穿一窍,以铜编属于赤道。歳差盈度,则并赤道徙而西。黄赤道夹规为齿,以别均迤之度。玑衡之为器,为圆规。二曰玑,对峙相距如象玑之度【按象玑即上文象之为器,其规之别一曰玑者是也,与玑衡之玑同名,易于相淆,故以象玑别之】夹规为齿,皆如象玑。其异者,象玑对衔二釭,而玑对衔二枢,贯于象玑天经之釭中。三物相重而不相胶,为间十分寸之三,无使相切,所以利旋也。为横萧二,两端夹枢,属于玑。其中夹衡为横,一栖于横箫之间。中衡为轊,以贯横箫两末,入于玑之罅,而可旋。玑可以左右,以察四方之祥。衡可以低昂,以察上下之祥。其説最为详备。元初袭用金旧规环不协,难复施用。太史郭守敬创为简仪、仰仪,皆臻精妙。其説谓昔人以管窥天宿度余分,约为大半少,未得其的,乃用二线推测于余分纎防,皆有可考。简仪之制,四方为趺,纵一丈八尺三分去一以为广。趺面上广六寸,下广八寸,厚如上广。中布横輄三,纵輄三,南二北扺,南輄北一,南抵中輄。趺面四周为水渠,四隅及夘酉位为础。础为渠与四周渠相灌通【按以上言趺及础輄】北极云架柱二,植于干艮二隅础上,左右内向,其势斜凖赤道,合贯上规。规环径二尺四寸,中为距,相交为斜十字,中心为窍,以受北极枢轴。自云架柱斜上去趺面七尺二寸为横輄【按此横輄乃横于南北云架柱上,非趺面之横輄三纵輄三也】自輄心上至窍心为六尺八寸,又为龙柱二,植于夘酉础。中分之北,北向斜植以拄北架【按以上言北极架柱】南极云架柱二,植于夘酉础。中分之南,斜向坤巽二隅,相交为十字。其上与百刻环邉齐,在辰己未申之间,南倾之势凖赤道。自趺面斜上三尺八寸,为横輄,以承百刻环下邉。又为龙柱二,植于坤巽二隅础上,北向斜拄其端【按以上言南极架柱】四游双环,径六尺,中间相离一寸,相连于子午夘酉。当子午为圆窍,以受南北极枢轴。两面皆列周天度分,起南极扺北极,余分附于北极。去南北极窍两旁四寸,各为直距。距中心各为横闗,东西与两距相连。闗中心相连,厚三寸为窍,方八分,以受窥衡枢轴。窥衡长五尺九寸四分,中腰为圆窍,以受枢轴。衡两端为圭首,以取中。缩去圭首五分,各为侧立横耳,高二寸二分,广如衡面。中为圆窍,径六分,其中心上下一线界之,以知度分【按以上言四游环】百刻环径六尺四寸,周布十二时百刻,每刻作三十六分,又为十字距,所以承赤道环也。百刻环内广面卧施圆轴四,使赤道环旋转无澁滞之患。其环陷入南极架一寸,仍钉之【按以上言百刻环】赤道环径广厚皆如四游环,面刻列舍周天度分,中为十字距。中心为窍,以受南极枢轴。界衡二各长五尺九寸四分,广三寸。衡首斜剡五分,刻度分以对环面。中腰为窍,重置赤道环南极枢轴。其上衡两端自长窍至衡首防,厚倍之,取二衡运转皆着环面,而无低昂之失,且易得度分也【按以上言赤道环】二极枢轴皆以钢鐡为之,长六寸半,为本半为轴。
译四方上下没有不归属的部分,由玑衡发挥作用。体作为器物,圆规共有四道,各道的区别如下:第一叫经。【按:经就是子午规,即李淳风六合仪所说的天经。】经规有两道,并列竖立,正对并抵住子午线,像车轮直立。两规相距四寸,夹规处制成齿,用来区别距北极的度数。北极出纮的上方三十四度十分度之八强,南极在纮的下方也一样。两端各对接一个釭,把两规连接成一个釭,釭中容纳枢轴。第二叫纬。【按:纬就是赤道。】纬规一道,与经规在两极中间相交,像车轮旁边的轮缘;南北距极都九十一度强。夹规处制成齿,用来区别周天度数。第三叫纮。【按:纮就是地平。】纮规一道,上边缘正对经规的一半,像车轮倒置,用来考察地界,周围分布十二辰,以确定八方。纮规下有底座,沿着底座设置一道衡和刻沟,承接水以求水平;中间的沟作为地面,承受注入的水。四端建置趺座,雕成四条升龙,用来承托纮规。浑仪的各种构件都连接在这里。龙颈作为纲维,四根楗柱用来加固。象作为器物,圆规也有四道,各道的区别如下:第一叫玑。【按:玑也就是天经,但子午规不动,玑则可以左右旋转;区别只在于赤极分别越过极大圆。】玑规有两道,并列竖立,相距如经规的度数;夹规处制成齿,两端对接两个釭,釭中容纳枢轴,其他都与经规相同。不同之处在于,经规固定不动,而玑规可以旋转。第二叫赤道。【按:赤道与上文所说的纬,区别只在于一个不动,一个能够左右旋转,道理与玑相同。】赤道规一道,在玑规上刻十分寸之三,以衔接赤道;赤道规的设置与纬规相同。不同之处在于,纬规固定在经规上,而赤道规衔接在玑规上,可以移动度数;穿一个孔来移动岁差。第三叫黄道。【按:这里的黄道就是李淳风三辰仪的璿玑规,只是去掉了月游规。】黄道规一道,在赤道规上刻十分寸之二,以衔接黄道。它的南端伸出赤道北边二十四度,北端伸入赤道同样二十四度;在奎宿、角宿处相交,穿一个孔来表示度数,用铜丝连接在赤道上。岁差超过一度,就连同赤道一起向西移动。黄道、赤道的夹规制成齿,用来区别均匀曲行的度数。玑衡作为器物,是圆规。第二叫玑,有两道相对竖立,相距如象玑的度数。【按:象玑就是上文“象作为器物”中所说的第一类圆规玑;它与玑衡的玑同名,容易混淆,所以称为象玑以区别。】夹规制成齿,全部与象玑相同。不同之处在于,象玑两端对接两个釭,而玑两端对接两个枢轴,枢轴贯穿象玑天经的釭中。三种构件相互重叠却不相粘连,间隔十分寸之三,不使彼此接触,以便旋转。制作横箫两根,两端夹住枢轴,连接在玑上;横箫中间夹着衡,衡的一端安置在横箫之间。衡中间有轊,贯穿横箫两端,伸入玑的缝隙中,可以旋转。玑可以左右转动,用来考察四方的天象;衡可以俯仰,用来考察上下的天象。这种说法最为详备。元代初年沿用金代旧有规环,但彼此不协调,难以再次使用。太史郭守敬创制简仪、仰仪,都达到精妙程度。他说,古人用管来窥测天象,把星宿度数的余分约作大半少,仍未得到准确数值;于是采用两条线推测余分中的纤微部分,都可以考核。简仪的制度,四方设置底座,纵长一丈八尺三分去一,作为宽度。底座上面宽六寸,下面宽八寸,厚度与上面的宽度相同。中间横向铺设横輄三道,纵向铺设纵輄三道;南边两道,北边抵住;南边的一道北端抵住中央横輄。底座四周设水渠,四角以及卯酉位置设置础座;础座与水渠及四周水渠相互灌通。【按:以上说的是底座、础座和輄。】北极云架柱两根,竖立在艮、干两角的础座上,左右向内倾斜,形势斜对赤道,共同贯穿上面的圆规。圆规环直径二尺四寸,中间设置距,交叉成斜十字;中心开孔,用来承受北极枢轴。云架柱斜向上距底座面七尺二寸处设置横輄。【按:这道横輄是横置在南北云架柱上,不是底座面上横輄三道、纵輄三道中的横輄。】从横輄中心向上到孔中心为六尺八寸;又设置龙柱两根,竖立在卯酉础座上。中线以北,向北斜立,用来支撑北架。【按:以上说的是北极架柱。】南极云架柱两根,竖立在卯酉础座上;中线以南,斜向坤、巽两角,交叉成十字。它的上部与百刻环边缘齐平,位于辰、巳、未、申之间,向南倾斜的形势与赤道相准。从底座面斜向上三尺八寸处设置横輄,用来承托百刻环下边;又设置龙柱两根,竖立在坤、巽两角的础座上,向北斜撑其端部。【按:以上说的是南极架柱。】四游双环直径六尺,中间相距一寸,在子午、卯酉处相连;子午线处开圆孔,用来承受南北两极的枢轴。两面都排列周天度分,从南极到北极,余分附在北极。距南北两极的孔两旁各四寸处,各设置直距;距中心各设置横关,东西方向与两道直距相连。横关中心相连,厚三寸处开孔,方八分,用来承受窥衡的枢轴。窥衡长五尺九寸四分,中腰开圆孔,用来承受枢轴。衡的两端制成圭首,以便取得中点;削去圭首五分,各自制成侧立的横耳,高二寸二分,宽与衡面相同。中间开圆孔,直径六分,并从孔中心上下划一条界线,用来辨知度分。【按:以上说的是四游环。】百刻环直径六尺,周围分布十二时、百刻,每刻再分三十六分;又制成十字距,用来承托赤道环。百刻环内侧宽面横放四根圆轴,使赤道环转动时不至涩滞。环嵌入南极架一寸,仍用钉固定。【按:以上说的是百刻环。】赤道环的直径、宽度、厚度都与四游环相同,环面刻列星宿和周天度分,中间制十字距;中心开孔,用来承受南极枢轴。界衡两根,各长五尺九寸四分,宽三寸。衡首斜削五分,刻上度分以对着环面;中腰开孔,重叠安置在赤道环的南极枢轴上。上面的衡两端,从长孔到衡首的部分加厚一倍,使两根衡转动时都贴着环面,不发生俯仰偏差,也容易取得度分。【按:以上说的是赤道环。】两极枢轴都用钢铁制造,长六寸半,半段为本,半段为轴。
本之分寸一如上规距,心适取能容轴径一寸。北极轴中心为孔,孔底横穿通两旁,中出一线曲。其本出横孔两旁结之。孔中线留三分,亦结之。上下各穿一线,贯界衡两端。中心为孔,下洞衡防顺衡中心为渠,以受线直入内界长窍中至。衡中腰复为孔,自衡底上出结之【按以上言界衡上用二线之法】定极环广半寸,厚倍之,皆势穹窿。中径六度,度约一寸许。极星去不动处三度,仅容转周。中为斜十字,距广厚如环,连于上规环。距中心为孔径五厘,下至北极轴心六寸五分【按以上言定极环】又置铜板连于南极云架之十字,方二寸,厚五分。北面剡其中心,存一厘以为厚。中为圜孔,径一分。孔心下至南极轴心亦六寸五分【按以上言铜板】又为环二,其一隂纬环,面刻方位,取趺面纵横輄北十字为中心,卧置之【按以上言地平环】其一曰立运环,面刻度分,施于北极云架柱下,当卧环中心上属架之横輄,下抵趺輄之十字,上下各施枢轴,令可旋转。中为直距【按元史误直为置今改正】当心为窍,以施窥衡,令可俯仰用窥日月星辰出地度分,佐四游环东西运转,南北低昂【按佐字元史误作右今改正】凡七政列舍中外官去极度分【按元史误几为几今改正】皆测之。赤道环旋转与列舍距星相当,即转界衡使两线相对。凡日月五星中外官入宿度分皆测,百刻环转界衡,今两线与日相对,其下直时刻则昼刻也,夜则以星定之。比旧仪测日月五星出没而无阳经隂纬云柱之映。其仰仪之制,以铜为之,形若釡,置于甎台内,画周天度,唇列十二辰位,盖俯视騐天者也。其浑象之制,圜如弹丸,径六尺,纵横各画周天度分,赤道居中,黄道出入赤道各二十四度弱。明南北二京仪器,一以元法为断。万厯中西洋人利玛窦制浑天仪、球、地球等器,仁和李之藻撰《浑天仪説》,发明制造施用之法。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。其器之最精者为浑象、简平二仪图説,具见本书。【臣】等谨案:仪象之法,古则由畧而详,今则由繁而简。璿玑玉衡之器,久佚不传。洛下闳所制,马郑所训,粗得彷佛而已。刘曜时,南阳孔挺所制浑仪,始有双环以象天经,又有横单规以象地平,斜一单规以象赤道。则李淳风之六合仪,基于此矣。至其内双规置衡之制,《隋志》云:「衡既随天象东西转运,又自于双轴间得南北低昂。」是四游仪亦本于此,所少者祗三辰仪耳。夫推歩之术,先考日躔,而太阳所行,实由黄道。黄道不定,则七曜之行,皆不可得而考。故淳风所作三辰仪,増置黄赤二道,为璿玑一规则。七曜所行,转于六合之内,其功最钜。故自唐迄明,虽代有増损,而大致则不出于六合、三辰、四游之制。然淳风论浑仪久无黄道,并言贾逵、张衡推验七曜并循赤道,则非也。《后汉志》:贾逵造黄道铜仪,是黄道之仪,在逵以前,官无其器,而实始于逵也。宋元嘉中,太史令钱乐之所作浑仪,亦有黄赤二道之规。淳风所作,《隋志》具载其制。至元郭守敬简仪、仰仪出,而法愈简易,且省阳经、隂纬交映之弊,又以二线代窥管,可得度分纎防,法亦较旧为宻而确。厥后西人之象限、纪限诸仪,则精益求精者耳。【臣】等又案简仪之四游环用法与浑仪之四游环同,而其制迥异。原则外有经纬相结,今则双环平列,无经纬掩映之患。只如一环,又原在浑仪之内为第三重,今则取出在外,而中分其环,命为两极。北极枢轴连于上规之心,南极枢在赤道环心。故其铭曰:「四游两轴,二极是当。南极攸防,下乃天常也。」天常即百刻环与赤道相叠,言天常不言赤道,省文也。上规贯北云架柱之端,赤道百刻二环叠置,承以南云架柱。两云架柱斜倚之势,并凖赤道,则二轴相应如绳,正指两极,而四游环可以运动。其势恒与上下两规作正方折,其方中矩。故其铭词曰:「维北欹倾,取轴榘应也。」其地平环亦旧浑仪所有,然彼为六合仪之一规,此则独用平环卧置,以承立运。立运环浑仪所无,兹特设之,以佐四游之用。其制亦平环分度,而中分之为上下二枢。
译本段的分寸完全依照上规的距,中心孔正好能容纳直径一寸的轴。北极轴中心开孔,孔底横向穿通两旁,中间穿出一条曲线;本段在横孔两旁连接固定。孔中的线留下三分,也固定起来。上下各穿一条线,贯穿界衡两端。中心开孔,下面凿通衡端;沿衡中心开渠,使线直入内部的长孔。衡的中腰再次开孔,从衡底向上穿出并固定。【按:以上说的是界衡上使用两条线的方法。】定极环宽半寸,厚度加倍,整体呈穹窿形;中径六度,每度约一寸。极星距不动处三度,只容许转动一周。中间制斜十字距,宽厚与环相同,连接在上规环上;距中心开孔,孔径五厘,下至北极轴心六寸五分。【按:以上说的是定极环。】又设置铜板,连接在南极云架的十字处,方二寸,厚五分;北面削去中心部分,只留下厚一厘。中间开圆孔,直径一分;孔中心向下至南极轴心也是六寸五分。【按:以上说的是铜板。】又制作两道环:一道是阴纬环,环面刻方位,以底座面的纵、横輄北方十字处为中心,横放在此处。【按:以上说的是地平环。】另一道叫立运环,环面刻度分,设置在北极云架柱下方,正当横放环的中心,上端连接架上的横輄,下端抵着底座横輄的十字处;上下各设置枢轴,使它能够旋转。中间设置直距【按:《元史》误作“置”,今改正】,中央开孔,用来安置窥衡,使它能够俯仰运动,以窥测日月星辰出地的度数,辅助四游环作东西方向的运转和南北方向的升降【按:“佐”字,《元史》误作“右”,今改正】。凡七政列宿在内外官所处、距北极的度数,都可以测量【按:《元史》“几”字疑误,今改正】。赤道环转动到与列宿距星相应的位置,就转动界衡,使两条线相对。凡日月五星以及内外官进入星宿的度数,都可以测量。百刻环转到与日相对的位置,下方直指的时刻就是昼刻;夜间则用星来确定。与旧仪器相比,它能够测量日月五星的出没,而没有阳经、阴纬交映成云柱的弊病。仰仪的制度,是用铜制成,形状像釜,安置在砖台里面,绘有周天度数,釜口排列十二辰方位,是俯视来验证天象的仪器。浑象的制度,圆得像弹丸,直径六尺,纵横都绘有周天度数;赤道居中,黄道出入赤道各二十四度有余。明代南、北京城的仪器,全部以元代的方法为准。万历年间,西洋人利玛窦制造了浑天仪、浑天球、地球等仪器,仁和人李之藻撰写《浑天仪说》,阐明制造和使用的方法。它的制度不超出六合、三辰、四游三种方法;只是古法把北极出地度数铸成固定值,而这种仪器用子午提规,可以随着各地出地度数的高低而调整,使用起来更方便。其中最精密的器物,是浑象和简平二仪,图说都详见本书。臣等谨按:仪象的制度,古代由简略逐渐趋于详细,后世则由繁复逐渐趋于简便。璿玑玉衡的仪器早已失传。洛下闳所制的仪器,以及马融、郑玄的训释,只能大致得到它的形貌而已。刘曜时期,南阳人孔挺制造浑仪,开始设有象征天经的双环,又有象征地平的横向单规,以及斜置、象征赤道的单规。李淳风的六合仪,就是以此为基础的。至于在内层双规中设置衡的制度,《隋书·志》说:“衡既随着天象向东西转动,又能在双轴之间自行向南北升降。”这说明四游仪也以此为本,只缺少三辰仪罢了。推算历法,首先要考察太阳运行,而太阳实际沿黄道运行。黄道如果不能确定,七曜运行也就无法考察。因此李淳风制造三辰仪,增设黄道、赤道两道,作为璿玑的一种规。七曜运行在六合仪内部,这一作用最为重要。所以从唐代直到明代,虽然历代都有增删损益,但大体都不超出六合、三辰、四游的制度。然而李淳风说浑仪长期没有黄道,又说贾逵、张衡推验七曜都沿用赤道,这些说法并不正确。《后汉书·志》记载:贾逵制造黄道铜仪。可见黄道仪在贾逵以前虽无官府所制的器物,但实际始创于贾逵。宋元嘉年间,太史令钱乐之所制的浑仪,也有黄道、赤道两道的规。李淳风所制的仪器,《隋书·志》完整记载了它的制度。到元代郭守敬制造简仪、仰仪后,方法更加简便,而且省去了阳经、阴纬交相映照的弊病,又用两条线代替窥管,可以测得更细的度数,方法也比旧制更加严密准确。后来西方人的象限仪、纪限仪等,只是使精密程度更进一步罢了。臣等又按:简仪的四游环,用法与浑仪的四游环相同,但制度却完全不同。原来的浑仪外面有经纬环相交,现在则是双环平行排列,没有经纬环互相遮蔽的弊病。简仪只有一个环;原来它在浑仪内部,是第三重环,现在取出置于外面,并从中间分开,命名为两极。北极枢轴连接在上规的中心,南极枢轴位于赤道环的中心。因此铭文说:“四游有两轴,二极与之相当;南极所防护之处,下方就是天常。”天常就是百刻环与赤道环相重叠之处;这里说“天常”而不说“赤道”,只是省略文辞。上规贯穿北云架柱的顶端,赤道、百刻两环重叠设置,由南云架柱承托。两根云架柱都斜倚,其方向与赤道相准,于是两轴彼此相应如同绳线,正好指向两极,四游环也就可以转动。它的状态总是与上下两规形成直角,其直角符合矩法。因此铭文说:“向北倾斜,是为了使轴与矩相合。”地平环也是旧浑仪所有的,但旧制中它是六合仪的一道规;这里则单独制成平环,水平安放,用来承托立运环。立运环是浑仪没有的,这里特意设置,以辅助四游环使用。它的制度也是在平环上分度,并从中间分成上下两个枢轴。
上枢在北云架柱之横輄,下枢在地平环中心。二枢上下相应如垂绳之立,而环以之运,故谓之立运也。简仪凡有五环:一四游,二百刻,三赤道,四地平,五立运也。五环惟百刻、地平不动,其四游、赤道、立运三环并能运转。立运窥衡一,所以测日月星辰何方出地及其距地平之高下也。四游窥衡一,所以测去极之几何度分也。至于赤道一环,则有二衡,元史所谓界衡二者是也。赤道一环而能施二衡者,凡衡之枢在腰,而此二衡者并以赤道之南极轴为轴,重叠交加,可开可合。其不曰窥衡而曰界衡者,界衡之用在线,不设窥管也。用线之法,以线自衡枢间循衡底之渠,贯衡端小孔上出至北。极轴穿轴端所结线折而下行,玉衡之又一端入线折而成两,并自衡端上属北极,其势斜直,张而不弛。半衡如勾,而线为之▯。一衡首尾二线,重衡则四线矣。四线并起衡端而宗北极,故铭曰「上结北轴也」。测日之法,移衡对日,取前线之影正加后线,则衡之首尾二线与太阳参直,则衡端所指即太阳所到,加时早晚,时初时正,何刻何分,并可于百刻环得之。则一衡已足,故云「测日用一也」。测星之法,移衡就星,用目睨视,取衡上二线与其星相参直,则为正对,与用日景同理。其用二衡并测者,二十八舍皆有距星以命初度。若欲知各宿距度广狭者,法当以一衡正对距星,又以一衡正对次宿距星,则两衡间赤道度分即本宿赤道度分矣。若欲知中外官星入宿深浅者,以一衡对定所入宿距星,复以一衡正对此星,稽两衡间赤道,即得此星入宿度分矣。《元史》备载简仪之制,而铭词弗録,然测星兼二之用,则史所未言也。故畧与铭词而并解之。【臣】等又按:仰仪如釜,所以象地平下半周之浑天,其度必皆与地平上之天度相对待,故先平度之,从仪面之子午夘酉各作弧线,交于仪之底,即釜底之正中,亦即地平上之天顶也。次斜度之于地平下,子午半规自地平午数南极入地度为斜规之中心,为南极之入地度,亦即北极之出地度也。地平下之宗南极,犹地平上之宗北极,无二理也。铭曰:小大必周,入地画也;始周浸断,浸极外也。者言斜度之法也。斜画之度既宗南极,则其纬度之常隐不见者,每度皆绕极环行而成圆象,虽有大小,皆为全圆。若过此以徃,离南极浸逺,则纬度之圆浸大,其圆之在地平下者渐不能成全圆而为半圆者,以其渐出南极界外也。其云:「衡竿加卦巽坤内也,以负缩竿子午对也;未负机板窽纳芥也,上下悬直与镦会也。视日漏光何度在也?」防坤者,釜口南之正东西也;子午者,釜口之正南北也。以东西横竿负南北直竿,竿末则正直釜之中心,其形如板,板心为圆窍,则竿末之窍正对釜防之中,故云与镦会。镦即釜底之中心也。是其理即如地心与天顶相应矣。凡浑圆上经纬之相冲,必过其心。机板之窍既在地心,如浑圆心,从此透日光以至釜底,视其光之在何度,即可以知天上日躔之度分矣。故云「视日漏光何度在也」。其可以测发敛者,以纬度之迟速分之也;其可以测薄蚀之起复方位者,以日光自浑圆心透于釜底,必成小小圆象,而食分之浅深进退毕肖其中也。《元史·志》虽载仰仪铭词,而其理未着,故详解之。【臣】等又案西法之最精者,莫如浑盖、简平二仪。要而论之,亦即《周髀》葢天之法也。浑盖、平仪置北极于中心,其度最宻;次昼长规,又次赤道规,以渐而疎。其理易知;又次为昼短规,在赤道规外,其距赤道度与昼长规等,理宜取小,而今为平仪所限,不得不反展而大。其经纬度视赤道更濶以疎。然以稽天度,而七政之躔度亦知;考时刻而方位之加临不爽者,何也?立法之意,盖以人置身南极以望此极,故近人目者其度加寛,逺人目者其度加窄。视法之理宜然,而分秒忽防,一一与勾股割圆之切线相应也。至长规以外,度必更寛更濶,而平仪中不能容,不得不割而弃之矣。考之《周髀算经》言天象盖笠,地法覆槃,又云笠以写天,而其制弗详。今以理揆之,既地如覆槃,即有圆突隆起之形,则天如盖笠,必为圆坳曲抱之象。其制或当为半浑圆而空其中,畧如仰仪之制,则于高明下覆之形体相肖矣。是则必以北极为中心,赤道为邉际,其赤道以外渐敛渐窄,必别有法以相佐,或亦是半圆内空之形,而仍以赤道为邉,其赤道以南并取。
译上枢在北云架柱的横輄上,下枢在地平环的中心。上下两个枢轴彼此相应,如同垂绳竖立,环依靠它转动,所以称为立运。简仪共有五个环:一是四游环,二是百刻环,三是赤道环,四是地平环,五是立运环。五环中只有百刻环和地平环不动,四游、赤道、立运三环都能够转动。立运环有一根窥衡,用来测量日月星辰从什么方位出地,以及它们高出地平的程度。四游环有一根窥衡,用来测量它们距北极多少度。至于赤道环,则有两根衡,《元史》所谓“界衡二”就是它们。赤道一环之所以能安置两根衡,是因为一般衡的枢轴在中部,而这两根衡都以赤道的南极轴为轴,彼此重叠交叉,可以打开,也可以合拢。它们不称为窥衡而称为界衡,是因为界衡使用的是线,不设置窥管。使用线的方法,是把线从衡枢之间沿着衡底的沟槽穿过,再从衡端的小孔中穿出,向北延伸。线穿过北极轴的轴端后折向下行,玉衡的另一端也使线折成两条,并从衡端向上连接北极,线势斜直,张紧而不松弛。半段衡像弯钩,线就是它的弦。一根衡首尾有两条线,两根衡就有四条线。四条线都从衡端起始,以北极为归结处,所以铭文说“上端连接北轴”。测日的方法是移动衡使它对准太阳,取前线的影子恰好与后线重合;这样衡首尾两条线与太阳在同一直线上,衡端所指就是太阳所在的位置。加时的早晚、时初时正以及具体的刻分,都可以在百刻环上读出。因此一根衡就够了,所以说“测日用一”。测星的方法是移动衡对准星辰,用眼斜视,取衡上的两条线与星辰在同一直线上,这就是正对,原理与利用日影相同。使用两根衡同时测量,是因为二十八宿各有距星,以它确定初度。如果想知道各宿距度的宽窄,就用一根衡正对距星,再用另一根衡正对下一宿的距星;两衡之间的赤道度数,就是本宿的赤道度数。如果想知道内外官星进入星宿的深浅,就用一根衡对准它所进入星宿的距星,再用另一根衡正对这颗星;考察两衡之间的赤道度数,就能得到这颗星进入星宿的度数。《元史》完整记载了简仪的制度,却没有记录铭文;至于测星时兼用两衡的方法,史书也没有说到。因此这里略述仪器制度,并连同铭文一并解释。臣等又按:仰仪像釜,是用来象征地平线以下半周浑天的;它的度数必须都与地平线以上的天度相对应。因此先作平度:从仪面上的子、午、卯、酉各作弧线,交会于仪器底部,也就是釜底正中,同时也是地平线上天顶的位置。然后在地平线以下作斜度:子午半规从地平的午位向南数北极入地的度数,以此作为斜规的中心;北极入地的度数,也就是北极出地的度数。地平线以下以南极为归结,正如地平线以上以北极为归结,原理没有不同。铭文说:“小大都必须周全,是说入地部分所画的度数;开始周全而渐渐断开,是说逐渐到了极外。”这是说斜度的画法。斜画的度数既以南极为归结,那么纬度中通常隐没不见的部分,每一度都绕极运转而形成圆形;虽然大小不同,却都是完整的圆。越过这里以后,离南极逐渐变远,纬度的圆也逐渐变大;其中位于地平线以下的部分,渐渐不能形成完整圆而成为半圆,是因为它逐渐超出南极的范围。铭文又说:“衡竿加在巽、坤之内,是说横竿承负;缩竿使子午相对,是说纵竿相承;机板的孔用来容纳芥子,是说上下悬直而与镦相会;观察太阳漏下的光在什么度数上。” “坤”所指,是釜口南面的正东西方向;“子午”所指,是釜口的正南北方向。用东西向的横竿承托南北向的直竿,竿端正好直对釜的中心;竿端的形状像板,板中心有圆孔,于是竿端的孔正对釜口中央,所以说“与镦相会”。镦就是釜底的中心。这一原理就像地心与天顶相互对应。凡是浑圆上经纬线彼此相交,都必须经过圆心。机板的孔既然位于地心,就像浑圆的中心;从这里透过日光直到釜底,观察光落在哪个度数上,就可以知道天空中太阳运行的度数。因此说“观察太阳漏下的光在什么度数上”。它可以测量日行迟速,是根据纬度度数来区分的;它可以测量日食、月食开始和复圆的方位,是因为日光从浑圆中心透到釜底,必然形成很小的圆形影像,食分的浅深、进退,都能清楚地显现在其中。《元史·志》虽然记载了仰仪铭文,却没有阐明其中的道理,所以这里详细解释。臣等又按:西法中最精密的,莫过于浑盖、简平二仪。概括地说,它们也是《周髀》所说的盖天法。浑盖、平仪把北极置于中心,中心处的度数最密;其次是昼长规,再其次是赤道规,逐渐变得稀疏。这个道理容易明白。再其次是昼短规,位于赤道规之外;它与赤道的距离本来应当和昼长规相等,按理应取较小的度数,但现在受到平仪范围的限制,不得不反向展开而变大。它的经纬度比赤道处更加宽疏。然而用来考察天度,也能知道七政运行的度数;考察时刻,也能准确知道方位的加临,为什么呢?立法的意图,大概是把人置身于南极来观望这个极,所以靠近人的地方度数展开较宽,远离人的地方度数收窄。按照观察的道理本来就应如此,而分、秒、忽、微等细数,也都与勾股、割圆的切线相合。到了长规以外,度数必然更加宽阔,平仪中容纳不下,只能截取而舍弃。考察《周髀算经》,其中说天象像笠,地形像倒扣的盘;又说笠用来描画天象,却没有详细说明它的制度。现在按道理推究,既然地像倒扣的盘,具有圆形隆起的形状,那么天像笠,必然是圆形凹曲、环抱地面的形状。它的制度或许应当是半个浑圆而内部中空,大略像仰仪的制度,这样就与高明之处向下覆盖的形体相似了。这样一来,必定以北极为中心、以赤道为边界;在赤道以外逐渐收敛变窄,必定另有方法辅助,或许也是半圆内部中空的形状,仍以赤道为边界,并取赤道以南的部分。
其距赤道逺近,求其经纬度数而图之。至于南距赤道甚逺,不可见星之处,亦遂可空之不用。于是两器相合,即周天可见之星象俱全备而无遗矣。又或写天之笠,竟展而平,而以北极为心,赤道为邉,用割圆切线之法以考其经纬度数,则周天之星象可一一写其形容。其赤道南之星,亦展而平,而以赤道为邉,察星赤道起数,亦用切线度定其经纬,则近赤道者距疎,离赤道南者渐密,而一一惟肖。其不见之星,亦遂可空之。是虽不言南极,而南极已在其中。今西洋所作星图,自赤道中分为两,即此制也。夫笠以写天,既不出坳平二制,而浑盖之器乃能于赤道外展濶平邉,以得其经纬,遂能依各方之北极出地度,求其天顶所在及地平邉际,即昼夜长短之极差可见。于是地平之经纬与天度之经纬相与参伍错综,而如指诸掌,而于周髀之所言,无不一一相应。即断其为周髀盖天之遗术可矣。利氏名其器为浑盖通宪,盖有以得其源流,而不敢没其实也。【臣】等又案测天之器,圆者必为浑,平者即为盖,简平仪以平圆测浑图,是亦盖天之之一器也。今考其法,可以知一歳中日道发南敛北之行,可以知寒暑进退之节,可以知昼夜永短之故,可以用太阳高度测各地北极之出地,即可用北极出地求各地逐日太阳之高度,推极其变,而置赤道为天顶,即知其地之一年两度寒暑,而三百六旬昼夜皆平。若北极为天顶,即知其地之能以半年为昼,半年为夜,而物有朝生暮获。凡周髀中所言,皆可知之,故知其为盖天中之一器也。但周髀云笠以写天,与浑盖较亲切耳。天盖天以平写浑,必将以浑圆之度按而平之。浑盖之器,如剖浑球而空其中,乃仰置几案,以通明如玻璃之片平掩其口,则圆球内面之经纬度分映浮平面,一一可数,而变坳为平矣。然其度必中密而外疏,故同切线。此如人在天中,寘北极于中心,测浑天之内面乃正视也。简平之器则如浑球嵌于立屏之内,仅可见其半球,而以玻璃片悬于屏前,正切其球,四面距屏皆如球半径,而无欹侧,则球面之经纬度分皆可写记,而抑突为平矣。然其度必中濶而旁促,故用正▯。此如置身天外以测浑天之外面,故以极至交圏为邉,两极皆安于外周,以考其出入地之度,乃旁视也。由是言之,浑盖与简平异制而并得为盖天遗器,审矣。而一则用切线,一则用正▯,非是则不能成器,因以知三角八线之法并皆古人所有,而西人能用之,非其所创也。
钦定续通志卷一百一
译根据它们距离赤道的远近,求出经纬度数并绘制成图。至于南方距离赤道很远、不能看到星辰的地方,也就可以空缺而不用。这样两种仪器相互配合,整个周天中能够看见的星象就全都具备而没有遗漏了。又或者把描画天象的笠完全展开成平面,以北极为中心、以赤道为边界,用割圆切线的方法考察经纬度数,那么周天星象就可以一一描画出它们的形状。赤道以南的星辰,也展开成平面,以赤道为边界,察看星辰从赤道起算的度数,同样用切线度数确定经纬;这样,靠近赤道的地方星距稀疏,离赤道向南越远则逐渐密集,也都能与实际相似。看不见的星辰也就可以空缺。虽然没有明说南极,南极实际上已经包含在其中。现在西洋所制的星图,从赤道中间分成两幅,就是这种制度。笠用来描画天象,既不超出凹曲和平展两种制度,那么浑盖仪就能在赤道以外展开成宽阔的平面边界,以求得经纬度数,并且能够按照各地北极出地的度数,求出天顶所在和地平边界,于是昼夜长短的极差就可以看见。这样,地平的经纬与天度的经纬彼此参差错综,却又清楚得如同指掌;这与《周髀》所说的没有一处不相符合。由此完全可以断定,它是《周髀》盖天法的遗留技术。利玛窦把这种仪器命名为“浑盖通宪”,大概是因为他已经探得它的源流,不敢埋没其真实来历。臣等又按:测量天象的器具,圆的必定是浑仪,平的就是盖天仪;简平仪用平圆来测量浑圆图象,也是一种盖天仪器。现在考察它的方法,可以知道一年中太阳运行轨道向南展开、向北收敛的过程,可以知道寒暑进退的节令,可以知道昼夜长短的原因;还可以用太阳高度测量各地北极出地的度数,再用北极出地度数求各地每日太阳的高度,推求它的变化极限。假如把赤道置于天顶,就可以知道该地一年中有两次寒暑,三百六十昼夜长短均等。假如把北极置于天顶,就可以知道该地能够半年为昼、半年为夜,生物可能早晨出生、傍晚收获。《周髀》中所说的一切,都可以由此知道,所以可知它是盖天仪器中的一种。不过《周髀》说“笠用来描画天象”,与浑盖仪更加贴切。盖天法用平面描画浑圆,必定是把浑圆的度数按压展开成平面。浑盖仪像把浑球剖开并挖空内部,然后仰放在几案上,用透明如玻璃的平片水平遮住开口,这样球体内面的经纬度数就会映现在平面上,一一可以读数,也就把凹曲变成平面了。但它的度数必然中心密、外部疏,所以使用的是切线。这就像人在天球内部,把北极放在中心,测量浑天的内面,是正面观察。简平仪则像把浑球嵌在竖立屏风中,只能看见它的半球,再把玻璃片悬在屏风前面,正好切过球面;玻璃片四面到屏风的距离都等于球半径,而且没有倾斜,于是球面的经纬度数都可以描画记录,把凸起压成平面。但它的度数必然中央宽、两旁窄,所以使用正弦。这就像置身天球之外来测量浑天的外面,因此以两极至交圈为边界,把两极都安置在外周,以考察它们出入地平的度数,这是从侧面观察。由此说来,浑盖仪与简平仪制度不同,却都确实是盖天法遗留下来的器具。一种使用切线,一种使用正弦;若不是这样就不能制成仪器,由此可以知道三角八线的方法都是古人已有的,西方人只是能够使用它,并不是他们创制的。《钦定续通志》卷一百一
钦定四库全书钦定续通志卷一百二天文畧【六】刻漏昔黄帝创观漏水,制器取则,以分昼夜。其后因以命官,《周礼》挈壶氏则其职也。其法总以百刻分于昼夜,冬至昼漏四十刻,夜漏六十刻;夏至昼漏六十刻,夜漏四十刻;春秋二分昼夜各五十刻。日未出前二刻半而明,既没后二刻半乃昏,减夜五刻以益昼漏,谓之昏旦漏刻,皆随气增损。冬夏二至之间昼夜长短,凡差二十刻,每差一刻为一箭。冬至互起其首,凡有四十一箭。昼有朝、有禺、有中、有晡、有夕;夜有甲、乙、丙、丁、戊【按《周官司寤氏》掌夜时,郑注:夜时谓夜晚早,若今甲乙至戊。贾公彦疏云:甲乙则早时,戌亥则晚时,非也。郑自以甲乙丙丁戊五分夜为定,或讹戊为戍,贾疏遂承其讹而言戌亥耳。《顔氏家训》云:汉魏以来谓为甲夜、乙夜、丙夜、丁夜、戊夜,亦云一更、二更、三更、四更、五更,是其证也】昏旦有星中,每箭各有其数,皆所以分时代守更。其作役,汉兴张苍因循古制,犹多踈阔。及孝武考定星术,下漏以追天度,亦未能尽其理。刘向《洪范▯记武帝时所用法云:冬夏二至之间一百八十余日,昼夜差二十刻,大率二至之后九日而增损一刻焉。至哀帝时,又改用昼夜一百二十刻,寻亦寝废。至王莽窃位,又遵行之。光武之初,亦以百刻九日加减法编于甲令为常,符漏品。至和帝永元十四年,霍融上言:官术率九日增减一刻,不与天相应,或时差至二刻半,不如夏术漏刻随日南北为长短,乃诏用夏术漏刻,依日行黄道去极,每差二度四分为増减一刻,凡用四十八箭,终于魏晋相▯不改。宋何承天以月蚀所在当日之衡考騐日宿,知移旧六度,冬至之日其影极长,测量晷度,知冬至移旧四日前代诸漏,春分昼长,秋分昼短,差▯半刻,皆由气日不正,所以而然,遂议造漏法,春秋二分昏旦昼夜漏各五十五刻。齐及梁初因循不改,至天监六年,武帝以昼夜百刻分配十二辰,辰得八刻,仍有余分,乃以昼夜为九十六刻,一辰有全刻八焉。至大同十年,又改用一百八刻,依《尚书·考灵曜》昼夜三十六顷之数【按《周髀算经》赵君卿注引《考灵曜》曰:分周天为三十六头,头有十度九十六分度之十四长曰分,于寅行二十四头,入于戌行十二头短日分,于辰行十二头,入于申行二十四头,此之谓也。又考李籍《周髀音义》全録赵注亦作三十六头。隋志云三十六顷,未详孰是】因而三之。冬至昼漏四十八刻,夜漏六十刻;夏至昼漏七十刻,夜漏三十八刻;春秋二分昼漏六十刻,夜漏四十八刻。昏旦之数各三刻。先令祖暅之为漏经,皆依浑天黄道日行去极逺近为用箭日率。陈文帝天嘉中,亦命舍人朱史造漏,依古百刻为法。周、齐因循魏漏,晋、宋、梁大同,并于百刻分于昼夜。隋初用周朝尹公正、马显所造漏经。至开皇十四年,鄜州司马袁充上晷影漏刻,充以短影平仪均布十二辰,立表随日影所指辰刻,以騐漏水之节,十二辰刻互有多少,时正前后刻亦不同。袁充素不晓浑天黄道去极之数,茍役私智,变改旧章,其于施用未为精宻。开皇十七年,张胄元用后魏浑天铁仪测知春秋二分日出夘酉之北不正当中,与何承天所测颇同,皆日出夘三刻五十五分,入酉四刻二十五分,昼漏五十刻一十分,夜漏四十九刻四十分,昼夜差六十分刻之四十。仁寿四年,刘焯上《皇极术》,有日行迟疾,推二十四气皆有盈缩定日,春秋分定日去冬至各八十八日有竒,去夏至各九十三日有竒,二分定日昼夜各五十刻。又依浑天黄道騐知,冬至夜漏五十九刻一百分刻之八十六,昼漏四十刻一十四分;夏至昼漏五十九刻八十六分,夜漏四十刻一十四分。冬夏二至之间昼夜差一十九刻一百。分刻之七十二胄,元及焯漏刻并不施用。然其法制皆着在算术推騐,加时最为详审。大业初,耿询作古欹器,以漏水注之,献于焬帝。帝善之,因令与宇文恺依后魏道士李兰所修道家上法,称漏制造称水漏器,以充行从。又作候影分箭上水方器,置于东都干阳殿前鼓下司辰。又作马上漏刻,以从行辨时刻。唐大衍术晷漏中星畧例曰:日行有南北,晷漏有长短。然二十四气晷差徐疾不同者,句股使然也。直规中则差迟,与句服数齐则差疾【按一行此论即升度时差之法,其所谓规中即过二极二至经圈也。葢黄道与赤道斜交,二分以后,黄道如▯,赤道如股,故黄道一度,赤道一度不足赤道之度,既少则时刻加矣。二至以腰围大圜之度,当赤道距等小圏之度,故黄道一度,赤道一度有余,赤道之度既多则时刻减矣】随辰极髙下所遇不同,如黄道刻漏,此乃数之浅者,近代且犹未晓。
译《钦定四库全书》《钦定续通志》卷一百二 天文略【六】刻漏 从前黄帝创制观察漏水的仪器,制定器具取法,以此划分昼夜。后来沿用这种制度设置官职,《周礼》的挈壶氏就是掌管此事的官。其方法总的以一百刻分配昼夜:冬至昼漏四十刻、夜漏六十刻;夏至昼漏六十刻、夜漏四十刻;春分、秋分昼夜各五十刻。太阳未出前二刻半天已开始明亮,太阳落下后二刻半才昏暗,因此从夜漏中减去五刻加到昼漏上,称为昏旦漏刻,都随着节气增减。冬至、夏至之间昼夜长短总共相差二十刻,每相差一刻为一箭。以冬至相互起算,凡有四十一箭。白天分为朝、禺、中、晡、夕;夜间分为甲、乙、丙、丁、戊【按:《周官·司寤氏》掌管夜间时刻,郑玄注说:“夜时”就是夜晚和早晨,如今所谓甲乙至戊。贾公彦疏说甲乙是早时、戌亥是晚时,不对。郑玄本来就是把一夜分为甲乙丙丁戊五段,可能有人误把“戊”写成“戍”,贾疏于是承袭这一错误而说戌亥。《颜氏家训》说,汉魏以来称为甲夜、乙夜、丙夜、丁夜、戊夜,也称一更、二更、三更、四更、五更,这就是证明】。昏旦各有星宿居中,每箭各有相应的数目,都是用来划分时段、值守和更次的。汉朝兴起后,张苍沿用古制,仍然比较粗疏。到孝武帝考察确定星历之术,设置漏刻来追随天度,也还没有完全掌握其中的道理。刘向《洪范传》记载武帝时所用的方法说:冬至、夏至之间有一百八十多天,昼夜相差二十刻,大约冬至、夏至之后每九天增减一刻。到哀帝时,又改用昼夜一百二十刻,不久也废止了。王莽篡位后,又遵照实行。光武帝初年,也把一百刻每九天加减的方法编入甲令,作为常法,称为符漏品。和帝永元十四年,霍融上言说:官定方法大体每九天增减一刻,与天象不相应,有时相差达到二刻半,不如夏代的方法,让漏刻随着太阳南北运行而有长短;于是诏令采用夏代漏刻,依照太阳沿黄道运行时距北极的远近,每相差二度四分增减一刻,共使用四十八箭,这一制度直到魏晋相传而没有改变。宋代何承天以月食发生处所在的当日衡位考察太阳所在星宿,知道旧法需要移动六度;又在冬至测量太阳影长,知道冬至比旧历提前四天;还发现前代各种漏刻在春分昼长、秋分昼短,差了半刻。这些都由于节气和太阳运行不正,所以出现这种情况。于是他建议制定新的漏刻法,规定春分、秋分昏旦、昼、夜漏都各为五十五刻。齐朝以及梁初沿袭旧制没有改变。到天监六年,武帝把昼夜一百刻分配给十二辰,每辰得到八刻,还剩下余数,于是把昼夜改为九十六刻,每辰完整有八刻。到大同十年,又改用一百零八刻,依据《尚书·考灵曜》昼夜三十六顷的数目,再加三倍。冬至昼漏四十八刻、夜漏六十刻;夏至昼漏七十刻、夜漏三十八刻;春分、秋分昼漏六十刻、夜漏四十八刻;昏旦各三刻。起初命祖暅之制定漏经,都依照浑天黄道距北极远近,作为使用箭刻的依据。陈文帝天嘉年间,也命舍人朱史制造漏刻,依照古代一百刻为法。北周、北齐沿袭魏代漏法,晋、宋、梁大同年间,都把一百刻分配到昼夜之中。隋朝初年采用北周尹公正、马显所造的漏经。开皇十四年,鄜州司马袁充进献晷影漏刻。袁充用短影平仪平均分布十二辰,树立表杆,随着太阳影子所指的辰刻来验证漏水的节律;十二辰的刻数各不相同,时正前后的刻数也不同。袁充向来不懂浑天黄道距北极的度数,任意运用个人的见解改动旧制,在实际施用上还不精密。开皇十七年,张胄元用后魏浑天铁仪测得,春分、秋分太阳从卯、酉以北升起,并不正好在正中,这与何承天的测量大致相同:太阳在卯时三刻五十五分升起,在酉时四刻二十五分落下;昼漏五十刻一十分,夜漏四十九刻四十分,昼夜相差六十分刻之四十。仁寿四年,刘焯进献《皇极术》,其中推算太阳运行有迟疾,推得二十四气都有盈缩,并确定各气的定日;春分、秋分的定日,距离冬至各八十八日有余,距离夏至各九十三日有余;二分的定日昼夜各五十刻。他又依照浑天黄道测验得知,冬至夜漏五十九刻一百分刻之八十六,昼漏四十刻一十四分;夏至昼漏五十九刻八十六分,夜漏四十刻一十四分。冬至、夏至之间昼夜相差一十九刻一百分刻之七十二。张胄元和刘焯制定的漏刻都没有施行。不过他们的方法和制度都写在算术推验中,关于确定时刻最为详细严密。大业初年,耿询制作古代欹器,用漏水注入,进献给炀帝。炀帝认为很好,于是命他与宇文恺依照后魏道士李兰所修的道家上法,称量水漏,制造漏器,用来充作随行仪从。又制造候影分箭上水方器,放置在东都乾阳殿前鼓下的司辰处。还制造马上漏刻,用于随行辨别时刻。唐代《大衍术》论述晷漏中星的大略说:太阳运行有南北,日影和漏刻有长短。然而二十四气的晷影差异有迟有疾,是勾股法造成的。太阳运行到直规中央时,差异较慢;与勾股数相等时,差异较快【按:一行这里论述的是升度时差的方法。所谓“规中”,就是经过两极、二至的经圈。因为黄道与赤道斜交,春分、秋分以后,黄道如弦,赤道如股,所以黄道一度所对应的赤道度数不足一度,赤道度数既少,时刻就增加。二至时,黄道大圆的度数对应赤道距极相等的小圆度数,所以黄道一度所对应的赤道度数有余,赤道度数既多,时刻就减少】。随着各辰北极高度的不同,所遇情况也不同。像黄道刻漏这样的道理,是数术中较浅显的部分,近代尚且有人不明白。