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宋史 · 卷四十八·志第一

宋史 · 目录

〔10〕二曰游规,径五尺二寸,围一丈五尺六寸,广一寸二分,厚四分,上亦刻周天,以釭贯于双规巅轴之上,令得左右运转。凡置管测验之法,众星远近,随天周遍。

第二种叫游规,直径五尺二寸,周长一丈五尺六寸,宽度一寸二分,厚度四分。上面也刻着周天度数,用轴销穿过双规顶端的轴,让它能够左右转动。使用窥管观测时,众星的远近会随着天球一起运转。

〔11〕三曰直规,二,各长四尺八寸,阔一寸二分,厚四分,于两极之间用夹窥管,中置关轴,令其游规运转。

第三条叫做直规,一共有两个,每个长四尺八寸,宽一寸二分,厚四分。在仪器的两极之间,装有用夹子固定的窥管,中间安有关轴,使得游规能够灵活转动。

〔12〕四曰窥管,一,长四尺八寸,广一寸二分,关轴在直规中。

第四样是窥管,有一件,长四尺八寸,宽一寸二分,它的转轴安装在直规的中间。

〔13〕五曰平准轮,在水臬之上,径六尺一寸三分,围一丈八尺三寸九分,上刻八卦、十干、十二辰、二十四气、七十二候于其中,定四维日辰,正昼夜百刻。

第五个叫平准轮,放在水臬上面,直径六尺一寸三分,周长一丈八尺三寸九分,上面刻有八卦、十天干、十二地支、二十四节气、七十二候,用来确定四维的方位和时日,并校正昼夜的百刻。

〔14〕六曰黄道,南北各去赤道二十四度,东西交于卯酉,以为日行盈缩、月行九道之限。凡冬至日行南极,去北极一百一十五度,故景长而寒;夏至日在赤道北二十四度,去北极六十七度,故景短而暑。月有九道之行,岁匝十二辰,正交出入黄道,远不过六度。五星顺、留、伏、逆行度之常数也。

第六种情况是关于黄道的。黄道在南北方向离天赤道各二十四度,在东西方向与卯(东)和酉(西)相交,用来作为太阳运行盈亏和月亮九道运行的界限。冬至时太阳运行到最南边,离天北极一百一十五度,所以影子长且天气寒冷;夏至时太阳在天赤道以北二十四度,离天北极六十七度,所以影子短且天气暑热。月亮有九条运行轨道,每年绕十二辰一周,当它和黄道正交接时,出入黄道的距离最远不超过六度。五大行星的顺行、停留、隐藏、逆行的度数规律是固定的。

〔15〕七曰赤道,与黄道等,带天之纮以隔黄道,去两极各九十一度强。黄道之交也,按经东交角宿五度少,西交奎宿一十四度强。日出于赤道外,远不过二十四度。冬至之日行斗宿,日入于赤道内,亦不过二十四度,夏至之日行井宿;及昼夜分,炎凉等。日、月、五星阴阳进退盈缩之常数也。

第七是赤道,它和黄道一样长,像一条环绕天空的带子,把黄道隔开。它距离南极和北极都是九十一度多一点。黄道和赤道交叉的地方,按经度来说,东边交在角宿五度少的位置,西边交在奎宿十四度强的位置。太阳出现在赤道以外时,最远不超过二十四度;冬至那天,太阳运行到斗宿,进入赤道以内,也不超过二十四度;夏至那天,太阳运行到井宿。到了春分和秋分,白天黑夜一样长,冷热也均衡。这就是太阳、月亮和五大行星阴阳消长、进退盈亏的固定规律。

〔16〕八曰龙柱,四,各高五尺五寸,并于平准轮下。

第八个部件叫做龙柱,一共有四根,每根的高度是五尺五寸,并且都安装在平准轮的下面。

〔17〕九曰水臬,十字为之,其水平满,北辰正。以置四隅,各长七尺五寸,高三寸半,深一寸。四隅水平则天地准。

第九种叫做水臬,做成十字形状。里面水装得满满的,并且对着北极星校准方向。然后把它放在四个角落,每条边都是七尺五寸长,三寸半高,一寸深。四个角落都水平了,天地就准了(也就是说整个测量系统就标准了)。

〔18〕唐贞观初,李淳风于浚仪县古岳台测北极出地高三十四度八分,差阳城四分。今测定北极高三十五度以为常准。

在唐朝贞观初年,李淳风在浚仪县(今河南开封附近)的古岳台测量了北极星高出地平面的角度,结果是三十四度八分,这个数值与在阳城(今河南登封)测量的结果相差四分。现在(我们)测定北极星的高度为三十五度,并以此作为固定的标准。

〔19〕熙宁七年1074七月,沈括上《浑仪》《浮漏》《景表》三议。

熙宁七年七月,沈括向朝廷进献了《浑仪》《浮漏》《景表》三篇论述文章。

〔20〕《浑仪议》曰:

《浑仪议》这篇文章说:

〔21〕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锐,凡三百六十有五日四分日之几一,而谓之岁。周天之体,日别之谓之度。度之离,其数有二:日行则舒则疾,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。度在器,则日月五星可抟乎器中,而天无所豫也。天无所豫,则在天者不为难知也。

五星的运行有快有慢,日月的交会有显现和隐藏,要推算它们运行到的星宿和相互交会的时刻,这些方法都归结到太阳的运行上。冬至那天,是太阳处在最南端的时候。太阳运行一周天,再次回到圭表的顶端,总共经过三百六十五又四分之一天,这叫做一年。周天的整体,每天所走的行程叫做度。度的划分有两种:太阳运行有时慢有时快,取它们的平均值来划分,叫做赤道度;太阳运行从南向北,升降四十八度而倾斜着划分,叫做黄道度。度是看不见的,能看见的是星星。日月五星运行所经过的路径上有星宿。在度数的界限上一共有二十八个星宿,叫做舍(星宿)。舍是用来度量度的,度是用来产生历法数据的。度本来在天上,但制造了璇玑玉衡(浑天仪),度就体现在仪器上了。度体现在仪器上,日月五星的运行就可以在仪器上推演,而天本身不再干预。天不干预,那么天上的现象就不难了解了。

〔22〕自汉以前,为历者必有玑衡以自验迹。其后虽有玑衡,而不为历作。为历者亦不复以器自考,气朔星纬,皆莫能知其必当之数。至唐僧一行改《大衍历法》,始复用浑仪参实,故其术所得,比诸家为多。

从汉代以前,编历法的人一定用浑天仪来验证自己的推算结果。后来虽然还有浑天仪,但已经不是专门为编历法而用了。编历法的人也不再用仪器自我检验,所以节气、每月初一、星辰的位置,都没人知道它们准确的数据。直到唐代僧人一行修改《大衍历法》,才重新用浑仪来对照实际天象,因此他这套方法算出来的结果,比其他各家都要好。

〔23〕臣尝历考古今仪象之法,《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,其说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。绩之说以天形如鸟卵小橢,而黄、赤道短长相害,不能应法。至刘曜时,南阳孔定制铜仪,有双规,规正距子午以象天;有横规,判仪之中以象地;有时规,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、斛兰皆尝为铁仪,其规有六,四常定,以象地,一象赤道,其二象二极,乃是定所谓双规者也。其制与定法大同,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,中为游筒可以升降游转,别为月道,傍列二百四十九交以携月游。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,初铸浑天仪于司天监,多因斛兰、晁崇之法。皇祐中,改铸铜仪于天文院,姑用令瓒、一行之论,而去取交有失得。

我研究过历代制造天文仪器的方法。《虞书》里说的璿玑玉衡,只有郑玄大概了解它的制作方法。后来落下闳制作了圆形的浑仪,贾逵又增加了黄道环,但详细的制作方法都没有记载下来。之后张衡在密室中造了铜质的水运浑象,用水作为动力让它转动,那就是所谓的浑象,不是古代的玑衡。三国东吴时期,王蕃和陆绩都做过浑仪和浑象,他们解释说,以前是把星间距离两分作为一度,但感觉星辰太密集,张衡改成了四分一度,但又显得太重,运转不灵。所以王蕃改为三分一度,周长一丈零九寸又五分之三寸,并且加上了黄道和赤道。陆绩则认为天像个椭圆形的鸟蛋,而黄道和赤道长短不同互相冲突,不符合实际天象。到了刘曜统治时期,南阳人孔定制作了铜仪,有双规,正对着南北子午线代表天;有横规,把仪器分成两半代表地;有时规,斜着绕在天腹用来观测赤道;南北立起柱子,模拟两极;中间有游规和窥管。刘曜的太史令晁崇和斛兰也做过铁仪,有六道规,其中四道固定,代表地;一道代表赤道;两道代表两极,这就是孔定说的双规。他们的制法和孔定的大体相同,只是南北柱弯曲抱着双规,下面有纵横方向的水准仪,用银镶嵌星度,稍微改变了旧的方法。但他们都没有提到黄道,估计是失传了。唐代李淳风做了三层圆仪:最外层叫六合,有天经双规、金浑纬规、金常规;中间层叫三辰,在六合内旋转,直径八尺,有璿玑规、月游规,所谓的璿玑,包括了黄道和赤道;最内层叫四游,南北两头是天枢,中间有游筒可以升降和旋转,另外还设了月道,旁边排列了二百四十九个交点来指挥月亮的运行。一行认为这个仪器不好用,它的制作方法也就失传了。后来率府兵曹梁令瓒改用木头做了游仪,沿用李淳风的方法并加了些新设计,皇帝下诏让他和一行一起检测比较,改铸成铜仪,古今都认为它详细准确。到了宋太宗至道年间,在司天监第一次铸造浑天仪,主要采用斛兰、晁崇的方法。宋仁宗皇祐年间,在天文院改铸铜仪,暂且用了梁令瓒和一行的方法,但在取舍上各有得失。

〔24〕臣今辑古今之说以求数象,有不合者十有三事:

我现在收集了古代和现代的种种说法,用来探究数理和天象,发现其中有十三处对不上的地方。