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宋史 · 卷七十七·志第三十

宋史 · 目录

〔152〕求岳台午中晷影定数:置入二至后日及分,如初限已下者为初;已上,覆减二至限,余为末。其在冬至后初限、夏至后末限者,以入限日入分减一千九百三十七半,为泛差。仍以入限日及分乘其日盈缩积,(其盈缩积者,以入盈缩限日及分与二百相减相乘,为盈缩积也。)五因百约,用减泛差,为定差;乃以入限日及分自相乘,以定差乘之,满一百万为尺,不满为寸、分,以减冬至岳台晷影常数,余为其日午中晷影定数。其在冬至后末限、夏至后初限者,以三约入限日及分,减四百八十五少,为泛差;仍以盈缩差度减去极度,余者春分后、秋分前,四约,以加泛差,为定差。春分前、秋分后,以去二分日数乘之,六百而一,以减泛差,为定差。乃以入限日及分自相乘,以定差乘之,满一百万为尺,不满为寸分,以加夏至岳台晷影常数,为其日午中晷影定数。

求岳台正中午日影长度的定数:将冬至或夏至后的天数(包括分数)作为“入限日及分”。如果这个数小于初限,就属于初限;如果大于初限,则用二至限(冬至或夏至到下一个节气的总天数)减去它,得到末限。 对于冬至后的初限和夏至后的末限:用入限日分减去1937.5,得到泛差。再计算当日的盈缩积(计算方法是:用入盈缩限日分与200相减,再乘以这个差值,得到盈缩积)。将盈缩积乘以5再除以100,然后用泛差减去这个结果,得到定差。接着,将入限日分自乘,再乘以定差,结果除以100万(满100万为1尺,不满为寸分),用冬至岳台晷影常数减去这个值,剩余的就是该日正中午的日影长度定数。 对于冬至后的末限和夏至后的初限:将入限日分除以3,再减去485.25(少表示四分之一),得到泛差。然后计算盈缩差度减去极度,剩下的数值在春分后、秋分前时,除以4,加到泛差上,得到定差;在春分前、秋分后时,用离春分或秋分的天数乘以这个差值,再除以600,用泛差减去这个结果,得到定差。接着,将入限日分自乘,再乘以定差,结果除以100万(满100万为1尺,不满为寸分),加上夏至岳台晷影常数,得到该日正中午的日影长度定数。

〔153〕求每日午中定积日:置其日午中入二至后来日数及分,以其日盈缩分盈加缩减之,即每日午中定积日及分。

要计算每天正午的定积日,方法是:先记下当天正午距离上一次二至(冬至或夏至)已经过去的天数和余数(分数),然后用当天的“盈缩分”对这个数值进行加减调整——如果盈就加,如果缩就减——这样就能得到每天正午的定积日以及相应的余数。

〔154〕求每日午中消息定数:置定积日及分,在一象已下自相乘,已上,用减二至限,余亦自相乘,七因,进二位,以消息法除之,为消息常数;副置之,用减六百一半,余以乘其副,以二千六百七十除之,以加常数,为消息定数。(冬至后为息,夏至后为消。)

求每天正午时刻的消息定数:将定积日与分(即累积的日数和小数部分)放置,如果在一象以下,就自乘(平方);如果在一象以上,就用定积日分减去二至限,余数再自乘;然后乘以7,再前进两位(即乘以100),用消息法(一个常数)除,得到消息常数。再设置一个副数,用六百的一半(即300)减去这个副数,余数乘以副数本身,再除以2670,加上前面的常数,得到消息定数。冬至后为息(增长),夏至后为消(减缩)。

〔155〕求每日黄道去极度:置其日消息定数,十六乘之,满四百一除之为度,不满,退除为分,春分后加六十七度三十一分,秋分后减一百一十五度三十一分,即每日午中黄道去极度及分。

要算出每天正午太阳的黄道去极度:先拿当天的消息定数,乘以16,如果这个数够401,就除以401得出度数;如果不够一度,就换算成分(一度等于一百分)。春分过后,在结果上加67度31分;秋分过后,减去115度31分。这样就能得到每天正午时黄道去极度的度数和分数。

〔156〕求每日太阳去赤道内外度:置其日黄道去极度及分,与一象度相减,余为太阳去赤道内、外度及分。(去极多为日在赤道外,去极少为日在赤道内。)

计算每天太阳在赤道南侧或北侧偏离赤道的度数:把当天太阳在黄道上的位置距离北极的度数(包括分数),减去一个象限的度数(即90度),剩下的就是太阳在赤道内侧或外侧的度数(包括分数)。(如果距离北极的度数大于90度,说明太阳在赤道以南;如果小于90度,说明太阳在赤道以北。)

〔157〕求每日晨昏分及日出入分半昼分。置其日消息定数,春分后加二千一百少,秋分后减三千三百八少,各为其日晨分;用减统法,余为昏分。以昏明分加晨分,为日出分;减昏分,为日入分;以日出分减半法,余为半昼分。

计算每天的晨分、昏分、日出分、日入分和半昼分。首先确定当天的消息定数(太阳运动的不均匀修正值),春分后加上2100又1/4(二千一百少),秋分后减去3308又1/4(三千三百八少),这样得到的数值就是那天的晨分;用统法(一天的总分数)减去晨分,剩下的就是昏分。然后用昏明分(晨昏朦胧时长)加上晨分,得到日出分;用昏明分减去昏分,得到日入分;最后用半法(统法的一半)减去日出分,得到半昼分。

〔158〕求每日距中度:置其日晨分,进位,十四因之,以四千六百一十一除之为度,不满,退除为分,即距子度。用减半周天,余为距中度;五而一,为每更差数。

计算每天的“距中度”的方法是:先把当天的晨分数值进行进位处理(比如乘以10),再乘以14,接着除以4611,得到的整数部分就是度数;如果除不尽,就把余数退位换算成分,这就是“距子度”。然后用半周天(也就是天空转动半圈的角度,古代通常取182.625度)减去这个距子度,剩下的就是“距中度”。最后,把距中度除以5,就得出“每更差数”,也就是一夜五更中每更之间相差的度数。

〔159〕求每日夜半定漏:置晨分,进一位,如刻法而一为刻,不满为刻分,即每日夜半定漏。

计算每天半夜时分的漏刻读数:先把晨分这个数值,乘以十(进一位),再除以刻法这个数,得到的整数就是刻数,剩下的零头就是刻分,这样就算出了每天半夜的漏刻读数。

〔160〕求每日昼夜刻及日出入辰刻:置夜半定漏,倍之,加五刻,为夜刻。减百刻,为昼刻。以昏明刻加夜半定漏,命子正,算外,得日出辰刻。以昼刻加之,命如前,即日入辰刻。(其辰数依发敛术求之。)

要计算每天的白天和夜晚的刻数,以及日出和日落的具体时刻,具体方法是:将夜半定漏的数值乘以2,再加上5刻,就得到了夜晚的刻数。然后用总刻数100减去夜刻,就得到白天刻数。把昏明刻加上夜半定漏,从子正(即午夜零点)开始算起,推算之后,就能得到日出时刻的刻数。再用白天刻数加上日出时刻,同样从子正算起,就得到日落时刻的刻数。至于其中的辰数,需要按照发敛术的办法来求得。

〔161〕求更点辰刻:置其日夜半定漏,倍之,二十五而一为筹差;半之,进位,为更差。以昏明刻加日入辰刻,即甲夜辰刻;以更筹差累加之,满辰刻及分去之,各得每更筹所在辰刻及分。(若用司辰漏者,倍夜半定漏,减去待旦十刻,余依术算,即得内中更筹也。)

要推算更和筹所对应的时辰和刻数:先取该日夜半时分的定漏数值,将其加倍,除以25得到筹差;再将筹差减半,取整,得到更差。将昏明刻加上日入辰刻,就是甲夜(初更)的起始时辰;然后依次累加更差和筹差,每满一个时辰的刻和分就减去,就能得到每一更和每一筹所处的具体时辰和刻分。(如果使用司辰漏,则将夜半定漏加倍,减去待旦的十刻,剩下的按上述方法计算,就能得到宫中的更筹时间。)

〔162〕求每日昏晓中星及五更中星:置距中度,以其日昏后夜半赤道日度加而命之,即得其日昏中星所格宿次,命之曰初更中星。以每更差度加而命之,即乙夜中星。以更差度累加之,去命如前,即五更及晓中星。(若依司辰星漏倍距子度,减去待旦三十六度五十二分半,余依术求更点差度,即内中昏晓五更及攒点中星也。)

要计算每天黄昏和拂晓时的中星,以及夜里五个更次的中星,方法是:先设定一个“距中度”,然后用当天黄昏之后、半夜时太阳在赤道上的位置加上这个距中度,就能得到当天黄昏时中星所在的星宿位置,这个位置就叫初更中星。接着,用每个更次对应的度数差(更差度)加上初更的位置,就得到二更(乙夜)的中星。继续用更差度依次累加,像前面一样命名,就得到五更和拂晓时的中星。(如果按照司辰星漏的方法,把距离子午线的度数(距子度)加倍,然后减去等待天亮的那三十六度五十二分半,剩下的部分按方法求更点和差度,那就是皇宫内使用的黄昏、拂晓、五更和攒点时的中星。)

〔163〕求九服距差日:各于所在立表候之,若地在岳台北,测冬至后与岳台冬至晷影同者,累冬至后至其日,为距差日。若地在岳台南,测夏至后与岳台晷影同者,累夏至后至其日,为距差日。

要推算九服地区的“距差日”:各地在自己所在的位置竖立标杆来观测日影。如果该地在岳台以北,就测量冬至后日影与岳台冬至日影长度相同的那一天,从冬至后开始累计到那一天,这就是“距差日”。如果该地在岳台以南,就测量夏至后日影与岳台夏至日影长度相同的那一天,从夏至后开始累计到那一天,这也是“距差日”。

〔164〕求九服晷影:若地在岳台北冬至前后者,以冬至前后日数减距差日,为余日。以余日减一千九百三十七半,为泛差。依前术求之,以加岳台冬至晷影常数,为其地其日午中晷影定数。冬至前后日多于距差日者,乃减去距差日,余依法求之,即得其地其日午中晷影定数。若地在岳台南夏至前后者,以夏至前后日数减距差日,为余日。乃三约之,以减四百八十五少,为泛差。依前术求之,以减岳台夏至晷影常数,即其地其日午中晷影定数。如夏至前后日数多于距差日,乃减去距差日,余依法求之,即得其地其日午中晷影定数,即晷在表南也。

计算各地日影长度的方法:如果观测地点在岳台以北,并且在冬至前后,就用冬至前后的日数减去距差日,得到余日。用余日减去1937.5,得到泛差。按照前面的方法计算,然后加上岳台的冬至日影常数,就得到该地该日正午的日影定数。如果冬至前后的日数多于距差日,就减去距差日,剩下的按照方法计算,也能得到该地该日正午的日影定数。如果观测地点在岳台以南,并且在夏至前后,就用夏至前后的日数减去距差日,得到余日。然后把余日除以三,减去485.25(原文“四百八十五少”指485.25),得到泛差。按照前面的方法计算,再用岳台的夏至日影常数减去这个结果,就得到该地该日正午的日影定数。如果夏至前后的日数多于距差日,就减去距差日,剩下的按照方法计算,也能得到该地该日正午的日影定数,这时日影在圭表的南边。

〔165〕求九服所在昼夜漏刻:各于所在下水漏,以定二至夜刻,乃相减,余为二至差刻。乃置岳台其日消息定数,以其处二至差刻乘之,如岳台二至差刻二十除之,所得为其地其日消息定数。乃倍消息定数,进位,满刻法约之为刻,不满为分,以加减其处二至夜刻,(春分后、秋分前,以加夏至夜刻;秋分后、春分前,以减冬至夜刻。)为其地其日夜刻;以减百刻,余为昼刻。(求日出入差刻及五更中星,并依岳台法求之。)

要计算各地每天的昼夜时长:首先在各个地方用水漏计时,确定夏至和冬至那天的夜刻,然后将两者相减,得到夏至夜刻和冬至夜刻的差数(称为二至差刻)。接着,取岳台(标准观测点)的某个常数(消息定数),乘以该地的二至差刻,再除以岳台的二至差刻(即20),结果就是该地的消息定数。将这个定数加倍,并按进位规则处理,用刻法单位约成整刻,不够一刻的就算作分。然后用这个数值调整该地的夏至或冬至夜刻(具体规则:春分后到秋分前这段时间,把数值加到夏至夜刻上;秋分后到春分前这段时间,从冬至夜刻里减去),这样就得到了该地该日的夜刻。最后用100刻减去夜刻,得到昼刻。(至于计算日出日落的具体时间差以及五更天和半夜星的位置,都按照岳台的方法去推算。)