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元史 · 卷五十五·志第七

元史 · 目录

〔1〕△授时历经下

这是《授时历》经书的下卷

〔2〕【步中星第五】

这是《步中星》的第五篇,讲的是关于中星推算的内容。

〔3〕大都北极,出地四十度太强。

元大都(北京)的北极星(北极出地)高度是四十度多。

〔4〕冬至,去极一百一十五度二十一分七十三秒。

在冬至这一天,太阳距离北极点的角度是一百一十五度二十一分七十三秒。

〔5〕夏至,去极六十七度四十一分一十三秒。

夏至这一天,太阳距离北极的角度是六十七度四十一分一十三秒。

〔6〕冬至昼,夏至夜,三千八百一十五分九十二秒。

冬至那天的白天和夏至那天的夜晚,时长都是三千八百一十五分九十二秒。

〔7〕夏至昼,冬至夜,六千一百八十四分八秒。

夏至那天的白天时长和冬至那天的黑夜时长,都是六千一百八十四分八秒。

〔8〕昏明,二百五十分。

黄昏与黎明之间,相隔二百五十分。

〔9〕黄道出入赤道内外去极度及半昼夜分

黄道在赤道南北移动的度数(即黄赤交角引起的赤纬变化),以及由此导致的昼夜长短变化和昼夜平分点。

〔10〕(表略)

这里省略了表格内容。

〔11〕求每日黄道出入赤道内外去极度

计算每天黄道在赤道北侧或南侧的位置(也就是黄道与赤道的角度距离)。

〔12〕置所求日晨前夜半黄道积度,满半岁周,去之,在象限已下,为初限;已上,复减半岁周,余为入末限;满积度,去之,余以其段内外差乘之,百约之,所得,用减内外度,为出入赤道内外度;内减外加象限,即所求去极度及分秒。

先摆出你要求的那天半夜(晨前夜半)的太阳在黄道上的累积度数。如果这个数超过半岁周(也就是180度),就减掉半岁周。剩下的如果在90度以下,就算作“初限”;如果超过90度,就再减一个半岁周,剩下的作为“末限”。然后,如果累积的度数满了某个标准,就再减掉。剩下部分用这个时段的“内外差”乘以它,再除以100,得到的结果用来减或加“内外度”,就得到出入赤道的内外度数。最后,如果是内,就减一个象限(90度);如果是外,就加一个象限,这样算出来的就是你要找的去极度(包括分秒)。

〔13〕求每日半昼夜及日出入晨昏分

求每天半夜、中午以及日出、日落和晨昏(天亮和天黑)的时刻分数。

〔14〕置所求入初末限,满积度,去之,余以昼夜差乘之,百约之,所得,加减其段半昼夜分,为所求日半昼夜分;)前多后少为减,前少后多为加。以半夜分便为日出分,用减日周,余为日入分;以昏明分减日出分,余为晨分;加日入分,为昏分。

把要计算的那个数值放到初末限里,如果它超过了积度,就减去积度,剩下的数乘以昼夜差,再除以一百,得到的结果按照该段的半昼夜分进行加减,就得到所求那天的半昼夜分(前面多后面少就减,前面少后面多就加)。把半夜分直接当作日出分,用日周减去日出分,余数就是日入分;用昏明分减去日出分,得到晨分;把日入分加上,就是昏分。

〔15〕求昼夜刻及日出入辰刻

计算白天和黑夜的时长(刻数),以及日出和日落的时辰与刻数。

〔16〕置半夜分,倍之,百约,为夜刻;以减百刻,余为昼刻;以日出入分依发敛求之,即得所求辰刻。

把半夜时刻的刻分数值加倍,再除以一百,就得到夜刻的数值;用一百刻减去夜刻,剩下的就是昼刻的数值;然后根据日出和日落时刻的刻分数,用发敛的方法去推算,就能得到所求时辰的具体刻数。

〔17〕求更点率

请求修改夜间计时的更点制度(或请求调整更鼓和滴点的标准)。

〔18〕置晨分,倍之,五约,为更率;又五约更率,为点率。

把晨分的数值翻倍,然后连续约分五次,得到更率;再把更率连续约分五次,得到点率。

〔19〕求更点所在辰刻

求更和点所在的时辰和刻数。

〔20〕置所求更点数,以更点率乘之,加其日昏分,依发敛求之,即得所求辰刻。

先设定想要计算的更点数,用更点率乘这个数,再加上当天的昏分,然后按照发敛的算法推算,就能得到对应的辰刻。

〔21〕求距中度及更差度

求取距离的度数和变化的差度。

〔22〕置半日周,以其日晨分减之,余为距中分;以三百六十六度二十五分七十五秒乘之,如日周而一,所得,为距中度;用减一百八十三度一十二分八十七秒半,倍之,五除,为更差度及分。

设定半日周,用当天的晨分减去这个数值,得到的差值叫做距中分;用距中分乘以三百六十六度二十五分七十五秒,再除以日周,计算出的结果就是距中度;然后用距中度减去一百八十三度一十二分八十七秒半,将差值加倍,再除以五,就得到了更差度及更差分。

〔23〕求昏明五更中星

推算黄昏和黎明时五更天的中星位置。

〔24〕置距中度,以其日午中赤道日度加而命之,即昏中星所临宿次,命为初更中星;以更差度累加之,满赤道宿次去之,为逐更及晓中星宿度及分秒。其九服所在昼夜刻分及中星诸率,并准随处北极出地度数推之。(已上诸率,与晷漏所推自相符契。)

设置一个名为“距中度”的度数值,用当天正午太阳在赤道上的度数加上它,就得到黄昏时中天星所在的星宿位置,把这个位置命名为初更的中星;然后用每更的差度依次累加,累加满一个赤道宿次的间隔就减去,这样算出每一更以及拂晓时中星的具体度数(包括分和秒)。至于各地(九服)的昼夜刻分以及中星的各种比率,都根据当地北极星出地的高度(即地理纬度)来推算。(以上这些比率,与用日晷和漏刻推算的结果自然吻合。)

〔25〕求九服所在漏刻

计算天下九服地区的漏刻时刻。

〔26〕各于所在以仪测验,或下水漏,以定其处冬至或夏至夜刻,与五十刻相减,余为至差刻。置所求日黄道,去赤道内外度及分,以至差刻乘之,进一位,如二百三十九而一,所得内减外加五十刻,即所求夜刻;以减百刻,余为昼刻。(其日出入辰刻及更点等率,依术求之。)

各自在所在地用仪器进行测量,或者使用水漏计时,来确定当地冬至或夏至那天的夜间刻数。用这个夜间刻数与五十刻相减,余数就是至差刻。接下来,取所求那天的太阳在黄道上的位置,算出它偏离赤道内外的度数(包括分),用至差刻乘以这个度数,将乘积的数值扩大一位(即乘以十),再除以二百三十九,得到的结果按照(太阳在赤道)内侧就减去五十刻、外侧就加上五十刻的方式运算,最终得到所求那天的夜间刻数。用一百刻减去夜间刻数,余数就是白天刻数。(至于那天的日出时刻、日落时辰以及夜间更点等数据,按照相应方法来推算。)

〔27〕交终分,二十七万二千一百二十二分二十四秒。

“交终分”这个术语,指的是黄白交点运行的周期分数,具体数值是二十七万二千一百二十二分二十四秒,也就是二十七万二千一百二十二点二四分(272122.24分)。

〔28〕交终,二十七日二千一百二十二分二十四秒。

交终,指的是交点月的周期结束,整个周期的时间长度是二十七天、二千一百二十二分、三十四秒。

〔29〕交中,十三日六千六十一分一十二秒。

交中这个时刻,发生在第十三天又六千零六十一分十二秒的时候。

〔30〕交差,二日三千一百八十三分六十九秒。

交差这个数值等于两天加上三千一百八十三分六十九秒。

〔31〕交望,十四日七千六百五十二分九十六秒半。

交望,是指十四天七千六百五十二分九十六秒半这么长时间。用现代的话来说,就是大约14.7652965天。

〔32〕交应,二十六万一百八十七分八十六秒。

交应是二十六万一百八十七分八十六秒。

〔33〕交终,三百六十三度七十九分三十四秒。

交终这个数值是三百六十三度七十九分三十四秒。

〔34〕交中,一百八十一度八十九分六十七秒。

交中的数值是一百八十一度八十九分六十七秒。

〔35〕正交,三百五十七度六十四分。

正交(指月球轨道与黄道的一个交点)的位置是三百五十七点六四度。

〔36〕中交,一百八十八度五分。

中交点,一百八十八度五分。

〔37〕日食阳历限,六度。 定法,六十。

日食在阳历中的限度是六度。固定的计算方法是六十。

〔38〕阴历限,八度。 定法,八十。

阴历的限度是八度。固定的法则是八十。

〔39〕月食限,十三度五分。 定法,八十七。

月食发生的极限角度范围是十三度五分,定法是八十七。

〔40〕推天正经朔入交

推算周历正月平朔时刻月亮进入黄白交点的情形。

〔41〕置中积,加交应,减闰余,满交终分,去之;不尽,以日周约之为日,不满为分秒,即天正经朔入交泛日及分秒。)上考者,中积内加所求闰余,减交应,满交终去之,不尽,以减交终,余如上。

设置中积,加上交应,减去闰余,如果满一个交终分,就减去;剩下的数,用日周约成日数,不够的为分秒,这就是天正经朔入交泛日及其分秒。向上考究时,在中积里加上所求的闰余,减去交应,满交终就减去,剩下的部分用交终减去,余数同上。

〔42〕求次朔望入交

计算下一个初一或十五的时候,月亮走到黄道和白道交叉点附近的日期。

〔43〕置天正经朔入交泛日及分秒,以交望累加之,满交终日,去之,即为次朔望入交泛日及分秒。

先设定天正历的经朔(平朔)时刻,与月亮正好位于黄白交点附近的时间(入交泛日),并把对应的分秒数也记下来。然后用这个时间加上一个交点望月(从朔到望再加交点移动的时间,即半个交点月)的时长,反复累加。如果累计的结果超过了完整的交点月周期(交终日),就从中减去一个交点月的时长。这样得到的结果,就是下一个朔日或望日发生时,月亮正好位于交点附近的时间(入交泛日)以及相应的分秒数。

〔44〕求定朔望及每日夜半入交

计算定朔(确定的初一)、望日(满月)以及每天半夜时分月球进入黄白交点的情况。

〔45〕各置入交泛日及分秒,减去经朔望小余,即为定朔望夜半入交。若定日有增损者,亦如之。否则因经为定,大月加二日,小月加一日,余皆加七千八百七十七分七十六秒,即次朔夜半入交;累加一日,满交终日,去之,即每日夜半入交泛日及分秒。

将各交点的运行天数及分秒数分别代入,减去经朔望的小余(即不够一整天的余数),就得到定朔望夜半时刻的入交数值。如果定朔望的日期有增减,也按同样方法处理。否则就依据经朔望来定,大月加两天,小月加一天,其余都加七千八百七十七分七十六秒,这样就得到下一个朔日(初一)夜半的入交数值;每天累加一天,加到满一个交终日(即交点周期)时,就去掉它,这样就能得到每一天夜半的入交总天数及分秒。

〔46〕求定朔望加时入交

计算确定朔日和望日时月亮进入黄白交点的时间。

〔47〕置经朔望入交泛日及分秒,以定朔望加减差加减之,即定朔望加时入交日及分秒。

先定好经朔望的入交泛日及分秒,然后用定朔望的加减差来加减一下,就能得到定朔望加时时的入交日及分秒了。

〔48〕求交常交定度

计算交食的常数和定度。

〔49〕置经朔望入交泛日及分秒,以月平行度乘之,为交常度;以盈缩差盈加缩减之,为交定度。

设定经过朔日或望日以后到进入黄白交点的大概天数(包括分和秒),用月球平均每天运行的度数乘以这个天数,得到交点常度;再用月球运行快慢的差值(盈缩差)进行加减(盈时加,缩时减),得到交点定度。

〔50〕求日月食甚定分

计算日食和月食发生的精确时刻。

〔51〕日食:视定朔分在半日周已下,去减半周,为中前;已上,减去半周,为中后;与半周相减、相乘,退二位,如九十六而一,为时差;中前以减,中后以加,皆加减定朔分,为食甚定分;以中前后分各加时差,为距午定分。

比如说计算日食,先看定朔分是在半日周以下还是以上。如果在半日周以下,就先用半日周减去定朔分,得到中前;如果在半日周以上,就直接用定朔分减去半日周,得到中后。然后拿这个中前或中后,与半日周相减得到一个差值,再用这个中前或中后与这个差值相乘,把乘积的小数点往左移两位(即除以100),再除以96,计算出来的就是时差。如果原来是中前,就从定朔分中减去时差;如果是中后,就加上时差,这样调整后,得到食甚定分。最后,把原来的中前或中后各自加上时差,就得到距午定分。

〔52〕月食:视定望分在日周四分之一已下,为卯前;已上,覆减半周,为卯后;在四分之三已下,减去半周,为酉前;已上,覆减日周,为酉后。以卯酉前后分自乘,退二位,如四百七十八而一,为时差;子前以减,子后以加,皆加减定望分,为食甚定分;各依发敛求之,即食甚辰刻。

计算月食:观测到的定望分如果在日周的四分之一以内,就叫“卯前”;如果超过四分之一,就减去半个日周,得到“卯后”的分;如果在日周的四分之三以内,就减去半个日周,得到“酉前”;如果超过四分之三,就减去整个日周,得到“酉后”。把卯前卯后或酉前酉后的这个分数平方,再退两位(除以100),然后除以478,就得到时差。如果定望分在子时之前,就减去时差;如果在子时之后,就加上时差。这样调整后的定望分就是食甚定分。再依据发敛的方法就能求出食甚的具体时辰和刻数了。

〔53〕求日月食甚入盈缩历及日行定度

计算日食和月食达到食甚的时候,太阳处在盈缩历中的位置,以及太阳运行的具体度数。