〔13〕其法首曰步发敛。取嘉靖甲寅岁为历元,元纪四千五百六十,期实千四百六十一,节气岁差一秒七十五忽,岁周气策无定率,各随岁差求而用之。律应(即气应)五十五日六十刻八十九分,律总旬周六十日。次曰步朔闰。朔望弦策与《授时》同,闰应十九日三十六刻十九分。次曰步日躔。日平行一度,躔周(即天周)三百六十五度二十五分,躔中半之,象策又半之,辰策十二分躔周之一。黄、赤道岁差,盈初缩末限,缩初盈末限,俱与《授时》同,周应二百三十八度二十二分三十九秒。(按《授时》求日度法,以周应加积度,命起虚七,其周应为自虚七度至箕寸十度之数。《万年历法》以周应减积度,命起角初,其周应为箕十度至角初度之数,当为二百八十六度四十五分。今数不合,似误。)次曰步晷漏。北极出地度分,冬、夏至中晷恒数,并二至昼夜长短刻数,俱以京师为准。参以岳台,以见随处里差之数。次曰步月离。月平行、转周、转中,与《授时》同。离周(即迟疾限)三百三十六限十六分六十秒,离中半之,离象又半之。转差一日九十刻六十分。转应七日五十刻三十四分。次曰步交道。正交、中交与《授时》同。距交十四度六十六分六十六秒。交周、交中、交差,与《授时》同。交应二十日四十七刻三十四分。次曰步交食。日食交外限六度,定法六十一,交内限八度定法八十一。月食限定法与《授时》同。次曰步五纬。合应:土星二百六十二日三千二十六分,木星三百一十日一千八百三十七分,火星三百四十三日五千一百七十六分,金星二百三十八千三百四十七分,水星九十一日七千六百二十八分。历应:土星八千六百四日五千三百三十八分,木星四千一十八日六千七十三分,火星三百一十四日四十九分,金星六十日一千九百七十五分,水星二百五十三日七千四百九十七分。周率、度率及晨夕伏见度,俱与《授时》同。
他的方法首先叫“步发敛”。取嘉靖甲寅年为历元,元纪四千五百六十,期实一千四百六十一,节气岁差一秒七十五忽,岁周气策没有固定率,各随岁差求而用之。律应(即气应)五十五日六十刻八十九分,律总旬周六十日。其次叫“步朔闰”。朔望弦策与《授时历》相同,闰应十九日三十六刻十九分。其次叫“步日躔”。太阳平行一度,躔周(即天周)三百六十五度二十五分,躔中半之,象策又半之,辰策十二分躔周之一。黄道、赤道岁差,盈初缩末限,缩初盈末限,都与《授时历》相同,周应二百三十八度二十二分三十九秒。(按《授时历》求日度的方法,以周应加积度,从虚宿七度起算,其周应是自虚七度至箕宿十度之数。《万年历法》以周应减积度,从角宿初度起算,其周应是箕十度至角初度之数,应当是二百八十六度四十五分。现在数字不合,似乎有误。)其次叫“步晷漏”。北极出地度分,冬至、夏至中晷常数,以及二至昼夜长短刻数,都以京师(北京)为准。参用岳台,以显示各地里差之数。其次叫“步月离”。月亮平行、转周、转中,与《授时历》相同。离周(即迟疾限)三百三十六限十六分六十秒,离中半之,离象又半之。转差一日九十刻六十分。转应七日五十刻三十四分。其次叫“步交道”。正交、中交与《授时历》相同。距交十四度六十六分六十六秒。交周、交中、交差,与《授时历》相同。交应二十日四十七刻三十四分。其次叫“步交食”。日食交外限六度,定法六十一,交内限八度,定法八十一。月食限定法与《授时历》相同。其次叫“步五纬”。合应:土星二百六十二日三千零二十六分,木星三百一十日一千八百三十七分,火星三百四十三日五千一百七十六分,金星二百三十八日三千四百零七分,水星九十一日七千六百二十八分。历应:土星八千六百零四日五千三百三十八分,木星四千零一十八日六千零七十三分,火星三百一十四日零四十九分,金星六十日一千九百七十五分,水星二百五十三日七千四百九十七分。周率、度率及晨夕伏见度,都与《授时历》相同。
〔14〕其议岁余也,曰:“阴阳消长之理,以渐而积,未有不从秒起。《授时》考古,于百年之际顿加一分,于理未安。假如鲁隐公三年酉岁,下距至元辛巳二千年,以《授时》本法算之,于岁实当加二十分,得庚午日六刻,为其年天正冬至。次年壬戌岁,下距至元辛巳一千九百九十年,本法当加十九分,得乙亥日五十刻四十四分,为其年天正冬至。两冬至相减,得相距三百六十五日四十四刻四十四分,则是岁余九分日之四,非四分日之一也。历法之廖,莫甚于此。新法酌量,设若每年增损二秒,推而上之,则失昭公己丑;增损一秒至一秒半,则失僖公辛亥。今约取中数,其法置定距自相乘,七因八归,所得百,约之为分,得一秒七十五忽,则辛亥、己丑皆得矣。”
他在讨论历法中的“岁余”时说道:“阴阳消长的规律,是逐步积累的,没有不从秒开始起算的。《授时历》考察古代,在每百年之际突然增加一分,从道理上说是不稳妥的。假如鲁隐公三年(酉岁),下至元至元十八年(辛巳)两千年,用《授时历》原来的方法计算,在岁实上应该加二十分,得到庚午日六刻,作为那一年的天正冬至。第二年壬戌岁,下至至元辛巳一千九百九十年,原来的方法应当加十九分,得到乙亥日五十刻四十四分,作为那一年的天正冬至。两个冬至相减,得到相距三百六十五天四十四刻四十四分,这样岁余就是九分之四天,而不是四分之一天。历法的错误没有比这更大的了。新法则斟酌考虑,假设每年增减二秒,往上推算,就会偏离昭公己丑;增减一秒到一秒半,就会偏离僖公辛亥。现在约取一个中间数值,这个方法是把定距自乘,乘以七再除以八,得到的数值约简为分,得到一秒七十五忽,这样辛亥和己丑就都符合了。”
〔15〕其议日躔也,曰:“古历见于《六经》,灼然可考者莫如日躔及中星。而推步家鲜有达者,盖由不知夏时、周正之异也。大抵夏历以节气为主,周历以中气为主。何承天以正月甲子夜半合朔雨水为上元,进乖夏朔,退非周正。故近代推《月令》《小正》者、皆不与古合。尝以新法岁差,上考《尧典》中星,则所谓四仲月,盖自节气之始至于中气之终,三十日内之中星耳后世执者于二分二至,是亦误矣。”
他在讨论太阳运行时说:“古代历法记载在《六经》中,其中明白可考的没有比太阳的运行和南方中星更清楚的了。但是推步家很少有通晓的,大概是因为不知道夏历和周历岁首的差异。大体上夏历以节气为主,周历以中气为主。何承天将正月甲子日半夜合朔且雨水相交的时刻定为上元,但往前看不符合夏历的朔日,往后退也不符合周正。所以近代研究《月令》和《夏小正》的人,都与古法不合。曾经用新的岁差法,向上考订《尧典》中的中星,结果发现所谓四仲月,大约是从节气开始到中气结束三十天内的中星罢了;后世的人拘泥于春分、秋分、夏至、冬至来理解中星,这也是错误的。”
〔16〕其议侯极也,曰:“自汉至齐、梁,皆谓纽星即不动处。惟祖暅之测知纽星去极一度有余。自唐至宋,又测纽星去极三度有余。《元志》从三度,盖未有说也。新法不测纽星,以日景验之,于正方案上,周天度内权指一度为北极,自此度右旋,数至六十七度四十一分,为夏至日躔所在。复至一百一十五度二十一分,为冬至日躔所在。左旋,数亦如之。四处并中心五处,各识一针。于二至日午中,将案直立向南取景,使三针景合,然后县绳界取中绵,又取方十字界之,视横界上距极度分,即极出地度分也。”
他们讨论关于测量北极的问题,说:“从汉朝到齐、梁时期,都认为纽星就是天球北极不动的那一点。只有祖暅之通过测量知道纽星距离北极有一度多。从唐朝到宋朝,又测量出纽星距离北极有三度多。《元史·天文志》采纳了三度的说法,但大概没有给出理由。新的方法不测量纽星,而是用太阳的影子来验证。在正方案上,从周天度数内临时指定一度作为北极,从这一度向右旋转,数到六十七度四十一分,就是夏至日太阳所在的位置;再数到一百一十五度二十一分,就是冬至日太阳所在的位置。向左旋转,数字也一样。这四个点加上中心一共五个点,各插一根针。在夏至和冬至的中午,将案板直立朝南取日影,使三根针的影子重合,然后悬挂绳子取中点线,再取十字线,看横线上距离北极的度分,这就是北极出地的度数。”
〔17〕其议晷景也,曰:“何承天立表测景,始知自汉以来,冬至皆后天三日。然则推步晷景,乃治历之耍也。《授时历》亦凭晷景为本,而《历经》不载推步晷景之术,是为缺略,今用北极出地度数,兼弧矢二术以求之,庶尽其原。又随地形高下,立差以尽变,前此所未有也。”又曰:“《授时历》议据《前汉志》鲁献公十五年戊寅岁正月甲寅朔旦冬至,引用为首。夫献公十五年下距隐公元年己未,岁百六十一年,其非春秋时明矣。而《元志》乃云‘自春秋献公以来’,又云‘昭公冬至,乃日度失行之验’,误矣。夫献公甲寅冬至,别无所据,惟刘歆《三统历》言之。岂左传不足信,而歆乃可信乎?太初元年前104冬至在辛酉,歆乃以为甲子,差天三日,尚不能知,而能逆知上下数百年乎?故凡春秋前后千载之间,气朔交食,《长历》《大衍》所推近是,刘歆、班固所说全非也。”又曰:“《大衍历》议谓宋元嘉十三年436一月甲戌,景长为日度变行,《授时历》议亦云,窃以为过矣。苟日度失行,当如岁差,渐渐而移。今岁既已不合,来岁岂能复合耶?盖前人所测,或未密耳。夫冬至之景一丈有余,表高晷长,则景虚而淡,或设望筒、副表、景符之类以求实景。然望筒或一低昂,副表、景符或一前却,所据之表或稍有倾欹,圭面或稍有斜侧,二至前后数日之景,进退只在毫厘之间,耍亦难辨。况委托之人,未智当否。九服之远,既非自击,所报晷景,宁足信乎?”
他讨论晷景(日影)时说:“何承天立表测量日影,才知道从汉朝以来,冬至都比实际晚三天。所以推算晷景,是治历的关键。《授时历》也以晷景为依据,但《历经》中没有记载推算晷景的方法,这是缺漏。现在我用北极出地度数,兼用弧矢两种方法来求算,希望能穷尽它的原理。又随地形高低,设立差数来体现变化,这是以前没有的。”又说:“《授时历》的议论引据《前汉志》说鲁献公十五年戊寅岁正月甲寅朔旦冬至,引用为首。献公十五年距离隐公元年己未,有一百六十一年,明显不是春秋时期。而《元志》却说‘自从春秋献公以来’,又说‘昭公冬至,是日度失行的验证’,这是错误的。献公甲寅冬至,没有别的依据,只有刘歆《三统历》这样说。难道《左传》不可信,而刘歆反而可信吗?太初元年冬至在辛酉,刘歆却以为是甲子,与天象相差三天,他尚且不能知道,还能预知上下几百年吗?所以春秋前后千载之间,气朔和交食,《长历》和《大衍历》所推算的接近正确,刘歆、班固所说的全错了。”又说:“《大衍历》的议论说宋元嘉十三年一月甲戌,影长是日度变行的结果,《授时历》的议论也这样说,我认为这过分了。如果日度失行,应该像岁差一样慢慢移动。今年已经不合,明年怎么能复合呢?这是前人测量不够精密罢了。冬至日的影长一丈有余,表高影长,影子就虚而淡,于是设置望筒、副表、景符之类来求得实在的影长。但望筒可能一高一低,副表、景符可能一前一后,所用的表可能稍有倾斜,圭面可能稍有歪斜,二至前后几天的影子,进退只在毫厘之间,也很难分辨。何况委托的人,不知道是否得当。九服那么远,既然不是亲眼所见,所报告的晷景,哪里值得相信呢?”
〔18〕其议漏刻也,曰:“日月带食出入,五星晨昏伏见,历家设法悉因晷漏为准。而晷漏则随地势南北,辰极高下为异焉。元人都燕,其《授时历》七曜出没之早晏,四时昼夜之永短,皆准大都晷漏。国初都金陵,《大统历》晷漏改徒南京,冬夏至相差三刻有奇。今推交食分秒,南北东西等差及五星定伏定见,皆因元人旧法,而独改其漏刻,是以互神舛误也。故新法晷漏,照依元旧。”
这是关于漏刻的议论,说:“太阳和月亮在发生日食或月食时升起和落下,五大行星在早晨和黄昏时隐现,历法家们制定方法都以晷漏为准。但晷漏随着地势的南北和北极星的高度不同而有差别。元朝定都燕京,他们的《授时历》中七曜出没的早晚,四季昼夜的长短,都以大都的晷漏为准。明朝初年定都金陵,《大统历》的晷漏改设到南京,冬夏至的差值相差三刻多。如今推算交食的分秒、南北东西的差值以及五星的定伏定见,都沿用元朝的旧法,却唯独改了漏刻,因此互相矛盾产生错误。所以新法的晷漏,应该依照元朝的旧例。”