〔10〕一,增立二平均数以均面积。西人奈端以来,屡加精测,得太阳在月天高卑前后太阴平行常迟,至高卑后四十五度而止。在月天中距前后反是。然积迟、积速之多,正在四十五度,而太阳在最高与在最卑,其差又有不同。因定太阳在最高,距月天高卑中距后四十五度之最大差为三分三十四秒;太阳在最卑,距月天高卑中距后四十五度之最大差为三分五十六秒。高卑后为减,中距后为加,其间日距月最高逐度之差,皆以半径与日距月最高倍度之正弦为比例。太阳距地逐度之差,又以太阳高卑距地之立方较与太阳本日距地同太阳最高距地之立方较为比例,名曰二平均。本法用之。
第一,增设两个平均数来平均面积。自从西方人牛顿以来,经过多次精密测量,发现太阳在月亮轨道远地点或近地点前后,月亮的平均运动常常会延迟,一直到离开远地点或近地点四十五度才停止。在月亮轨道的平均距离前后,情况正好相反。然而,延迟和超前积累的最大值恰好就在四十五度,而太阳在远日点和近日点时,这个差值又有所不同。因此确定:当太阳在远日点时,与月亮轨道远地点或近地点的平均位置相差四十五度的地方,最大差值为三分三十四秒;当太阳在近日点时,该最大差值为三分五十六秒。在远地点或近地点之后这个差值是减,在平均距离之后是加;在这期间,太阳距离月亮远地点每个角度的差值,都以半径与太阳距离月亮远地点倍角的正弦成正比。太阳距离地球每个角度的差值,又以太阳在远日点和近日点时距离地球的立方差与太阳当天距离地球同太阳在远日点时距离地球的立方差成正比,这叫做二平均。本方法就使用这个修正。
〔11〕一,增立三平均数以合交差。西人奈端以来,定白极在正交均轮周行日距正交之倍度,因定太阳在黄白两交后,则太阴平行又稍迟;在黄白大距后,则太阴平行又稍速;其最大差为四十七秒。两交后为减,大距后为加。其逐度之差,皆以半径与日距正交倍度之正弦为比例,名曰三平均。本法用之。
第一,增加设立三平均数来符合交差。自从西方人牛顿以来,确定白道极点位于正交和均轮圆周上运行,太阳距离正交的倍度,因此确定太阳在黄道和白道的两个交点之后,月球的平均运动又会稍微变慢;在黄道和白道相距最远之后,月球的平均运动又会稍微变快;其最大差值为四十七秒。在两个交点之后为减,在相距最远之后为加。其每一度的差值,都以半径与太阳距离正交倍度的正弦成比例,称为三平均。本法采用它。
〔12〕一,更定二均数以正倍离。西人噶西尼以来,屡加测验,定日在最高朔望前后四十五度,最大差为三十三分一十四秒;日在最卑朔望前后四十五度,最大差为三十七分一十一秒。朔望后为加,两弦后为减。其间月距日逐度之二均,则以半径与月距日倍度之正弦为比例。其太阳距最高逐度二均之差,又以日天高卑距地之立方较与本日太阳距地同太阳最高距地之立方较为比例,与二平均同。本法用之。
第一,重新确定二次均差的数值以修正倍离差。西方人卡西尼以来,经过多次测验,确定当太阳在远地点且位于朔望前后四十五度时,最大差值为三十三分一十四秒;当太阳在近地点且位于朔望前后四十五度时,最大差值为三十七分一十一秒。在朔望之后为加,在两弦之后为减。其间月亮距离太阳每一度的二次均差,则以半径与月亮距离太阳倍度的正弦成比例。其太阳距离远地点每一度的二次均差的变化,又以太阳在天球上高低距地的立方差与当日太阳距地同太阳最高距地的立方差的比例,与二平均相同。本法采用这些数值。
〔13〕一,更定三均数以合总数。西人噶西尼以来,取月距日与月高距日高共为九十度时测之,除末均之差外,其差与月距日或月高距日高之独为九十度者等。又取月距日与月高距日高共为四十五度时测之,亦除末均差外,其差与月距日或月高距日高之独为四十五度者等。乃定太阴三均之差,在月距日与月高距日高之总度半周内为加,半周外为减。其九十度与二百七十度之最大差为二分二十五秒。其间逐度之差,以半径与总度之正弦为比例。本法用之。
第一,重新调整三种均差的数值,使它们与总数相符。西洋人噶西尼以来,选取月距日和月高距日高同时为九十度的时候进行测量,除去末均差之外,所得的差值等于月距日或月高距日高单独为九十度时的差值。又选取两者同时为四十五度时测量,同样除去末均差之外,差值也等于单独为四十五度时的差值。于是确定月亮三种均差的规定:在月距日和月高距日高的总度数在半个圆周(即180度)以内时,均差为加;在半个圆周以外时,均差为减。当总度数为九十度和二百七十度时,最大差值为二分二十五秒。其间各个度数下的差值,按照半径与总度数的正弦成比例的方法来计算。本法采用这种方法。
〔14〕一,增立末均数以合距度。西人噶西尼以来,测日月最高同度或日月同度两者只有一相距之差,则止有三均。若两高有距度,日月又有距度,则三均之外,朔后又差而迟,望后又差而速。及至月高距日高九十度、月距日亦九十度时,无三均,而其差反最大。故知三均之外,又有末均。乃将月高距日高九十度分为九限,各于月距日九十度时测之,两高相距九十度,其差三分;八十度,其差二分三十九秒;七十度,其差二分一十九秒;六十度,其差二分;五十度,其差一分四十三秒;四十度,其差一分二十八秒;三十度,其差一分一十六秒;二十度,其差一分七秒;一十度,其差一分一秒。其间逐度之差,用中比例求之。其间月距日逐度之差,皆以半径与月距日之正弦为比例。朔后为减,望后为加。本法用之。
第一,增设末均的数值来符合距离的度数。自从西方人卡西尼以来,观测到太阳和月球的最髙点相同或者太阳和月球在同一角度时,两者之间只有一个相差的距离,那么就只有三均。如果两个最高点之间有距离差,太阳和月球之间也有距离差,那么在朔日之后会出现迟缓,望日之后会出现加快,也就是三均之外还有别的变化。当月球最高点距离太阳最高点九十度、月球距离太阳也是九十度时,三均不起作用,但其差值反而最大。因此知道三均之外还有末均。于是把月球最高点距离太阳最高点九十度分成九个区间,分别在月球距离太阳九十度时进行观测:两个最高点相距九十度,差值为三分;八十度,差值为二分三十九秒;七十度,差值为二分一十九秒;六十度,差值为二分;五十度,差值为一分四十三秒;四十度,差值为一分二十八秒;三十度,差值为一分一十六秒;二十度,差值为一分七秒;一十度,差值为一分一秒。其中每一度的差值,用中比例(即插值法)来求得。而月球距离太阳每一度的差值,都以半径与月球距离太阳的正弦成比例。在朔日之后要减,望日之后要加。本历法采用这种方法。
〔15〕一,更定交均及黄白大距以合差分。西人奈端、噶西尼以来,测得日在两交时,交角最大为五度一十七分二十秒;日距交九十度时,交角最小为四度五十九分三十五秒。朔望而后,交角又有加分。因日距交与月距日之渐远,以渐而大,至日距交九十度、月距日亦九十度时,加二分四十三秒。交均之最大者,为一度二十九分四十二秒。乃以最大、最小两交角相加折半,为绕黄极本轮;相减折半,为负白极均轮。分均轮全径为五,取其一,内去朔望后加分,为最大加分小轮全径,设于白道,余为交均小轮全径。与均轮全径相减,余为负小轮全径,与均轮同心,均轮负而行,不自行。均轮心行于本轮周,左旋,为正交平行。交均小轮心在负小轮周,起最远点,右旋,行日距正交之倍度。白极在交均小轮周,起最远点,左旋,行度又倍之。而白道上之加分小轮,其周最近。黄道之点,与朔望之白道相切,其全径按日距正交倍度为大小,常与最大加分小轮内所当之正矢等。又按本时全径内取月距日倍度所当之正矢为所张之度,验诸实测,无不菂合。本法用之。如图甲为黄极,乙为本轮,丙为均轮,丁为负小轮,戊己皆为交均小轮,庚辛皆为白极,壬为黄道,丑、癸皆为朔望时白道,寅、子皆为两弦时白道,卯、辰皆为白道上加分小轮。
第一,修正交均和黄白大距的数值,使之符合实际的差值。从西方学者牛顿和卡西尼以来,他们测量出当太阳位于黄白交点时,交角最大为5度17分20秒;当太阳距离交点90度时,交角最小为4度59分35秒。在新月或满月之后,交角还会产生一个增加量。这个增加量随着太阳离交点和月亮离太阳的距离逐渐增大,当太阳离交点90度且月亮离太阳也90度时,增加量为2分43秒。交均的最大值是1度29分42秒。于是将最大和最小两个交角相加后取一半,作为绕黄极旋转的本轮半径;相减后取一半,作为承载白极的均轮半径。将均轮的直径分为五等份,取其中一份,再减去朔望后的增量,作为最大加分小轮的直径,安置在白道上;余下的部分作为交均小轮的直径。用均轮直径减去这个差值,余下的作为负小轮的直径,负小轮与均轮同心,均轮带着它运动,但它本身不自转。均轮的中心在本轮的圆周上向左旋转,对应着正交点的平行移动。交均小轮的中心在负小轮的圆周上,从最远点开始向右旋转,旋转的角度是太阳离正交点的两倍。白极在交均小轮的圆周上,从最远点开始向左旋转,旋转的角度又是前者的两倍。而白道上的加分小轮,它的圆周上有一个点离黄道最近。这个点与朔望时的白道相切,加分小轮的直径根据太阳离正交点的两倍来确定大小,总是与最大加分小轮内对应的正矢相等。再根据当时的直径,取月亮离太阳的两倍所对应的正矢作为张开的度数,用实测来验证,没有不吻合的。本法就采用这个模型。图中,甲代表黄极,乙代表本轮,丙代表均轮,丁代表负小轮,戊和己都是交均小轮,庚和辛都是白极,壬代表黄道,丑和癸代表朔望时的白道,寅和子代表两弦时的白道,卯和辰代表白道上的加分小轮。
〔16〕一,更定地半径差以合高均。求得两心差最大时,最高距地心一○六六七八二○,为六十三倍地半径又百分之七十七;最卑距地心九三三二一八○,为五十五倍地半径又百分之七十九。两心差最小时,最高距地心一○四三三一九○,为六十二倍地半径又百分之三十七;最卑距地心九五六六八一○,为五十七倍地半径又百分之一十九;中距距地心一千万,为五十九倍地半径又百分之七十八。又用平三角形,求得太阴自高至卑逐度距地心线及地平上最大差。其实高逐度之差,皆以半径与正弦为比例。
第一项,重新确定地半径差以与平均高度相合。求得离心率最大时,远地点距地心10667820,为63倍地球半径又百分之77;近地点距地心9332180,为55倍地球半径又百分之79。离心率最小时,远地点距地心10433190,为62倍地球半径又百分之37;近地点距地心9566810,为57倍地球半径又百分之19;平均距离距地心10000000,为59倍地球半径又百分之78。又用平面三角形,求得月球从远地点到近地点各度数的距地心线以及地平最大视差。其实高度各度数的差值,都以半径与正弦为比例。
〔17〕一,更定三种平行及平行所在。太阴每日平行,比甲子元法多千万分秒之二万二千三百一十六,最高每日平行,比甲子元法少百万分秒之七千二百五十一,正交每日平行,比甲子元法少十万分秒之一百三十七。雍正癸卯天正冬至,次日子正,太阴平行所在,比甲子元法多二分一十四秒五十七微,最高平行所在,比甲子元法少三十六分三十七秒一十微,正交平行所在,比甲子元法多五分六秒三十三微。
一,重新确定了三种平均运动以及它们的平均位置。月亮的每日平均运动,比甲子元法多一千万分之二万二千三百一十六秒;远地点的每日平均运动,比甲子元法少一百万分之一百三十一;升交点的每日平均运动,比甲子元法少十万分之一百三十七秒。雍正癸卯年(1723年)天正冬至(冬至日)的第二天子正(午夜零点),月亮的平均位置比甲子元法多二分十四秒五十七微,远地点的平均位置比甲子元法少三十六分三十七秒十微,升交点的平均位置比甲子元法多五分六秒三十三微。