History of Yuan 元史
卷四十八 志第一: 天文一 Volume 48 Treatises 1: Astronomy 1
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天文一司天之說尚矣,《易》曰:「天垂象,見吉凶,聖人象之。」又曰:「觀乎天文,以察時變。」自古有國家者,未有不致謹於斯者也。是故堯命羲、和,歷象日月星辰,舜在璇璣、王衡,以齊七政,天文於是有測驗之器焉。然古之為其法者三家:曰周髀,曰宣夜,曰渾天。周髀、宣夜先絕,而渾天之學至秦亦無傳,漢洛下閎始得其術,作渾儀以測天。厥後歷世遞相沿襲,其有得有失,則由乎其人智術之淺深,未易遽數也。
宋自靖康之亂,儀象之器盡歸於金。元興,定鼎於燕,其初襲用金舊,而規環不協,難復施用。於是太史郭守敬者,出其所創簡儀、仰儀及諸儀表,皆臻於精妙,卓見絕識,蓋有古人所未及者。其說以謂:昔人以管窺天,宿度余分約為太半少,未得其的。乃用二線推測,於余分纖微皆有可考。而又當時四海測景之所凡二十有七,東極高麗,西至滇池,南逾朱崖,北盡鐵勒,是亦古人之所未及為者也。自是八十年間,司天之官遵而用之,靡有差忒。而凡日月薄食、五緯淩犯、彗孛飛流、暈珥虹霓、精祲雲氣等事,其系於天文占候者,具有簡冊存焉。
若昔司馬遷作《天官書》,班固、范曄作《天文志》,其於星辰名號、分野次舍、推步候驗之際詳矣。及晉、隋二《志》,實唐李淳風撰,於夫二十八宿之躔度,二曜五緯之次舍,時日災祥之應,分野休咎之別,號極詳備,後有作者,無以尚之矣。是以歐陽修誌《唐書·天文》,先述法象之具,次紀日月食、五星淩犯及星變之異;而凡前史所已載者,皆略不復道。而近代史官誌宋《天文》者,則首載儀象諸篇;誌金《天文》者,則唯錄日月五星之變。誠以璣衡之制載於《書》,日星、風雨、霜雹、雷霆之災異載於《春秋》,慎而書之,非史氏之法當然,固所以求合於聖人之經者也。今故據其事例,作元《天文志》。
○簡儀
簡儀之制,四方為趺,縱一丈八尺,三分去一以為廣。趺面上廣六寸,下廣八寸,厚如上廣。中布橫光三、縱光三。南二,北抵南光;北一,南抵中光。趺面四周為水渠,深一寸,廣加五分。四隅為礎,出趺面內外各二寸。繞礎為渠,深廣皆一寸,與四周渠相灌通。又為礎於卯酉位,廣加四維,長加廣三之二,水渠亦如之。北極雲架柱二,徑四寸,長一丈二尺八寸。下為鰲雲,植於乾艮二隅礎上,左右內向,其勢斜準赤道,合貫上規。規環徑二尺四寸,廣一寸五分,厚倍之。中為距,相交為斜十字,廣厚如規。中心為竅,上廣五分,方一寸有半,下二寸五分,方一寸,以受北極樞軸。自雲架柱斜上,去趺面七尺二寸,為橫光。自光心上至竅心六尺八寸。又為龍柱二,植於卯酉礎中分之北,皆飾以龍,下為山形,北向斜植,以柱北架。南極雲架柱二,植於卯酉礎中分之南,廣厚形制,一如北架。斜向坤巽二隅,相交為十字,其上與百刻環邊齊,在辰巳、未申之間,南傾之勢準赤道,各長一丈一尺五寸。自趺面斜上三尺八寸為橫光,以承百刻環。下邊又為龍柱二,植於坤巽二隅礎上,北向斜柱,其端形制,一如北柱。
四遊變環,徑六尺,廣二寸,厚一寸,中間相離一寸,相連於子午卯酉。當子午為圓竅,以受南北極樞軸。兩面皆列周天度分,起南極,抵北極,余分附於北極。去南北樞竅兩旁四寸,各為直距,廣厚如環。距中心各為橫關,東西與兩距相連,廣厚亦如之。關中心相連,厚三寸,為竅方八分,以受窺衡樞軸。窺衡長五尺九寸四分,廣厚皆如環,中腰為圓竅,徑五分,以受樞軸。衡兩端為圭首,以取中縮。去圭首五分,各為側立橫耳,高二寸二分,廣如衡面,厚三分,中為圓竅,徑六分。其中心,上下一線界之,以知度分。
百刻環,徑六尺四寸,面廣二寸,周布十二時、百刻,每刻作三十六分,厚二寸,自半已上廣三寸。又為十字距,皆所以承赤道環也。百刻環內廣面臥施圓軸四,使赤道環旋轉無澀滯之患。其環陷入南極架一寸,仍釘之。赤道環徑廣厚皆如四遊,環面細刻列舍、周天度分。中為十字距,廣三寸,中空一寸,厚一寸。當心為竅,竅徑一寸,以受南極樞軸。界衡二,各長五尺九寸四分,廣三寸。衡首斜剡五分,刻度分以對環面。中腰為竅,重置赤道環、南極樞軸。其上衡兩端,自長竅處邊至衡首底,厚倍之,取二衡運轉,皆著環面,而無低昂之失,且易得度分也。二極樞軸皆以鋼鐵為之,長六寸,半為本,半為軸。本之分寸一如上規距心,適取能容軸徑一寸。北極軸中心為孔,孔底橫穿,通兩旁,中出一線,曲其本,出橫孔兩旁結之。孔中線留三分,亦結之,上下各穿一線,貫界衡兩端,中心為孔,下洞衡底,順衡中心為渠以受線,直入內界長竅中。至衡中腰,復為孔,自衡底上出結之。
定極環,廣半寸,厚倍之,皆勢穹窿,中徑六度,度約一寸許。極星去不動處三度,僅容轉周。中為斜十字距,廣厚如環,連於上規。環距中心為孔,徑五厘。下至北極軸心六寸五分,又置銅板,連於南極雲架之十字,方二寸,厚五分。北面剡其中心,存一厘以為厚,中為圜孔,徑一分,孔心下至南極軸心亦六寸五分。又為環二:其一陰緯環,面刻方位,取趺面縱橫光北十字為中心,臥置之。其一曰立運環,面刻度分,施於北極雲架柱下,當臥環中心,上屬架之橫光,下抵趺光之十字,上下各施樞軸,令可旋轉。中為直距,當心為竅,以施窺衡,令可俯仰,用窺日月星辰出地度分。右四遊環,東西運轉,南北低昂,凡七政、列舍、中外官去極度分皆測之。赤道環旋轉,與列舍距星相當,即轉界衡使兩線相對,凡日月五星、中外官入宿度分皆測之。百刻環,轉界衡令兩線與日相對,其下直時刻,則晝刻也,夜則以星定之。比舊儀測日月五星出沒,而無陽經陰緯雲柱之映。
其渾象之制,圜如彈丸,徑六尺,縱橫各畫周天度分。赤道居中,去二極,各周天四之一。黃道出入赤道內外,各二十四度弱。月行白道,出入不常,用竹篾均分天度,考驗黃道所交,隨時遷徙。先用簡儀測到入宿去極度數,按於其上,校驗出入黃赤二道遠近疏密,了然易辨,仍參以算數為準。其象置於方匱之上,南北極出入匱面各四十度太強,半見半隱,機運輪牙隱於匱中。
○仰儀
仰儀之制,以銅為之,形若釜,置於磚臺。內畫周天度,唇列十二辰位,蓋俯視驗天者也。其《銘》辭云:「不可體形,莫天大也。無競維人,仰釜載也。六尺為深,廣自倍也。兼深廣倍,晙釜兌也。環鑿為沼,準以溉也。辨方正位,曰子卦也。衡縮度中,平斜再也。斜起南極,平釜鐓也。小大必周,入地畫也。始周浸斷,浸極外也。極入地深,四十太也。北九十一,赤道齘也。列刻五十,六時配也。衡竿加卦,巽坤內也。以負縮竿,子午對也。首旋璣板,曌納芥也。上下懸直,與鐓會也。視日透光,何度在也。絜谷朝賓,夕餞昧也。寒暑發斂,驗進退也。薄蝕起自,鑒生殺也。以避赫曦,奪目害也。南北之偏,亦可概也。極淺十五,林邑界也。黃道夏高,人所載也。夏永冬短,猶少差也。深五十奇,鐵勒塞也。黃道浸平,冬晝晦也。夏則不沒,永短最也。安渾宣夜,昕穹蓋也。六天之書,言殊話也。一儀一揆,孰善悖也。以指為告,無煩喙也。暗資以明,疑者沛也。智者是之,膠者怪也。古今巧歷,不億輩也。非讓不為,思不逮也。將窺天朕,造化愛也。其有俊明,昭聖代也。泰山礪乎,河如帶也。黃金不磨,悠久賴也。鬼神禁訶,勿銘壞也。」
○大明殿燈漏
燈漏之制,高丈有七尺,架以金為之。其曲梁之上,中設雲珠,左日右月。雲珠之下,復懸一珠。梁之兩端,飾以龍首,張吻轉目,可以審平水之緩急。中梁之上,有戲珠龍二,隨珠俯仰,又可察準水之均調。凡此皆非徒設也。燈球雜以金寶為之,內分四層,上環布四神,旋當日月參辰之所在,左轉日一周。次為龍虎鳥龜之象,各居其方,依刻跳躍,鐃鳴以應於內。又次周分百刻,上列十二神,各執時牌,至其時,四門通報。又一人當門內,常以手指其刻數。下四隅,鐘鼓鉦鐃各一人,一刻鳴鐘,二刻鼓,三鉦,四鐃,初正皆如是。其機發隱於櫃中,以水激之。
○正方案
正方案,方四尺,厚一寸。四周去邊五分為水渠。先定中心,畫為十字,外抵水渠。去心一寸,畫為圓規,自外寸規之,凡十九規。外規內三分,畫為重規,遍布周天度。中為圓,徑二寸,高亦如之。中心洞底植臬,高一尺五寸,南至則減五寸,北至則倍之。
凡欲正四方,置案平地,註水於渠,氐平,乃植臬於中。自臬景西入外規,即識以墨影,少移輒識之,每規皆然,至東出外規而止。凡出入一規之交,皆度以線,屈其半以為中,即所識與臬相當,且其景最短,則南北正矣。復遍閱每規之識,以審定南北。南北既正,則東西從而正。然二至前後,日軌東西行,南北差少,即外規出入之景以為東西,允得其正。當二分前後,日軌東西行,南北差多,朝夕有不同者,外規出入之景或未可憑,必取近內規景為定,仍校以累日則愈真。
又測用之法,先測定所在北極出地度,即自案地平以上度,如其數下對南極入地度,以墨斜經中心界之,又橫截中心斜界為十字,即天腹赤道斜勢也。乃以案側立,懸繩取正。凡置儀象,皆以此為準。
○圭表
圭表以石為之,長一百二十八尺,廣四尺五寸,厚一尺四寸,座高二尺六寸。南北兩端為池,圓徑一尺五寸,深二寸,自表北一尺,與表梁中心上下相直。外一百二十尺,中心廣四寸,兩旁各一寸,畫為尺寸分,以達北端。兩旁相去一寸為水渠,深廣各一寸,與南北兩池相灌通以取平。表長五十尺,廣二尺四寸,厚減廣之半,植於圭之南端圭石座中,入地及座中一丈四尺,上高三十六尺。其端兩旁為二龍,半身附表上擎橫梁,自梁心至表顛四尺,下屬圭面,共為四十尺。梁長六尺,徑三寸,上為水渠以取平。兩端及中腰各為橫竅,徑二分,橫貫以鐵,長五寸,系線合於中,懸錘取正,且防傾墊。
按表短則分寸短促,尺寸之下所謂分秒太半少之數,未易分別;表長則分寸稍長,所不便者景虛而淡,難得實影。前人欲就虛景之中考求真實,或設望筒,或置小表,或以木為規,皆取端日光,下徹表面。今以銅為表,高三十六尺,端挾以二龍,舉一橫梁,下至圭面共四十尺,是為八尺之表五。圭表刻為尺寸,舊一寸,今申而為五,厘毫差易分別。
○景符
景符之制,以銅葉,博二寸,長加博之二,中穿一竅,若針芥然。以方跂為趺,一端設為機軸,令可開闔,榰其一端,使其勢斜倚,北高南下,往來遷就於虛梁之中。竅達日光,僅如米許,隱然見橫梁於其中。舊法一表端測晷,所得者日體上邊之景。今以橫梁取之,實得中景,不容有毫末之差。至元十六年己卯夏至晷景,四月十九日乙未景一丈二尺三寸六分九厘五毫。至元十六年己卯冬至晷景,十月二十四日戊戌景七丈六尺七寸四分。
○窺幾
窺幾之制,長六尺,廣二尺,高倍之。下為趺,廣三寸,厚二寸,上跂廣四寸,厚如趺。以板為面,厚及寸,四隅為足,撐以斜木,務取正方。面中開明竅,長四尺,廣二寸。近竅兩旁一寸分畫為尺,內三寸刻為細分,下應圭面。幾面上至梁心二十六尺,取以為準。窺限各各長二尺四寸,廣二寸,脊厚五分,兩刃斜閷,取其於幾面相符,著限兩端,厚廣各存二寸,銜入幾跂。俟星月正中,從幾下仰望,視表梁南北以為識,折取分寸中數,用為直景。又於遠方同日窺測取景數,以推星月高下也。
○西域儀象世祖至元四年,紥馬魯丁造西域儀象:
咱禿哈剌吉,漢言混天儀也。其制以銅為之,平設單環,刻周天度,畫十二辰位,以準地面。側立雙環而結於平環之子午,半入地下,以分天度。內第二雙環,亦刻周天度,而參差相交,以結於側雙環,去地平三十六度以為南北極,可以旋轉,以象天運為日行之道。內第三、第四環,皆結於第二環,又去南北極二十四度,亦可以運轉。凡可運三環,各對綴銅方釘,皆有竅以代衡簫之仰窺焉。
咱禿朔八臺,漢言測驗周天星曜之器也。外周圓墻,而東面啟門,中有小臺,立銅表高七尺五寸,上設機軸,懸銅尺,長五尺五寸,復加窺測之簫二,其長如之,下置橫尺,刻度數其上,以準掛尺。下本開圖之遠近,可以左右轉而周窺,可以高低舉而遍測。
魯哈麻亦渺凹只,漢言春秋分晷影堂。為屋二間,脊開東西橫罅,以斜通日晷。中有臺,隨晷影南高北下,上仰置銅半環,刻天度一百八十,以準地上之半天,斜倚銳者銅尺,長六尺,闊一寸六分,上結半環之中,下加半環之上,可以往來窺運,側望漏屋晷影,驗度數,以定春秋二分。
魯哈麻亦木思塔余,漢言冬夏至晷影堂也。為屋五間,屋下為坎,深二丈二尺,脊開南北一罅,以直通日晷。隨罅立壁,附壁懸銅尺,長一丈六寸。壁仰畫天度半規,其尺亦可往來規運,直望漏屋晷影,以定冬夏二至。
苦來亦撒麻,漢言渾天圖也。其制以銅為丸,斜刻日道交環度數於其腹,刻二十八宿形於其上。外平置銅單環,刻周天度數,列於十二辰位以準地。而側立單環二,一結於平環之子午,以銅丁象南北極,一結於平環之卯酉,皆刻天度。即渾天儀而不可運轉窺測者也。
苦來亦阿兒子,漢言地理志也。其制以木為圓球,七分為水,其色綠,三分為土地,其色白。畫江河湖海,脈絡貫串於其中。畫作小方井,以計幅圓之廣袤、道里之遠近。
兀速都兒剌不,定漢言,晝夜時刻之器。其制以銅如圓鏡而可掛,面刻十二辰位、晝夜時刻,上加銅條綴其中,可以圓轉。銅條兩端,各屈其首為二竅以對望,晝則視日影,夜則窺星辰,以定時刻,以測休咎。背嵌鏡片,三面刻其圖凡七,以辨東西南北日影長短之不同、星辰向背之有異,故各異其圖,以畫天地之變焉。
○四海測驗
南海,北極出地一十五度,夏至景在表南,長一尺一寸六分,晝五十四刻,夜四十六刻。
衡嶽,北極出地二十五度,夏至日在表端,無景,晝五十六刻,夜四十四刻。
嶽臺,北極出