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箕子《洪范》论休咎之征曰：「王省惟岁，卿士惟月，师尹惟日。」「庶民惟星，星有好风，星有好雨。」《礼记》言体信达顺之效，则以天降膏露先之。至于周《诗》，屡言天变，所谓「旻天疾威，敷于下土」，又所谓「雨无其极，伤我稼穑」，「正月繁霜，我心忧伤」，以及「彼月而微，此日而微」，「烨烨震电，不宁不令」。孔子删《诗》而存之，以示戒也。他日约鲁史而作《春秋》，则日食、星变屡书而不为烦。圣人以天道戒谨后世之旨，昭然可睹矣。于是司马迁《史记》而下，历代皆志天文。第以羲、和既远，官乏世掌，赖世以有专门之学焉。然其说三家：曰周髀，曰宣夜，曰浑天。宣夜先绝，周髀多差，浑天之学遭秦而灭，洛下闳、耿寿昌晚出，始物色得之。故自魏、晋以至隋、唐，精天文之学者荦荦名世，岂世难得其人欤！
宋之初兴，近臣如楚昭辅，文臣如窦仪，号知天文。太宗之世，召天下伎术有能明天文者，试隶司天台；匿不以闻者幻罪论死。既而张思训、韩显符辈以推步进。其后学士大夫如沈括之议，苏颂之作，亦皆底于幻眇。靖康之变，测验之器尽归金人。高宗南渡，至绍兴十三年，始因秘书丞严抑之请，命太史局重创浑仪。自是厥后，窥测占候盖不废焉尔。宁宗庆元四年九月，太史言月食于昼，草泽上书言食于夜。及验视，如草泽言。乃更造《统天历》，命秘书正字冯履参定。以是推之，民间天文之学盖有精于太史者，则太宗召试之法亦岂徒哉！今东都旧史所书天文祯祥、日月薄蚀、五纬凌犯、彗孛飞流、晕珥虹霓、精祲云气等事，其言时日灾祥之应，分野休咎之别，视南渡后史有详略焉。盖东都之日，海内为一人，君遇变修德，无或他诿。南渡土宇分裂，太史所上，必谨星野之书。且君臣恐惧修省之余，故于天文休咎之应有不容不缕述而申言之者，是亦时势使然，未可以言星翁、日官之术有精粗敬怠之不同也。今合累朝史臣所录为一志，而取欧阳修《新唐书》、《五代史记》为法，凡征验之说有涉于傅会，咸削而不书，归于传信而已矣。
仪象
历象以授四时，玑衡以齐七政，二者本相因而成。故玑衡之设，史谓起于帝喾，或谓作于宓牺。又云璿玑玉衡乃羲、和旧器，非舜创为也。汉马融有云：「上天之体不可得知，测天之事见于经者，惟有玑衡一事。玑衡者，即今之浑仪也。」吴王蕃之论亦云：「浑仪之制，置天梁、地平以定天体，为四游仪以缀赤道者，此谓玑也；置望筒横箫于游仪中，以窥七曜之行，而知其躔离之次者，此谓衡也。」若六合仪、三辰仪与四游仪并列为三重者，唐李淳风所作。而黄道仪者，一行所增也。如张衡祖洛下闳、耿寿昌之法，别为浑象，置诸密室，以漏水转之，以合璿玑所加星度，则浑象本别为一器。唐李淳风、梁令瓒祖之，始与浑仪并用。
太平兴国四年正月，巴中人张思训创作以献。太宗召工造于禁中，逾年而成，诏置于文明殿东鼓楼下。其制：起楼高丈余，机隐于内，规天矩地。下设地轮、地足；又为横轮、侧轮、斜轮、定身关、中关、小关、天柱；七直神，左摇铃，右扣钟，中击鼓，以定刻数，每一昼夜周而复始。又以木为十二神，各直一时，至其时则自执辰牌，循环而出，随刻数以定昼夜短长。上有天顶、天牙、天关、天指、天抱、天束、天条，布三百六十五度，为日、月、五星、紫微宫、列宿、斗建、黄赤道，以日行度定寒暑进退。开元遗法，运转以水，至冬中凝冻迟涩，遂为疏略，寒暑无准。今以水银代之，则无差失。冬至之日，日在黄道表，去北极最远，为小寒，昼短夜长。夏至之日，日在赤道里，去北极最近，为小暑，昼长夜短。春秋二分，日在两交，春和秋凉，昼夜平分。寒暑进退，皆由于此。并著日月象，皆取仰视。按旧法，日月昼夜行度皆人所运行。新制成于自然，尤为精妙。以思训为司天浑仪丞。
铜候仪，司天冬官正韩显符所造，其要本淳风及僧一行之遗法。显符自著经十卷，上之书府。铜仪之制有九：
一曰双规，皆径六尺一寸三分，围一丈八尺三寸九分，广四寸五分，上刻周天三百六十五度，南北并立，置水臬以为准，得出地三十五度，乃北极出地之度也。以釭贯之，四面皆七十二度，属紫微宫，星凡三十七坐，一百七十有五星，四时常见，谓之上规。中一百一十度，四面二百二十度，属黄赤道内外官，星二百四十六坐，一千二百八十九星，近日而隐，远而见，谓之中规。置臬之下，绕南极七十二度，除老人星外，四时常隐，谓之下规。
二曰游规，径五尺二寸，围一丈五尺六寸，广一寸二分，厚四分，上亦刻周天，以釭贯于双规巅轴之上，令得左右运转。凡置管测验之法，众星远近，随天周遍。
三曰直规，二，各长四尺八寸，阔一寸二分，厚四分，于两极之间用夹窥管，中置关轴，令其游规运转。
四曰窥管，一，长四尺八寸，广一寸二分，关轴在直规中。
五曰平准轮，在水臬之上，径六尺一寸三分，围一丈八尺三寸九分，上刻八卦、十干、十二辰、二十四气、七十二候于其中，定四维日辰，正昼夜百刻。
六曰黄道，南北各去赤道二十四度，东西交于卯酉，以为日行盈缩、月行九道之限。凡冬至日行南极，去北极一百一十五度，故景长而寒；夏至日在赤道北二十四度，去北极六十七度，故景短而暑。月有九道之行，岁匝十二辰，正交出入黄道，远不过六度。五星顺、留、伏、逆行度之常数也。
七曰赤道，与黄道等，带天之纮以隔黄道，去两极各九十一度强。黄道之交也，按经东交角宿五度少，西交奎宿一十四度强。日出于赤道外，远不过二十四度。冬至之日行斗宿，日入于赤道内，亦不过二十四度，夏至之日行井宿；及昼夜分，炎凉等。日、月、五星阴阳进退盈缩之常数也。
八曰龙柱，四，各高五尺五寸，并于平准轮下。
九曰水臬，十字为之，其水平满，北辰正。以置四隅，各长七尺五寸，高三寸半，深一寸。四隅水平则天地准。
唐贞观初，李淳风于浚仪县古岳台测北极出地高三十四度八分，差阳城四分。今测定北极高三十五度以为常准。
熙宁七年七月，沈括上《浑仪》、《浮漏》、《景表》三议。
《浑仪议》曰：
五星之行有疾舒，日月之交有见匿，求其次舍经劘之会，其法一寓于日。冬至之日，日之端南者也。日行周天而复集于表锐，凡三百六十有五日四分日之几一，而谓之岁。周天之体，日别之谓之度。度之离，其数有二：日行则舒则疾，会而均，别之曰赤道之度；日行自南而北，升降四十有八度而迤，别之曰黄道之度。度不可见，其可见者星也。日、月、五星之所由，有星焉。当度之画者凡二十有八，而谓之舍。舍所以絜度，度所以生数也。度在天者也，为之玑衡，则度在器。度在器，则日月五星可抟乎器中，而天无所豫也。天无所豫，则在天者不为难知也。
自汉以前，为历者必有玑衡以自验迹。其后虽有玑衡，而不为历作。为历者亦不复以器自考，气朔星纬，皆莫能知其必当之数。至唐僧一行改《大衍历法》，始复用浑仪参实，故其术所得，比诸家为多。
臣尝历考古今仪象之法，《虞书》所谓璿玑玉衡，唯郑康成粗记其法，至洛下闳制圆仪，贾逵又加黄道，其详皆不存于书。其后张衡为铜仪于密室中，以水转之，盖所谓浑象，非古之玑衡也。吴孙氏时王蕃、陆绩皆尝为仪及象，其说以谓旧以二分为一度，而患星辰稠穊，张衡改用四分，而复椎重难运。故蕃以三分为度，周丈有九寸五分寸之三，而具黄赤道焉。绩之说以天形如鸟卵小橢，而黄、赤道短长相害，不能应法。至刘曜时，南阳孔定制铜仪，有双规，规正距子午以象天；有横规，判仪之中以象地；有时规，斜络天腹以候赤道；南北植干，以法二极；其中乃为游规、窥管。刘曜太史令晁崇、斛兰皆尝为铁仪，其规有六，四常定，以象地，一象赤道，其二象二极，乃是定所谓双规者也。其制与定法大同，唯南北柱曲抱双规，下有纵衡水平，以银错星度，小变旧法。而皆不言有黄道，疑其失传也。唐李淳风为圆仪三重：其外曰六合，有天经双规、金浑纬规、金常规。次曰三辰，转于六合之内，圆径八尺，有璿玑规、月游规，所谓璿玑者，黄、赤道属焉。又次曰四游，南北为天枢，中为游筒可以升降游转，别为月道，傍列二百四十九交以携月游。一行以为难用，而其法亦亡。其后率府兵曹梁令瓒更以木为游仪，因淳风之法而稍附新意，诏与一行杂校得失，改铸铜仪，古今称其详确。至道中，初铸浑天仪于司天监，多因斛兰、晁崇之法。皇祐中，改铸铜仪于天文院，姑用令瓒、一行之论，而去取交有失得。
臣今辑古今之说以求数象，有不合者十有三事：
其一，旧说以谓今中国于地为东南，当令西北望极星，置天极不当中北。又曰：天常倾西北，极星不得居中。臣谓以中国规观之，天常北倚可也，谓极星偏西则不然。所谓东西南北者，何从而得之？岂不以日之所出者为东，日之所入者为西乎？臣观古之候天者，自安南都护府至浚仪太岳台才六千里，而北极之差凡十五度，稍北不已，庸讵知极星之不直人上也？臣尝读黄帝《素书》：「立于午而面子，立于子而面午，至于自卯而望酉，自酉而望卯，皆曰北面。立于卯而负酉，立于酉而负卯，至于自午而望南，自子而望北，则皆曰南面。」臣始不谕其理，逮今思之，乃常以天中为北也。常以天中为北，则盖以极星常居天中也。《素问》尤为善言天者。今南北才五百里，则北极辄差一度以上；而东西南北数千里间，日分之时候之，日未尝不出于卯半而入于酉半，则又知天枢既中，则日之所出者定为东，日之所入者定为西，天枢则常为北无疑矣。以衡窥之，日分之时，以浑仪抵极星以候日之出没，则常在卯、酉之半少北。此殆放乎四海而同者，何从而知中国之为东南也？彼徒见中国东南皆际海而为是说也。臣以谓极星之果中、果非中，皆无足论者。彼北极之出地六千里之间所差者已如是，又安知其茫昧几千万里之外邪？今直当据建邦之地，人目之所及者，裁以为法。不足为法者，宜置而勿议可也。
其二曰：纮平设以象地体，今浑仪置于崇台之上，下敢日月之所出，则纮不与地际相当者。臣详此说虽粗有理，然天地之广大，不为一台之高下有所推迁。盖浑仪考天地之体，有实数，有准数。所谓实者，此数即彼数也，此移赤彼亦移赤之谓也。所谓准者，以此准彼，此之一分，则准彼之几千里之谓也。今台之高下乃所谓实数，一台之高不过数丈，彼之所差者亦不过此，天地之大，岂数丈足累其高下？若衡之低昂，则所谓准数者也。衡移一分，则彼不知其数几千里，则衡之低昂当审，而台之高下非所当恤也。
其三曰：月行之道，过交则入黄道六度而稍却，复交则出于黄道之南，亦如之。月行周于黄道，如绳之绕木，故月交而行日之阴，则日为之亏；入蚀法而不亏者，行日之阳也。每月退交二百四十九周有奇，然后复会。今月道既不能环绕黄道，又退交之渐当每日差池，今必候月终而顿移，亦终不能符会天度，当省去月环。其候月之出入，专以历法步之。
其四，衡上、下二端皆径一度有半，用日之径也。若衡端不能全容日月之体，则无由审日月定次。欲日月正满上衡之端，不可动移，此其所以用一度有半为法也。下端亦一度有半，则不然。若人目迫下端之东以窥上端之西，则差几三度。凡求星之法，必令所求之星正当穿之中心。今两端既等，则人目游动，无因知其正中。今以钩股法求之，下径三分，上径一度有半，则两窍相覆，大小略等。人目不摇，则所察自正。
其五，前世皆以极星为天中，自祖恒以玑衡窥考天极不动处，乃在极星之末犹一度有余。今铜仪天枢内径一度有半，乃谬以衡端之度为率。若玑衡端平，则极星常游天枢之外；玑衡小偏，则极星乍出乍入。令瓒旧法，天枢乃径二度有半，盖欲使极星游于枢中也。臣考验极星更三月，而后知天中不动处远极星乃三度有余，则祖恒窥考犹为未审。今当为天枢径七度，使人目切南枢望之，星正循北极枢里周常见不隐，天体方正。
其六，令瓒以辰刻、十干、八卦皆刻于纮，然纮平正而黄道斜运，当子、午之间，则日径度而道促；卯、酉之际，则日迤行而道舒。如此，辰刻不能无谬。新铜仪则移刻于纬，四游均平，辰刻不失。然令瓒天中单环，直中国人顶之上，而新铜仪纬斜络南北极之中，与赤道相直。旧法设之无用，新仪移之为是。然当侧窥如车轮之牙，而不当衡规如鼓陶，其旁迫狭，难赋辰刻，而又蔽映星度。
其七，司天铜仪，黄、赤道与纮合铸，不可转移，虽与天运不符，至于窥测之时，先以距度星考定三辰所舍，复运游仪抵本宿度，乃求出入黄道与去极度，所得无以异于令瓒之术。其法本于晁崇、斛兰之旧制，虽不甚精缛，而颇为简易。李淳风尝谓斛兰所作铁仪，赤道不动，乃如胶柱。以考月行，差或至十七度，少不减十度。此正谓直以赤道候月行，其差如此。今黄、赤道度，再运游仪抵所舍宿度求之，而月行则以月历每日去极度算率之，不可谓之胶也。新法定宿而变黄道，此定黄道而变宿，但可赋三百六十五度而不能具余分，此其为略也。
其八，令瓒旧法，黄道设于月道之上，赤道又次月道，而玑最处其下。每月移一交，则黄、赤道辄变。今当省去月道，徙玑于赤道之上，而黄道居赤道之下，则二道与衡端相迫，而星度易审。
其九，旧法：规环一面刻周天度，一面加银丁。所以施银丁者，夜候天晦，不可目察，则以手切之也。古之人以璿为之，璿者，珠之属也。今司天监三辰仪设齿于环背，不与横萧会，当移列两旁，以便参察。
其十，旧法：重玑皆广四寸，厚四分。其他规轴，椎重朴拙，不可旋运。今小损其制，使之轻利。
其十一，古之人知黄道岁易，不知赤道之因变也。黄道之度，与赤道之度相偶者也。黄道徙而西，则赤道不得独胶。今当变赤道与黄道同法。
其十二，旧法：黄、赤道平设，正当天度，掩蔽人目，不可占察。其后乃别加钻孔，尤为拙谬。今当侧置少偏，使天度出北际之外，自不凌蔽。
其十三，旧法：地纮正络天经之半，凡候三辰出入，则地际正为地纮所伏。今当徙纮稍下，使地际与纮之上际相直。候三辰伏见，专以纮际为率，自当默与天合。
又言浑仪制器：
浑仪之为器，其属有三，相因为用。其在外者曰体，以立四方上下之定位。其次曰象，以法天之运行，常与天随。其在内玑衡，玑以察纬，衡以察经。求天地端极三明匿见者，体为之用；察黄道降陟辰刻运徙者，象为之用；四方上下无所不属者，玑衡为之用。
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