自從司馬遷敘述《天官》以來,曆代撰寫史書的人都記錄天文現象。隻有《遼史》與眾不同,認為天象是明顯地呈現著,千古以來都是一樣的,日食、天變等已經記載在本紀中,那麼天文誌就顯得有些多餘了。這種說法很有道理。像《周髀》《宣夜》這些書,安天、窮天、昕天這些理論,以及星官占驗的學說,晉史已經記載得很詳細了,而且在《隋誌》中也有體現,說它不是多餘的怎麼行呢。評論的人認為天文誌以晉史、隋史為最好,尚且存在這樣的問題,其他的就可想而知了。然而因為這個就廢棄天文誌不記載,也是不對的。天象雖然冇有古今的差異,但是談論天文的人,測量天象的儀器,往往是後來的比以前的更先進。如果不記載下來,使得一代關於天文的創作意義泯滅不傳,這也是修史方法上的缺漏。至於彗星、孛星、流星、飛流等現象,以及暈、適、背、抱等天象,這是上天用來警示人們的,本紀中不可能全部記載,怎麼能不另外記載在天文誌裡呢。明神宗的時候,西洋人利瑪竇等人來到中國,他們精通天文、曆算之學,闡發其中的微妙之處,進行運算並製造儀器,這是以前所冇有的。這裡選取其中的要點,論述記錄在篇章裡。而《實錄》中所記載的天象星變幾乎多得寫不完,這裡選擇其中特彆奇異的記錄下來。日食已經全部記載在本紀裡,所以不再重複書寫。
兩儀
《楚辭》說“天有九重,是誰營造和度量的呢”,渾天家說“天包裹著地,就像雞蛋裡的蛋黃”,那麼天有九重,地是渾圓的,古人已經說過了。西洋人的學說,既不違背古代的說法,又能在對天象的驗證中得到證實,所以把它表述出來。
他們說九重天,最上麵的是宗動天,冇有星辰,每天帶著各重天,從東向西左旋一週,其次是列宿天,再其次是填星天,再其次是歲星天,再其次是熒惑天,再其次是太陽天,再其次是金星天,再其次是水星天,最下麵的是太陰天。從恒星天以下的八重天,都隨著宗動天左旋。然而各重天又都有右旋的度數,從西向東,和螞蟻在磨盤上爬行的比喻相符合。它們右旋的度數,雖然和古代相比有增有減,但是冇有太大的差異。隻有恒星的運行,就是古代所說的歲差的度數。古代認為恒星千古不變,而黃道的節氣每年向西退移。西洋人則認為黃道始終不變,而恒星每年向東運行。從現在考察來看,恒星確實有移動,他們的說法是不錯的。至於把周天分為三百六十度,把一天定為九十六刻,使得每個時辰有八刻而冇有零數,用這個來進行計算和製造儀器,非常方便。
他們說地是圓的,說地處在天的中間,它的形狀是渾圓的,和天的度數相對應。中國在赤道的北麵,所以北極常常顯現,南極常常隱藏。向南走二百五十裡,北極的高度就低一度,向北走二百五十裡,北極的高度就高一度。東西方向也是這樣(也是相距二百五十裡相差一度)。用周天的度數來計算,知道地的全周是九萬裡。用圓周率的精密比率來計算,得出地的全直徑是二萬八千六百四十七裡又九分之八裡。又用南北緯度來確定天下的縱向。凡是北極出地的度數相同,那麼四季的寒暑就冇有不同的。如果南極出地的度數和北極出地的度數相同,那麼晝夜長短就冇有不同的。隻是時令相反,這裡是春天,那裡就是秋天,這裡是夏天,那裡就是冬天罷了。用東西經度來確定天下的橫向,兩地經度相差三十度,那麼時刻就相差一個時辰。如果相距一百八十度,那麼晝夜就相反了。這種說法和《元史》中劄馬魯丁地圓的主旨大致相同。
七政
日月和五星各有一重天,它們所在的天都不與地同心,所以它們距離地有高低的不同。它們最高和最低的數值,都以地的半徑作為標準。太陽最高距離地是地半徑的一千一百八十二倍,最低是一千一百零二倍。太陰最高是五十八倍,最低是五十二倍。填星最高是一萬二千九百三十二倍,最低是九千一百七十五倍。歲星最高是六千一百九十倍,最低是五千九百一十九倍。熒惑最高是二千九百九十八倍,最低是二百二十二倍。太白最高是一千九百八十五倍,最低是三百倍。辰星最高是一千六百五十九倍,最低是六百二十五倍。如果想要得到七政距離地的裡數,就用地半徑一萬二千三百二十四裡來換算。
又說填星的形狀像瓜,兩側有兩顆小星像耳朵。歲星四周有四顆小星,繞行得非常快。太白的光有盈缺變化,就像月亮的弦望一樣。用望遠鏡觀察,都可以清楚地看到。其餘詳細內容在《曆誌》裡。
恒星
崇禎初年,禮部尚書徐光啟監督修撰曆法,獻上《見界總星圖》。認為回回《立成》所記載的,有黃道經緯度的隻有二百七十八顆星,其中繪圖的隻有十七座星官共九十四顆星,並且冇有赤道經緯。現在這些都是崇禎元年所測量的,黃赤二道的經緯度都具備。後來又獻上《赤道兩總星圖》。他的說法是常現和常隱的界限,隨著北極高度的不同而不同,圖是不能限製的。而且天度靠近北極就逐漸變窄,而《見界圖》從赤道以南,度數反而變寬,所繪製的星座不符合仰觀的實際情況。因此從赤道中間把渾天剖分為二,一個以北極作為中心,一個以南極作為中心。從中心到周邊,都是九十度,合起來是一百八十度,這就是赤道緯度。把周天分為三百六十度,這就是赤道經度。於是依據各星的經緯度來標註它們,遠近位置和形勢都符合天象。
至於恒星沿著黃道右旋,隻有黃道緯度冇有古今的差異,而赤道經緯則年年不同。然而也有黃赤二道都有差異,甚至前後次序改變的情況。比如觜宿的距星,唐代測量在參宿前三度,元代測量在參宿前五分,現在測量已經侵入參宿。所以舊的方法是先觜宿後參宿,現在不得不先參宿後觜宿,這是不能勉強的。
又有古代多現在少,古代有現在冇有的情況。比如紫微垣中的六甲六顆星現在隻有一顆,華蓋十六顆星現在隻有四顆,傳舍九顆星現在隻有五顆,天廚六顆星現在隻有五顆,天牢六顆星現在隻有二顆。又如天理、四勢、五帝內座、天柱、天床、大讚府、大理、女禦、內廚,都完全冇有了。天市垣的市樓六顆星現在隻有二顆。太微垣的常陳七顆星現在隻有三顆,郎位十五顆星現在隻有十顆。長垣四顆星現在隻有二顆。五諸侯五顆星完全冇有了。角宿中的庫樓十顆星現在隻有八顆。亢宿中的折威七顆星現在冇有了。氐宿中的亢池六顆星現在隻有四顆,帝席三顆星現在冇有了。尾宿中的天龜五顆星現在隻有四顆。鬥宿中的鱉十四顆星現在隻有十三顆,天籥、農丈人都冇有了。牛宿中的羅堰三顆星現在隻有二顆,天田九顆星都冇有了。女宿中的趙、周、秦、代各二顆星現在各隻有一顆,扶匡七顆星現在隻有四顆,離珠五顆星現在冇有了。虛宿中的司危、司祿各二顆星現在各隻有一顆,敗臼四顆星現在隻有二顆,離瑜三顆星現在隻有二顆,天壘城十三顆星現在隻有五顆。危宿中的人五顆星現在隻有三顆,杵三顆星現在隻有一顆,臼四顆星現在隻有三顆,車府七顆星現在隻有五顆,天鉤九顆星現在隻有六顆,天鈔十顆星現在隻有四顆,蓋屋二顆星現在隻有一顆。室宿中的羽林軍四十五顆星現在隻有二十六顆,螣蛇二十二顆星現在隻有十五顆,八魁九顆星現在冇有了。壁宿中的天廄十顆星現在隻有三顆。奎宿中的天溷七顆星現在隻有四顆。畢宿中的天節八顆星現在隻有七顆,鹹池三顆星現在冇有了。觜宿中的座旗九顆星現在隻有五顆。井宿中的軍井十三顆星現在隻有五顆。鬼宿中的外廚六顆星現在隻有五顆。張宿中的天廟十四顆星現在冇有了。翼宿中的東甌五顆星現在冇有了。軫宿中的青丘七顆星現在隻有三顆,軍門、土司空、器府都冇有了。
又有古代冇有現在有的情況。策星旁邊有客星,是萬曆元年新出現的,開始大現在小。南極的各星,古代所冇有,近年來漂洋過海的人到赤道以南,常常能看到它們,因此測量了它們的經緯度。其餘新增加的星很多,都詳細記載在《恒星表》裡。
關於銀河的論述,它起於尾宿,分為兩派。一派經過天江、南海、市樓,經過宗人、宗星,經過天津到達螣蛇。一派由箕、鬥、天弁、河鼓、左右旗,經過天津到達車府然後在螣蛇會合,經過造父,直趨附路、閣道、大陵、天船,逐漸向下往南行,經過五車、天關、司怪、水府,靠近東井,進入四瀆,經過闕丘、弧矢、天狗之墟,抵達天社、海石的南麵,越過南船,連帶海山,設置十字架、蜜蜂,靠近馬腹,經過南門,環繞三角、龜、杵,然後連接尾宿,這就是環繞天一週。按照道理來推,隱界自然應該有銀河,所看到的情況應該不是虛假的。又說銀河是由無數小星組成,大陵鬼宿中的積屍也是這樣。考察《天官書》說星和銀河都是金的散氣,那麼星和銀河本來就是同類的,得到這個說法可以相互印證。又說昴宿有三十六顆星,這些都是通過望遠鏡觀測得到的。
凡是測量後列入表中的星共有一千三百四十七顆,細微冇有名字的不包括在內。它們的大小分為六等:一等星十六顆,二等星六十七顆,三等星二百零七顆,四等星五百零三顆,五等星三百三十八顆,六等星二百一十六顆。都具備黃赤二道的經緯度。列出兩卷表,收入徐光啟所修撰的《崇禎曆書》中。
這裡選取二十八宿的距星以及一二等大星記錄下來,其中小而有名的星,偶爾選取一二顆,詳細列在左邊。