邵之棠《皇朝经世文统编》卷96下
天重学记
顾观光
日居中而不动地球环之其旋转于本心而一日一周者昼夜之故也其循行于本道而一岁一周者寒暑之故也旋转之势依赤道循行之势依黄道二道交角今为二十三度二十八分交点每岁西行五十秒一故地行黄道一周三百六十五日五小时四十八分四十九秒七再加二十分十九秒九而后复于恒星即岁差也黄道椭圆而日不正当椭圆之中两心差００一六七八三六最高每岁东行十一秒八故地绕太阳一周三百六十五日六小时九分九秒六再加四分三十九秒七而后复于最高半周角度小于积度则实行差而迟最卑半周角度大于积度则实行差而疾故日距地之平方与速率有反比例日距地之面积与时分有正比例也中距日视径三十二分三秒三高则变小卑则变大大小之比同于日距地之反比矣黄道椭圆而地形亦为椭圆长径过赤道短径过两极二径之比若二百九十九与二百九十八地之旋转近赤道则渐疾而下引之力减近两极则渐迟而下引之力增故物在两极较赤道重一百九十四之一各度加重之比同于纬度正弦羃之比也地径与日径比若一与一百十一五地径与黄道径比若一与二万三千九百八十四故日之地平视差为八秒六各度视差之比同于视距天顶正弦之比也赤极环绕黄极二万五千八百六十八年一周为诸星所摄动而黄赤大距古大今小约百年差四十八秒其最大差为一度二十一分赤极又为月所摄动而成小椭圆之行长径十八秒五短径十三秒七四凡十九年一周长径恒向黄极故大距又有微差矣地以二十四小时旋转一周而考之钟表亦有微差一为椭圆迟疾差近最高则行迟而自转有减分近最卑则行疾而自转有加分一为黄赤升度差近二分则黄道一度当赤道不足一度故自转有加分近二至则黄道一度当赤道一度有余故自转有减分合二差以加减平时即真时也光行之速一秒凡五十五万五千里而地行黄道一秒仅五十五里故光速率与地速率若半径与二十秒五之正切是为光行差近地恒有蒙气能令七政升卑为高地平视差三十三分地平以上渐小而其差又随时随地不同此必征诸实测非算术所能御矣
月绕地而又绕日其旋转于本心与环绕乎地球皆二十七日七小时四十三分十一秒五而一周故月向地之面终古不易也月行白道与黄道斜交其角五度八分四十八秒交点退行于黄道每日三分十秒六四故月行南北二十七日二一二一而一周即交终也白道椭圆而地不正当椭圆之中两心差最大最小之比若三与二其中数为００五四八四四二最高每日顺行六分四十一秒八故月行迟疾二十七日五五四五而一周即转终也月行于椭圆周每日十三度一七六四亦以面积为平行角度为实行与太阳同中距月视径三十一分七秒大小之比亦为月距地之反比矣月地之行每日差十二度一九０七五积二十九日十二小时四十四分二秒八七而复合是为一月地径与月径比若一与０二七二九地径与白道径比若一与五十九九六四三五故月之地平视差其中数为五十七分六秒也日月二半径和加月地平视差其最大者一度三十四分二十七秒日月两心距小于此数则地面必有见食之处故日食限之距交为十六度五十八分法自日体之两边各作线与月体相切引长之成尖圆其尖或过地或不及地若以两线交互切月引长至地界内即生淡影人在淡影中则见食在尖圆中则见食既也月与内虚二心距等于月外虚二半径和即月入外虚之时等于月内虚二半径和即月入内虚之时故月食限之距交为十一度二十一分法自日体之两边各作线与地球相切引长之成尖圆即内虚也若以两线交互切地引长之过月体即外虚也日光透过蒙气则折而下其交外虚线之角即倍地平蒙气差其交内虚线之角即倍蒙气差与日视径之较月八外虚为昏黄色入内虚则浅者为蓝绿色深者为红紫色也凡摄力之大小与相距之平方有反比例月距地心约地半径之六十倍故地摄月力为地面摄力三千六百之一日之摄力甚大于地而日地距大于月地距约四百倍故日摄月力仅得地摄月力一百七十九之一也白道长径与地之行每日差五十二分二十七秒二五积二百五日八九四而复合此一合中两心差有增减长径亦有进退而增减进退之差在最高者较大在最卑者较小大小之比若二十八与二十五矣朔望前二象限切力恒令速率增增则长径变长朔望后二象限切力令恒速率减减则长径变短又朔望左右各五十四度四十四分法力向外令曲率略小两弦前后各三十五度十六分法力向内令曲率略大其最大差为一度四分一月而复名二均差也月受日之摄力朔时距日近而略大望时距日远而略小故日心斜交地月之线令月增减于椭圆行其最大差为二分名月角差也地行于椭圆周最高后距日渐近则日摄月力渐大最卑后距日渐远则日摄月力渐小其最大差为十一分一岁而复名年差也二千年间地道两心差恒变而小约百年差二万五千分之一则年差亦微有不同而月之平速恒变而大约百年差十一秒九其一终之时甚久未能征诸实测也二体相距必有重心其距二体心远近之比若二体轻重之比联日地为一直线其公重心在日体中联月地为一直线其公重心在地球中故月地之公重心绕日地之公重心而自人视之一若月绕地而地又绕日焉然因此而日之经度亦有微差一月而复因名之曰月差其最大者不能至八秒六八秒六者日之地平视差也白极环绕黄极十八年六而一周而赤道既退行于黄道又退行于白道则赤极所行方向恒正交赤白二极距故不成正圆而为次摆线其速率亦时大时小二道所生二差之比若二与五矣
五星绕日而行轨道并为椭圆与地球同其两心差各以长半径准之水星０二０五五一四九金星０００六八六０七火星００九三三０七０木星０四八一六二一土星０五六一五０五距日中数以地道半径准之水星０三八七０九八一金星０七二三三三一六火星一五二三六九二三木星五二０二七七六０土星九五三八七八六一地与五星周时平方之比各同于距日立方之比推得五星之恒星周水星八十七日九六九二五八金星二百二十四日七００七八七火星六百八十六日九七九六四六木星四千三百三十二日五八四八二一土星一万七百五十九日二一九八一七其交黄道之角水星七度九秒一金星三度二十三分二十八秒五火星一度五十一分六秒二木星一度十八分五十一秒三土星二度二十九分三十五秒七其交点与最高点行皆甚迟故联两交点为一线恒平分黄道焉外星之摄动内星也于内道上取距外星线等于日距外星之两点内星自等距点至交点者交点退而后自交点至等距点进而前内星之摄动外星也二道相距小于内道距日者于内道上取距日与外星相等之两点其交点之进退与外星摄内星同二道相距大于内道距日者二星在交线之两边交点退而后在交线之一边交点进而前若二星中有一星正当交点则交点不动矣二道渐相近而摄力又引之近二道渐相远而摄力又推之远则交角变大二道渐相近而摄力反推之远二道渐相远而摄力反引之近则交角变小引之近者交点退推之远者交点进故交角之大小与交点之进退不相应也法力能变曲率向内则曲率增向外则曲率减切力能变速率顺则速率增逆则速率减故法力向内而星近高点则长径退近卑点则长径进自高至卑则两心差增自卑至高则两心差减法力向外者反是切力顺而星近高点则两心差减近卑点则两心差增自高至卑则长径退自卑至高则长径进切力逆者反是是两心差与最高行互为消长而切法二力亦互为消长故五星之椭圆周古今不甚相远也人视五星见其忽顺忽逆忽留若无法者因地不在星道之心而又绕日环行故也若自太阳视之则有迟疾而无留退故求地心经纬度当以日心经纬度为根先用弧三角形直角为一角星道交黄道角为一角最卑交点二经度较为两角所夹之弧求得对直角之弧以加减星距最卑度即星距交度仍以直角为一角星道交黄道角为一角星距交度为两角所夹之弧求得对交角之弧即日心纬度又求对直角之弧以加减交点距春分度即日心经度也次用平三角形直角为一角日心纬度为一角星距日为对直角之边求得纬度角角之对边为星距黄道线又求得两角所夹之边为星对边又以星对边为一边地距日为一边星地二日心经度较为两边所夹之角求得对角之边为日对边又求地距日之对角以加二日心经度较再加地之日心经度即星之地心经度又以日对边与星距黄道线为夹直角之两边而求星距黄道线之对角即地心纬度也土木二星之互相摄动也二星一合为七千二百五十三日四积至三合则土二周木五周而多八度六分以除三百六十度又以一合日数乘之得三十二万二千三百七十三日约八百八十三年然其差因积久而大故九百十八年而一周此一周中一星速率增而周时变短则一星速率减而周时变长其最大差土星四十九分木星二十一分二星经度之比若二星体积各乘长径平方根之反比也金星之摄动地球也一合为五百八十三日九二积至五合则地八周金十三周而少二度二十四分以除三百六十度又以一合日数乘之得八万七千五百八十八日约二百四十年而一周此一周中地速率减则日地中距变大地速率增则日地中距变小其差甚微然因此而月之速率亦有增减其最大差为二十三秒金星摄力又有直加于月者地转三终则金转五终而多二十七日十三小时七分三十五秒六较月转终少十分五十六秒七约为三千六百二十五分月转终之一凡二百七十三年而一周其最大差为二十七秒四是又在日地二摄力之外矣五星地半径差并小于月测之甚难而联日星与地为三角形则星距日与地距日若星距日度正弦与地道半径差之正弦此差一年而周与光行差相似若以光行星与地道差为夹直角之两边而求地道差之对角即星所在之度也
彗星行法与五纬同而椭圆之长径甚长两心差甚大故或数十年而一见其差甚多不能尽知其根数也因格彗半长径二二一六四两心差０八四七四三六交黄道角十三度七分三十四秒凡三年一一而一周迪未谷彗半长径三九九四六两心差０六一七二五六交黄道角二度五十四分四十五秒凡五年一六七而一周勃陆孙彗半长径三一五０二一两心差０七九三六二九交黄道角三十度五十五分七秒凡五年二一六而一周比乙拉彗半长径三五０一八二两心差０七五五四七一交黄道角十二度三十四分十四秒凡六年二０二而一周飞彗半长径三八一一七九两心差０五五五九六二交黄道角十一度二十二分三十一秒凡七年一六一而一周达唳彗半长径六三二０六六两心差０七五六七二交黄道角三十一度二分十四秒凡十五年三二五而一周好里彗半长径一七九八七九六两心差０九六七三九一交黄道角十七度四十五分五秒逆行凡七十六年一０六而一周又有乾隆三十五年之彗两心差０七八五八交黄道角一度三十四分凡五年半而一周道光二十三年之彗最卑距日０００五五八交黄道角三十五度三十六分二十九秒逆行凡二十一年八七五而一周又有顺治十八年之彗约一百二十九年而一周嘉靖三十五年之彗约二百九十二年而一周康熙十九年之彗约五百七十五年而一周上考往古有当见而不见者必近日而昼见有虽见而先后一二年则为他星所摄动也乾隆五十一年至道光十八年因格彗已十五周每周减百分日之十一洪武十一年至道光十五年好里彗已六周每周增千分年之四百四十五增减之故未得而详彗之头如星气渐近中心渐厚尾恒背日盖太虚中之薄气故借日光而明有时隔彗能见恒星知其薄气而非实体矣
代微积拾级序
李善兰
几何之学自欧几里得至今专门名家代不乏人粤在古昔希腊最究心此学尔时以圜锥诸曲线之理为最精深亚奇默德而后其学日进至法兰西代加德立纵横二轴线推曲线内诸点距轴远近自有此法而凡曲线无不可推故曲线之数多至无穷而以直线为限一例用曲线之法驭之既得诸曲线依代数理推之可得诸平面诸曲面诸体其已推定之曲线略举其目曰平圜线椭圜线双线物线半立方抛物线薜荔叶线蚌线摆线余摆线和音线次摆线弦切诸线指数线对数线亚奇默德螺线对数螺线等角螺线交互螺线两端悬线葛西尼诸椭圜线平行动线而圜锥诸曲线与他曲线统归一例无或少异此代数几何学也自有代数几何而微分学之用益大微分学非一时一国一人所作其源流远矣数学有数求数代数无数求数然所推皆常数微分能推一切变数创法者不一家理同而术异求本之者日尔曼人也立界说曰以小至无穷之点积至无穷多推其几何名为推无穷小点法难者曰无穷小之点虽积之至无穷不能成几何解之曰但易无穷小为任何小即有积可推矣故其说虽若难解而其理未始不合也而英国奈端造首末比例法不用无穷小之长数乃用有穷最小长数之比例而推其渐损之限其几何变大则为末限变小则为首限此法便于几何而不便于代数后造流数术弃不用而谓万物皆自变其变皆有速率凡几何俱可用直线显之故速率之增损可用直线之界显之此说学者皆宗之嘉庆末法兰西特浪勃造限法自云不过用奈端首末比例耳而兰顿别创新法凡微分一凭代数不云任近限而云已得限名曰賸理拉格浪亦造法多依附戴老之理大略与兰顿同总论之微分不过求变几何最小变率之较耳家数虽多理实一焉奈端来本之同时各精思造法未尝相谋相师也奈端于元上加点以显流数如申为甲之流数是也用以推算觉不便故用来氏之彳号以显之积分者合无数微分之积也亦用来氏之禾号以显之微分积分为中土算书所未有然观当代天算家如董方立氏项梅侣氏徐君青氏戴鄂士氏顾尚之氏暨李君秋纫所着各书其理有甚近微分者因不用代数式故或言之甚繁推之甚难今特偕李君译此书为微分积分入门之助异时中国算学日上未必非此书实基之也
代微积拾级序
伟烈亚力
中法之四元即西法之代数也诸元诸乘方诸互乘积四元别以位次代数别以记号法虽殊理无异也我 朝康熙时西国来本之奈端二家又创立微分积分二术其法亦借径于代数其理实发千古未有之奇秘代数以甲乙丙丁诸元代已知数以天地人物诸元代未知数微分积分以甲乙丙丁诸元代常数以天地人物诸元代变数其理之大要凡线面体皆设为由小渐大一刹那中所增之积即微分也其全积即积分也故积分逐层分之为无数微分合无数微分仍为积分其法之大要恒设纵横二线以天代横线以地代纵线以彳天代横线之微分以彳地代纵线之微分凡代数式皆以法求其微系数系于彳天或彳地之左为一切线面体之微分故一切线面体之微分与纵横线之微分皆有比例而叠求微系数可得线面体之级数曲线之诸异点是谓微分术既有线面体之微分可反求其积分而最神妙者凡同类诸题皆有一公式而每题又各有一本式公式中恒兼有天地或兼有彳天彳地但求得本式中天与彳天之同数或地与彳地之同数以代之乃求其积分即得本题之全积是谓积分术由是一切曲线曲线所函面曲面曲面所函体昔之所谓无法者今皆有法一切八线求弧背弧背求八线真数求对数对数求真数昔之视为至难者今皆至易呜呼算术至此观止矣蔑以加矣罗君密士合众之天算名家也取代数微分积分三术合为一书分款设题较若列眉嘉惠后学之功甚大伟烈君亚力闻而善之亟购求其书请余共事译行中国伟烈君之功岂在罗君下哉是书先代数次微分次积分由易而难若阶级之渐升译既竣即名之曰代微积拾级时几何原本刊行之后一年也
谈天序
李善兰
西士言天者曰恒星与日不动地与五星俱绕日而行故一岁者地球绕日一周也一昼夜者地球自转一周也议者曰以天为静以地为动动静倒置违经畔道不可信也西士又曰地与五星及月之道俱系椭圆而历时等则所过面积亦等议者曰此假象也以本轮均轮推之而合则设其象为大轮均轮以椭圆面积推之而合则设其象为椭圆面积其实不过假以推步非真有此象也窃谓议者未尝精心考察而拘牵经义妄生议论甚无谓也古今谈天者莫善于子舆氏苟求其故之一语西士盖善求其故者也旧法火木土皆有岁轮而金水二星则有伏见轮同为行星何以行法不同歌白尼求其故则知地球与五星皆绕日火木土之岁轮因地绕日而生金水之伏见轮则其本道也由是五星之行皆归一例然其绕日非平行古人加一本轮推之其推月且加至三轮四轮然犹不能尽合刻白尔求其故则知五星与月之道皆为椭圜其行法面积与时恒有比例也然俱仅知其当然而未知其所以然奈端求其故则以为皆重学之理也凡二球环行空中则必共绕其重心而日之质积甚大五星与地俱甚微其重心与日心甚近故绕重心即绕日也凡物直行空中有他力旁加之则物即绕力之心而行而物直行之迟速与旁力之大小适合平圜率则绕行之道为平圜稍不合则恒为椭圜惟历时等所过面积亦等与平圜同也今地与五星本直行空中日之摄力加之其行与力不能适合平圜故皆行椭圜也由是定论如山不可移矣又证以距日立方与周时平方之比例及恒星之光行差地道半径视差而地之绕日益信证以煤坑之坠石而地之自转益信证以彗星之轨道双星之相绕多合椭圜而地与五星及日之行椭圜益信余与伟烈君所译谈天一书皆主地动及椭圜立说此二者之故不明则此书不能读故先详论之
谈天序
伟烈亚力
天文之学其源远矣太古之世既知稼穑每观天星以定农时而近赤道诸牧国地炎热多夜放羊因以观天间尝上考诸文字之国肇有书契即记及天文如旧约中屡言天星希腊古史亦然而中国尧典亦言中星历家据以定岁差焉其后积测累推至汉太初三统而立七政统母诸数从此代精一代至郭太史授时术法已美备惟测器未精得数不密此其缺陷也中国言天者三家曰浑天曰盖天曰宣夜然其推历但言数不言象而西国则自古及今恒依象立法昔多禄某谓地居中心外包诸天层层硬壳传其学者又创立本轮均轮诸象法綦繁矣后代测天之器益精得数益密往往与多氏说不合歌白尼乃更创新法谓太阳居中心地与诸行星绕之第谷虽讥其非然恒得确证人多信之至刻白尔推得三例而歌氏之说始为定论然刻氏仅言其当然至奈端更推求其所以然而其说益不可摇矣夫地球大矣统四大洲计之能尽历其面者无几人焉然地球乃行星之一耳且非其最大者计绕太阳有小行星五十余大行星八其最大者体中能容地球一千四百倍其次能容九百倍也设以五百地球平列土星之光环能覆之而诸行星又或有月绕之总计诸月共二十余设尽并诸行星及诸月之积不及太阳积五百分之一太阳体中能容太阴六千万倍可谓大之至矣而恒星天视之亦只一点耳设人能飞行空中如最速子亦须四百万年方能至最近之恒星故目能见之恒星最小者可比太阳其大者或且过太阳数十万倍也夫恒星多至不可数计秋冬清朗之夕昂首九霄目能见者约三千设一恒星为一日各有行星绕之其行星当不下十五万恒星又有双星及三合四合诸星则行星之数当更不止于此矣然此仅论目所能见之恒星耳古人论天河皆云是气近代远镜出知为无数远镜界内所已测见之星较普天空目所能见者多二万倍天河一带设皆如远镜所测之一界其数当有二千零十九万一千设一星为一日各有五十行星绕之则行星之数当有十亿零九百五十五万意必俱有动植诸物如我地球伟哉造物其力之神能之钜真不可思议矣而测以更精之远镜知天河亦有尽界非布满虚空也而其界外别有无数星气意天河亦为一星气无数星气实即无数天河我所居之地球在本天河中近故觉其大在别星气外远故觉其小耳星气已测得者三千余意其中必且有大于我天河者初人疑星气为未成星之质至罗斯伯之大远镜成始知亦为无数小星聚而成而更别见无数星气则亦但觉如气不能辨为星之聚设异日远镜更精今所见者俱能辨恐更见无数远星气仍不能辨也如是累推不可思议动法亦然月绕行星行星绕太阳近代或言太阳率诸行星更绕他恒星与双星同然则安知诸双星不又同绕一星而所绕之星不又绕别星耶如是累推亦不可思议伟哉造物神妙至此荡荡乎民无能名矣
割圜八线缀术序
左潜
自泰西杜德美立割圜九术以屡乘屡除通方圜之率我 朝明氏董氏各立一家言以为之说而杜氏之义推阐靡遗顾八线互求尚无通术未足以尽一圜之变夫非明董之智力不能因法立法以尽其变也其能穷杜氏之义也资于借根方其不能广杜氏之法也亦限于借根方盖借根方即天元一之变术而借根方之不能立式究不如天元一之巧变莫测也是书祖杜氏而宗明氏又旁参以董氏之法八线相求各立一式因式立法不烦审顾之劳因法入算不费寻求之苦向之不可立算者今皆能驭之以法即有不能立法布算者而其式终存则式能济法之穷而度圜诸线一以贯之无遗法矣推其立式之由所谓比例术即明氏定半径为一率所有为二率或三率之法也所谓还原术即明氏弧背求正矢又以正矢求弧背之法也所谓借径术即明氏借十分全弧通弦率数求百分全弧通弦率数借百分全弧通弦率数求千分全弧通弦率数诸法也所谓商除法又即还原术之变法也是故缀术之生因于明氏而又足以尽明氏之变明氏之未能立式也借根方法取两等数其分母分子杂糅繁重而不可通也其多号少号辗转互变而不可约也试取明氏书驭之以缀术其递降各率顷刻可求则是书也其真能因法立法而更能树帜于明董之后者与书为徐君青先生所作吴君子登述而成之顾详于式而略于草惟弦求矢矢求弦弦求切切求弦弧求割小切求大切小切求大弦小割求大矢八式有草余皆有式无草欲考其立式之原不可遽得学者难焉因于暇日一一尽为补草合为四卷书既成丁果臣先生以尝习算于徐先生将以此书付诸梓因缀数语于简端云
缀术释戴序
左潜
余既补订徐庄愍公割[圜](团)缀术丁果臣先生复以戴氏鄂士求表捷术见示图解详晰立法巧变于天地间自然之形数曲尽精微其中各式有足补徐氏之未备者如余弦求各线式有式同于徐术而立法不同者徐术先求差根此术先求乘法更为直捷法异而理不异也要皆祖杜宗明使割圜之理一以贯之虽各有创术而因法立法互相发明益足见明氏书之为通术而其理固无所不赅也原书算式繁重通分化分诸法学者骤难通晓余因思缀术乃天元一之变法用以立式巧变莫测遂依法改演各草不一日而诸式立就且与书中细审诸草一一密合爰并取全书删繁就简手录成帙至求式各法已详缀术草中兹不再述
缀术释明序
曾纪鸿
易系曰极其数遂定天下之象则综天下难定之象以观于有定莫数若矣在昔圣神制器尚象利物前民其于数理必有究极精微范围后世者代久年湮其数学渐至失传近三百年泰西犹能推阐古法翻陈出新而中国之才人智士或反蹈其成辙而率由之孔子曰天子失官学在四夷正今日数学之谓也中国旧有弧矢算术而未标角度八线之名未立八线钤表则虽有用其理以入算者而无表可藉则每求一数必百倍其功而始得且得而仍非密率明代译出泰西八线表及八线对数表核其立法之源得数之初甚属繁难而成表之后一劳永逸大至于无外细至于无微莫不可以此表测之则其用之广大可想然得表之后虽无事于再求而任举一数何能较其讹误若仍用旧术则非匝月经旬不得一数此明静庵董方立推演杜德美弧矢捷术之可贵也向来求八线者例用六宗三要二简各法若任言一弧度必不能考其弦矢诸数至杜氏创立屡乘屡除之法则但有弧径而八线均可求董方立解杜术先取直线之极微者令与弧线合而后用连比例以推至极大又考诸率数与尖锥理相合故用尖锥以释弧矢而弧矢之理以显而数亦显明静庵解杜术先取四分弧通十分弧通弦直线之极大者用连比例以推至千分万分弧通弦之极微者考其乘除之率数与杜氏原术乘除之理相合故用缀术以释弧矢而弧矢之数以出而理亦出董明二君均为弧矢不祧之宗无庸轩轾其间迩百年中继起者如戴鄂士煦徐君青有壬季壬叔善兰所着各书虽自出新裁要皆奉董明为师资也吾友左君壬叟湘阴相国之侄也英年积学于诗文赋字无不深纯每应试必冠其曹而于数学一道尤孜孜不倦遇有疑难之题必穷力追索务洞澈其奥窔而后止尝谓方员之理乃天地自然之数吾之宗中宗西不必分其畛域直以为自得新法也可曾释徐君青氏缀术又释戴鄂士求表捷术兹又释明静庵弧矢捷术而一贯以天元寄分之式于圆率一道三致意焉可谓勇矣余癸酉从丁果臣先生游始识壬叟继与共述粟布演草圆率考真二书相得甚欢不啻古所谓同方合志者孰意天厄良才壬叟竟于甲戌秋不永年而逝凡在同学诸人无不叹息不置余与壬叟两世神交能无怆切耶果臣先生为湖南数学之领袖所刊二十一种算书嘉惠士林良非浅尟兹文集壬叟遗书而汇刊之倩新化黄君玉屏宗宪任校之役订正精审毫发无憾壬叟得此不朽矣若夫诗古文词古人之门径已搜括殆尽即附为壬叟之绪余剞劂尚需诸异日也
圜率考真图解跋
曾纪鸿
曩读古今人数学书莫不言割圜之难数理精蕴中所载圜率与西人固灵所求三十六位之数相同皆用内容外切屡次开方之法欲求此三十六位之率不下数十年工夫亦綦难矣后有泰西杜德美特立屡乘屡除之法省去开方较旧法为稍捷然秀水朱君小梁用其术以求四十位圜率止有二十五位不误其后十五位概行误足见纷赜繁难易于淆乱果臣先生属纪鸿等凝心构思幸得创兹巧法歛级甚速按等推求了如指掌迩日深于算者穷理之功多演数之功少反觉不切于日用今左君壬叟黄君玉屏竟用此术推得各弧背真数至百位之多庶几息诸家之聚讼而为古之困于圜率者置一左券也
对数序
刘彝程
人莫不知对数之用世亦不乏求对数之书奚俟后有论譔顾是书之不容已于作也其要有二一则自来求对数者求一对数祗可得一对数今思得一法求一对数俱可得两对数盖以前册开方第二术求大于本数之对数较易正负相间之诸数为皆正即为小于本数之对数较以前册开方第三术求小于本数之对数较易诸数皆正者为正负相间即为大于本数之对数较以此求诸对数以备立表视前人诸法不尤捷乎此首卷之所以要也一则近来西书求对数半较其法颇捷而立法之原不详间以开方之理推之乃知亦系开方之法但此开方与前册开方诸法不同盖以中方根求大小两方根半较法也爰自平方至无量数九乘方各以率数阐之莫不显然一贯而开方之说可以据为定论无疑此次卷之所以要也至是书中逐事逐节阐微抉隐于对数之理均觉似非小补然以视最要之端则犹为余事矣
论对数根
刘彝程
第一问
问何谓对数根曰命单一下带无数空位零一之数为方根求其无量数九乘方之积为真数次置方根零数即零一之一以一无量数乘之得单一为真数之自然对数由自然对数求得定准对数即对数根也法以十之自然对数为首率十之定准对数单一为中率求得末率为对数根盖十之自然对数与十之定准对数单一之比若以单一为自然对数与其定准对数之比而此所得定准对数用之乘一切方根零数可得一切数之定准对数以其为诸对数之所自出故曰对数根也
第二问
问以对数根乘一切数之方根零数而得一切数之定准对数其理若何且求一切定准对数舍对数根尚别有法乎曰一切数之方根零数既为一切数之自然对数则置本数之方根零数任以若干数之定准对数乘之以若干数之自然对数除之必得本数之定准对数顾此法须一乘一除不若有乘无除或有除无乘之便有乘无除者以对数根为乘法是也有除无乘者以十之自然对数为除法是也盖自然对数单一与定准对数对数根之比同于一切自然对数与一切定准对数之比而所宜置之一率系单一可以省除宜以单一为一率对数根为二率一切自然对数为三率求得四率为一切定准对数故以对数根乘一切方根零数即得一切定准对数又十之自然对数与十之定准对数之比同于一切数之自然对数与一切定准对数之比而十之定准对数系单一可以省乘故以十之自然对数除一切方根零数即得一切定准对数夫位少之数乘便于除位多之数除便于乘似以十之自然对数为除法较以对数根为乘法为便十之自然对数与对数根皆位多之数顾乘除方根零数乃乘除于得数之后得数即得方根也乘除所借之根单一为乘根于第一数之先第一数即连比例之第一数乘除于后与乘除于先原无少异则与其以十之自然对数除方根零数孰若以对数根乘借根单一之为便乎此求对数者所以恒置对数根为第一数之实也置对数根为第一数之实即如以对数根乘单一也
第三问
问求对数根共有几法曰旧法以十为本积开五十四次平方然后以方根为真数以方根之零数为自然对数以单一折半五十四次为定准对数置单一以定准对数乘之自然对数除之得对数根此一法也戴氏以十为本积先开三十一乘方为用数然后以用数开无量数九乘方求得方根零数以三十一乘方之廉率乘之即三十二乘之得十之自然对数以十之自然对数除定准对数单一得对数根此又一法也李纫叔氏以二为本数求得自然对数三因之得八之自然对数又求得四与五之自然对数较命为八与十之自然对数较四五与八十比例同故对数较亦同以加八之自然对数为十之自然对数然后以十之自然对数除单一得对数根此又一法也夫旧法极繁不可为训戴李二术因十之自然对数不可径求故一则借用数以求之一则分二次以求之皆法之极善者也
第四问
又问求对数根别有法乎曰无论以若干数之自然对数除本数之定准对数皆得对数根以对数根乘诸自然对数既得诸定准对数则以诸自然对数除诸定准对数必得对数根但诸数之自然对数与定准对数恒难兼而有之如二可得自然对数不能得定准对数十之平方根可得定准对数不能得自然对数试思何数可兼得自然与定准两对数则得对数根矣间尝于戴李二法外另立二法此二法比戴李之法亦大略相似前一法与戴法相似后一法与李法相似此法任取略大于单一之数皆可为求对数根之借端明乎此然后觉求之术途径甚宽非一格所能限矣法如左
一任取略大于单一之数为借根屡自再乘至比十略大或略小而止为借积以十为本积视借根屡自再乘为若干次即以十开若干乘方得数为十之若干乘方根次以此方根为本数以若干乘方之廉率除十之定准对数单一为本数之定准对数复由本数求得自然对数然后以自然对数除定准对数得对数根
假如任取一一为借根自乘得一二一为平方以平方自乘得一四六四一为三乘方以三乘方自乘得二一四三五八八八一为七乘方以七乘方自乘得四五九四九七二九八六三为十五乘方又以七乘方乘之得九八四九七三二六七五为二十三乘方此法较以一一累乘二十三次略捷视二十三乘方之数与十相近而略小乃以此数为借积十为本积求之二十三乘方根法以借积减本积得０一五０二六七三二五为屡次乘法十为屡次除法置借根一一为第一数乘法乘第一数除法除之得０一六五二九四０五八以廉率二十四除之得００００六八八七二五三为第二数除法除之得０００００一０三四九三以二十五乘之四十八除之即廉率加一乘之二因廉率除之得００００００五三九０四为第三数乘法乘第三数除法除之得０００００００八一以四十九乘之七十二除之得００００００００五五一为第四数乘法乘第四数除法除之得０００００００００八以七十三乘之九十六除之得００００００００００六为第五数诸数相并得一一００六九四一七一四为十之二十三乘方根以上用开方第一术
次以十之二十三乘方根为本数以廉率二十四余十之定准对数得００四一六六六六六六七为本数之定准对数仍以开方术求本数之自然对数法以单一为借积即为屡次除法以借积减本数得０一００六九四一七一四为较积即为屡次乘法置借根单一借积一借根必仍为一以乘法乘之除法除之得０一００六九四一七一四合以一无量数除之今不除寄为母即为第一数正本系第二数因但求方根零数故径以第二数为第一数乘法乘第一数除法为单一除与不除无异故可省去得００一０一三九三一六一又一乘之二除之一乘二除与一无量数乘二无量数除等得０００五０六九六五八一为第二数负乘法乘第二数得００００五一０四八五又二乘之三除之得００００三四０三二三三为第三数正乘法乘第三数得０００００三四二六八五又三乘之四除之得０００００二五七０一四为第四数负如是求得００００００二０七０００四为第五数正０００００００一七三八为第六数负００００００００一五为第七数正００００００００一三为第八数负００００００００００一为第九数正诸正数相并并诸负数以减之得００九五九四一０四五六合以一无量数乘之因第一数已寄一无量数为母是此数已为一无量数与方根零数相乘之数故即为借积与本数之对数较又此对数较合加借积之对数为本数之对数而借积系单一无对数可加诸数之中惟单一无对数故此对数较即为本数之自然对数置本数之定准对数００四一六六六六六六七以自然对数００九五九四一０四五六除之得０四三四二九四四八二即对数根也以上用开方第二术
一任取略大于单一之数为本数求得自然对数次以本数屡自再乘至比十略小或略大而止复求得此数与十之自然对数较次置先所求自然对数以屡自再乘之次数加一乘之以后所求自然对数较加之得十之自然对数然后以十之自然对数除十之定准对数单一得对数根
假如任取一一为本数求其自然对数法以单一为借积即为屡次除法以借积减本数得０一为较积即为屡次乘法置借根单一降一位屡乘法除法皆为一乘除所得之数但降一位而数不变故以降一位代乘除一次也得０一为第一数正此处寄母及得数后不复以无量数乘之之说俱已见前置第一数降一位一乘之二除之得０００五为第二数负置第二数降一位二乘之三乘之得００００三三三三三三为第三数正置第三数降一位三乘之四除之得０００００二五为第四数负如是求得００００００二为第五数正０００００００一六七为第六数负００００００００一四为第七数正０００００００００一为第八数负诸正数相并并诸负数以减之得００九五三一０一八为一一之自然对数以上用开方第一术
次以一一累乘二十三次得九八四九七三二六七五为一一之二十三乘方视此数与十相近而略小乃以此数为小积十为大积复开无量数九乘方求大小两积之对数较法置大积自除得一为大借积以大积除小积得九八四九七三二六七五为小借积以减大借积得００一五０二六七三二五为较积乃以较积除小借积得六□五五四八０六七第二位为单数故志以□为屡次除法合以较积为乘法小借积为除法今以乘法除除法为除法则屡次乘法可以省去置大借积之根单一以除法除之得００一五二五五九八为第一数正除法除第一数一乘之二除之得００００一一六三七五为第二数负除法除第０二数二乘之三除之得００００００一一八四为第三数正除法除第三数三乘之四除之得０００００００以００一四为第四数负第一第三数相并以第二第四数相并减之得００一五一四０七八为大借积与小借积之自然对数较亦即为大积与小积之自然对数较大小两借积皆寄大积除法为母同一寄母则与原大积小积比例仍同比例同故对数较亦同次置一一之自然对数以二十三乘方之廉率二十四乘之即是以累乘之次数加一乘之也得二二八七四四四三二为小积之自然对数以大小两积之自然对数较加之得二三０二五八五二为十之自然对数置定准对数单一以十之自然对数除之得０四三四二九四四八二即对数根也以上用开方第四术
代数术序
华衡芳
代数术二十五卷余与西士傅兰雅所译也傅君本精于此学余亦粗明算法故傅君口述之余笔记之一日数千言不厌其艰苦凡两月而脱稿缮写付梓经年告成爰展阅一过而序之曰数之名始于一而终于九故至十则进其位而仍以自一至九之数名之至百则又进其位而仍以自一至九之数名之如是以至千万亿兆其例一也夫古人造数之时所以必以十纪之者诚以数之多可至无穷若每数各与一名则吾之名必有穷时且纷而无序将不可记忆不如极之于九而以十进其位则举手而示屈指而记虽愚鲁者皆能之故可便于民生日用传之数千百年至今不变也观夫市廛贸易之区百货罗列精粗美恶贵贱之不同则其数殊焉多寡长短大小之不同则其数又殊焉凡欲以其所有易其所无者必握算而计之其所斤斤计较者莫非数也设有人言吾可用他法以代其数天谁能信之良以其乘除加减不过举手之劳顷刻而得无有奥邃难明之理在其间本无藉乎代也惟是数理幽深最耐探索畴人演算务阐精微于是乎设题愈难布算愈繁甚至经旬累月不能毕一数且其所求之数往往杂糅隐匿于各数之内而其理亦纡远而不易明若每事必设一题每题必立一术枝枝节节而为之术之多将不可胜纪而仍不足以穷数理之变则不如任数理之万变而我立一通法以驭之此中法之天元西法之代数所由作也代数之术其已知未知之数皆代之以字而乘除加减各有记号以为区别可如题之曲折以相赴迨夫层累已明阶级已见乃以所代之数入之而所求之数出焉故可以省算学之工而心亦较逸以其可不藉思索而得也虽然代数之术诚简矣诚便矣试问工此术者遂能不病其繁乎则又不能也夫人之用心日进而不已苟不至昏眊迷乱必不肯中辍故始则因繁而求简及其既简也必更进焉而复遇其繁虽迭代数十次其能免哉由是知代数之意乃为数学中钩深索隐之用非为浅近之算法而设也若米盐零杂之事而概欲以代数施之未有不为市侩所笑者也至于代数天元之异同优劣读此书者自能知之无待余言也
论四元相消之理
汤金铸
四元之书今所存者以元朱汉卿四元玉监为最古然四元实由天元所推广而天元则宋秦道古数学九章元李镜斋测圆海镜益古演郭邢台授时厤艹皆着其法今并存唐王又孝通辑古算经所立诸术多与天元四元所衍得者同疑亦据此而作也考九章算术少广章曰借一算为法步之似即立天元一所自始顾天元因借一而立然所借止于一用犹未广故推衍为四元而四元法则悉本方程以为用也盖天元地元即方程[之]一色二色而今式云式即方程之一行二行故方程多一色须多一行犹元术多一元即多一式四元之相消无异方程之互乘对减方程对减一去一色而省一行四元相消一亦去一元而省一式然则对减者方程之转枢而相消者实四元之关键矣夫相消原与常法相减无异而理则有殊盖减则数有大小即有减余之数而相消必两数参差相等消后数有对者汰之无对者列为正负存之故所得必正负相当而等于无数天元四元如是方程亦如是也相消法立一元者须得相等两如积相消遇寄左数须开平方始与又数等者即又数等于左数之平方根也故以又数自乘即与寄左数相等因自乘必无奇零开方数常不尽故以此通之也或遇左数当以某数除之始与又数等者即又数小于左数若干倍也则以其数乘又数令大若干倍即与左数相等因如积常不受除故以此通之也两数既等即可消为一行得开方式若立二元者既有两如积相消而得一式矣然式中又有两元之和数或较数则两元仍不可知故必更求两如积相消而得又一式乃以此二式相消得开方式其法以所得二式左右列之以右式最左一行乘左式以左式最左一行偏乘右式则二式之最左一行必相同而相消必尽犹方程之互乘对减必减去最上一层也知其必尽故不必乘亦不必减所以省算也如是屡乘屡消以消至一行止为开方式若遇两式中左行之数彼大于此若干倍者可以约率求之不必互乘盖互乘所以齐同今此既小于彼若干倍则依若干倍之即与彼齐同矣遇两式之行数不同如左式三行右式止二行者即以右式移左一行消之其能移左者如以地元一乘之也遇层数高下不同者亦然如右式有数在太上一层左式太下一层始有数可令右式降而从之或以左式升而从之其能任意升降者如以天元一除之或一乘之也若立三元则可任意升降而不可任意左右盖地人两元互相牵制也必消去人元或地元乃可任移左右也立四元则牵制更多升降左右均所不能必消去天元或物元乃可升降消去人元或地元乃可左右也故三元四元之法遇行数层数不齐者必用剔消法驭之剔消之理因各式之数既正负相当则任以一数乘之或除之其相当固不变即其数任分为二各自乘相减所得仍相当不变也故三元法遇各式行数多少不齐即将少行之式直剔为二各自乘而相消则数本为元者可增而为面体及多乘方可与多行之式相消矣四元法遇各式行数层数均不齐者则直剔一式使少行增为多行又横剔一式使少层增为多层亦可与多行多层者相消矣至旧法天物相乘地人相乘得数皆纪于夹缝中式中有此则视其由何数相乘而得者即以其数除而去之若不受除则乘他式以齐之凡此皆不外通分齐同之义而能尽相消之用者也
正负相当等于无数则任以数乘之除之或自乘开方或剔乘相消必仍相当而等于无数作者以此释相消之理良由于四元代数贯彻纯熟故能语必破的
九减法及任用他数减试说
沈善蒸
验乘除之误旧传九减之外其三四六七八皆可作减试之法惟一二五不可用因乘除之误恒差一二五等数故也梅氏算书祗有九减七减两法因用他数减试之法均同七减故用他数之减法可不俱载焉按九减法无论验加减乘除之误先以法数各位相并满九者以九减之减至不满九而止又实数得数并减亦如之并减过之数法仍为实如验乘法者仍相乘验除法者仍除之验加减者仍加减之所得之数满九者又九减之必与减过之原得数相同是为无误若不同必有误矣七减法则稍异不能各位相并须从首位次第以七减之减至尾位不满七而止减毕后乘除加减试验之法皆与九减同试言其理夫数起于一极于九以一加九而成十以十加九十而成百所以一与十百千万之较数为九九十九九百九十九九千九百九十九按此诸较数俱为九之倍数以九减之俱能却尽无余又如三与三十之较数二十七七与七十之较数六十三亦为九之倍数故无论何数退下一位或几位即与九减几次无异譬如八十退下一位变为八即如八十以九减八次亦为八所以九减之法十百千万均可并入单位而他减则不能并也又准此理九减之法可以改为以并代减更为简捷假如八百六十五万五千七百八十四今欲以并代减将各位相并得四十三又相并得七则与九减减得之数同若论用他数减试视九减孰为难易则他减难而九减易因九减可并故也然九减法有利亦必有弊凡乘除之误往往因加错位次与减错位次者居多乃九减不能验出此等之误因九减亦不计位次之故是以九减虽称捷法诚不如七减之尽善也
论海洋深浅之理
沈善蒸
依重心之理而论大西洋必深于太平洋赤道以北之洋必深于赤道以南之洋何以故凡地球吸力非地心所生是地球全体各质点皆有吸力各点互吸其力必聚于公重心犹之一重物各质点皆有重率而重心必归于一点也凡万物之存重力皆因地球吸力所致而重力与吸力原非二物故吸力之心即重心无疑所以地面上有物坠下必向地球之公重心而海面恒与重心至地面径线成正交故重心即球心也又因地球以二极为轴每日东转一周而生离心力焉故北半球之垂线俱向重心而稍偏南垂线者即悬线也南半球之垂线俱向重心而稍偏北维赤道与二极地方之垂线直向重心是以地球为微匾形矣今阅地图北半球陆地多于南半球若使海洋深浅略同则北半球地质多于南半球重而南半球轻其公重心必偏在北半球海水亦随之而北乃北半球之低地没为海南半球之浅海变为陆何能成现在之形状以鄙意度之北半球之海洋应倍深于南半球之海洋故北半球洋面虽少以深补之仍不为少南半球洋面虽多以浅消之仍不为多乃两半球之地质轻重相等而重心亦无偏北之势庶能成现在之形状又大西洋应深于太平洋之理亦然不知此论然否须质诸泰西测海家验以实测方可自信如其不然必因地质有松密北半球地质多而松南半球地质少而密亦能轻重相等可使重心不偏也
质点
韩应陞
欧罗巴人光性论云物之微分人亦能分然不能至不可分之地蒙以为人之不能分非物之不可分以几何之理言之物虽大合之可至无穷虽微分之可至无穷尺椎之说也而以为物有不可分之地者何也定质质点大小质点小水质点大气质点小气中各类应又分何类质点大何类质点小丸与黍大小悬殊也以囷盛丸以盂盛黍囷底穴则丸相聚下至尽囷而正盂底穴则黍相聚下至尽盂而止其下之形与水之下之形无以异也顾囷之穴必大于丸盂之穴必大于黍囷之穴不大于丸则丸不得下也盂之穴不大于黍则黍不得下也故丸也黍也以网盛则下以布帛盛则不下布帛以盛水则下陶为密矣以盛水久而水沁于外陶孔大水粒小也比陶为尤密矣质较疏者以盛水水无沁于外以盛油久而油沁于外孔大油粒小也水粒之大大于孔油粒之大不大于孔也据此而知凡物质之有点点之有原度不独定质重流质亦有之则亦可推此而知不独重流质轻流质亦有之轻流质之有质点虽无据岂遂不能更有他器可以测而知之者乎而今则未有其器可以测而知之者也
极说
韩应陞
凡可论之物有有极者有无极者有两端皆有极者有一端有极一端无极者一端有极一端无极者数也度也数始于一一数之至小也不可更减也故即以是为小极由是而递加加之而至无穷也此小有极大无极者也度终于三百六十三百六十度之至大也不可更加也故即以是为大极由是而递减减之而至无穷也此大有极小无极者也两端皆有极者南北极是也几何之理是也几何之理始于点终于体点不可减故为小极体不可加故为大极点不但不可减亦不可加使点可加加而为线是点虽不本大而固可使大维其不可加使大故终于点终于小也故为小极也体不但不可加亦不可减使体可减减而为面是体虽不本小而固可使小惟其不可减使小故终于体终于大也故为大极也是两端皆有极者也而几何中线加减不离线递减不及点递加不及面面加减不离面递减不及线递加不及体体加减不离体递减不及面递加减不及他形也是线也面也体也小亦无极也大亦无极也是两端皆无极者也而线以两点为界即以两点为极而两端可引之至无穷是两端皆无极者也面以心一点为心线为界体以重心一点为心面为界心为小极线为大极重心为小极面为大极也而面之心一而已其界之线递加而无穷也递减而无穷也体之重心一而已其界之面递加而无穷也递减而无穷也是又小有极大无极者也一端有极一端无极者也投物水中水之浪层层相生以至无穷投物处极也其层层相生而无穷者无极也声亦然出声处为极声渐远而渐微者无极也光亦然出光处为极光渐远而渐暗者无极也地球之理亦如是也地球以地心为极而水附于土以共为一球气又附于水土以共为一大球地心吸力极大以渐而减地心吸力地质点滞力用足相反也力足相敌也力相敌故相定几何度球面距地心一里吸力几何则等几何度球面距地心加一倍为距二里其吸力必减四倍何也距地心二里球面必四倍大于距地心一里球面也则距地心二里球面也则距地心二里球面质点滞力必四倍大于距地心一里球面质点滞力也夫地心吸力加于地质递加递进以至地面亦加于水递及水面地水之上地心吸力又加风气使地心吸力不加风气则风气之性既自生涨力能推诸点四面散行渐远地心地水向心风气离心方向相反地上气下应生空隙今乃不然足证非是地心吸力加于地质渐减以至地面地面之上又加风气渐远渐减以至无穷何也地面风气涨力有几何重可测而知如以玻璃方器抽出风气外面风气挤逼立碎试问此器不用风气用几何力方能挤碎设云一十六两则风气挤力极小当不能减于一十六两挤力涨力名异实同非有二义地心至地面万五千里据上所云其距倍是为三万里面大四倍力减四倍吸力涨力为成四两使更倍是为六万里面大四倍力减四倍吸力涨力为成一两其距递加其力递减递加之数可至无穷递减之数去多存少去三存一终存四一亦自无穷譬如尺椎日取其半万世不竭使不取半日取四三万世之后终存四一是故地心吸力最大渐远渐减以至地面又加风气渐远渐减以至无穷永无尽界地心极也其渐远渐减而无穷者无极也故风气尽界说称风气愈高愈薄涨力愈小涨力能推诸点四面散行渐远地心其方向与地心力对面此言是也至称涨力渐小至与地心力相等风气诸点不复推开而有尽界者其义非是也
繙译航海通书原本
金楷理
是书所列日月行星每日躔度悉照英国都城外之观象台地名固林为志经线所定其地在赤道北纬五十一度二十八分三十八秒凡日月星从午线迤西旋转复至午线为一日所历之太阳平时日月星多寡不同在日则曰太阳日二十四时在月则曰太阴日约二十五时弱即今日过午至明日过午为一日在行星则各有行星日在恒星则有恒星日二十三时五十六分三秒半弱其命时也悉以太阳平时为宗 设太阳为不动则地轴旋转及绕日其方向终古不变月星绕日从地心见其迟速不一成各星日也
测算有平时真时之别按钟表时走平分即太阳之平时日晷测时不平分即太阳真时其理解见译之航海通书
凡钟表宜照平时开准盖真时由测星而得平时以意平分之谓为平时者别于真时也
平时真时之较曰时差每日午正以所差之数列如表
设于一千八百七十年正月初一日在该处测日心正交午线所得之午正即为该处真时查其时差为三分五十一杪四零依号加于真时则知日交午线之平时为午正三分五十一秒四零也
凡推算必先准定一处为起算之端如此表依英国为准移用他处俱照相距该处之远近为加减相距十五度即差一点钟设同此一时在该处为午正者其西十五度之处尚为午初盖同时太阳不能分居两处之午线也
行船表即度时表在彼处开准者任至某处欲知该处之时检表即得诸实测尚须推算其时差以加减之凡算家所定之表宜各照其测处之午线为准
常用以夜半子正起至明日子正为一日而中分于午为午前十二点午后十二点此书则以正午起至明日正午止历二十四点为一日如常用在正月初二日午前七点钟四十九分此书则为在正月初一日十九点四十九分也余仿此
每月月终必多列一日即下月初一之数中比例之用也
每月第一页所列诸数系日心正交该处午线时之数其赤道经度自春分点记起日距赤道南北若干度谓之纬度若干别时求日之赤道经纬度及时差之法当以次行所记之一点较数上求之表所列之数为午正前后一点中日所移之数若算别时之较取距午正折中之处而比其较中之较视下日较数之大小以别加减乃加减于本日较数内即为所求时每点应移之数而与所求时相乘即得其午正后所移之准数以加本日午正如日之赤纬度及时差在退行时则减于本日午正即得所求之数也考其所列之每点较数乃并上下两日之行分乃以两日共四十八点归之即得下日之一点较
设是年正月十六日在该处四点钟时求日之赤道纬度则检表内十六日午正之一点较为二十八秒七六十七日午正之一点较为二十九秒七五两较相减得较中之较为零秒九九以二十四点归之得每点差百分秒之四有奇乃以求午正后四点折半为二点即其中处与百分秒之四有奇相乘约得百分秒之八乃视其下日之较为渐大故加于十六日一点较数上共为二十八秒八四即所求四点时每点应移之赤道纬度乃以四点因之得一分五十五秒四查十六日正交午线时在赤道南二十度五十五分０五秒视十七日纬度小于十六日则知渐减以减十六日之纬度余为南二十度五十三分十秒即所求四点时之赤道纬度也求经度及时差之法皆仿此
日半径每日过午线所历之恒星时因日距赤纬之南北而改变及半径有大小别所历之时因之不等考其测日之过午必测日之外环相切于午线加此半径所历之时而得日中心过午之时故设此表也首页时差表为真时改平时之用设是年正月十六日该处真时为午后三点求其平时查正月十六日时差次行一点较为千分秒之八百四十四十七日为千分秒之八百十五则十六日三点之较应为千分秒之八百四十二法见前以三点因之得二秒二六以加十六日时差十分零三秒七五共为十分零六秒二八再加三点得三点十分零六秒二八即所求之平时
四月首页时差表有加有减十五以前为加十五以后为减中有粗画作记每月第二页表为该处平午正时日之赤道经纬度按此表从日之黄道经纬及黄道交角等数算出记真太阳所见处距地球赤道及真春分点之数
任于何地何时算日之赤道经纬度法 设于是年三月初一日在英国偏西九十八度之处平时为二十一点二十分求日之赤道经度按偏西九十八度应加六点三十二分为英国之三月初二日三点五十二分也查三月初二与初三两日经度之较为三分四十三秒九五以二十四点比三分四十三秒九五若三点五十二分与三十六秒0八凡四率比例皆用以比若与四字括之以即一率比即二率若即三率与即四率下仿此以加三月初二之经度二十二点五十二分三十八秒一二共为二十二点五十三分十四秒二零即所求经度也如求纬度亦查初二与初三两日纬度之较为二十二分五十七秒六以二十四点比二十二分五十七秒六若三点五十二分与三分四十一秒九查两日之纬度渐减以减于初二日纬南七度九分五十三秒六得纬南七度六分十一秒七即所求之赤道纬也若更穷其细依前法求两日之每点较数比例之则愈密也因各曜之迟速在一日之内亦非平分必以渐而改日之半径因距地远近而异夏至后十余日在其至高故半径最小冬至后十日在其至卑故半径最大每日列表如测日之高度若测其上环必减此半径或测其下环则加此半径或测日月相距度乃并日月两半径以加减之即得其中心之距度
第二页时差表为平时改真时之用故其加减之号与真时条下相反两数有微差者乃时差中亦应移之数即时差行也日之赤道经纬度亦同
既有平时如号加减即得真时设于是年四月初二日在该处之平午正时欲求其真时查此日午正时差表应减三分三十七秒七零以减初二日午正即为四月初一日二十三点五十六分二十二秒三零即所求之真时也又如在该处偏东一百零五度之地四月十五日平时为十五点即十六日午前之三点钟时此系偏东处平时求真时偏东一百零五度应减七点是为英国之四月十五日八点查十五与十六两日时差之较为十四秒七九因一为加一为减故相并为一日较以二十四点比十四秒七九若八点与四秒九三而十六为当加之日十五为当减之日其十五日表内减余之数只剩零秒四六少于应减之数乃以比得之数反减零秒四六余四秒四七其号即变为加乃加于十五点共得十五点零四秒四七为所求处之真时
恒星时者乃每日该处平午正时午线上赤道经度距春分起点之数乃日之平分赤道经度也设太阳为不动则地轴每日旋转一周又兼绕日之行视恒星所居之原点已西移三分五十六秒半也逐日累之则成恒是时矣
是书所载恒星时乃算家常用之表以明正午测望时距分点偏西之度分秒恒星时分点其差甚微故曰真恒星时而不名平恒星时如以日有平时而欲求恒星平时即日之平经度以十五约之即为平恒星时恒星之真时与恒星平时之较十九年中止差二秒三差甚微细故不另立表也算家测各恒星经度其表已悉订正无误是书因之倘欲变更测凡章动之数皆须改易也
凡测量以求日之平时即以平午正之恒星时为准如用恒星时求日之平时或用日之平时求恒星时俱用五百零四至五百零七页之等时表查之即得设于是年正月初二日二十一点九分二十四秒零四之恒星时求该处午线相当之太阳平时
法以今有恒星时内减本日午正之恒星时十八点四十七分四十一秒余为本日午正后之恒星时二点二十一分四十三秒零四检等时后表即得其相当之太阳平时为二点二十一分十九秒八二即所求盖以恒星时一点比太阳平时五十九分五十秒一七零四若本日午后恒星时二点二十一分四十三秒零四与所求之太阳平时二点二十一分十九秒八二与表数合
又如正月初二日二点二十一分十九秒八二之太阳平时求该处午线相当之恒星时
法以今有太阳平时检等时前表即得其相当之恒星时为二点二十一分四十三秒零四以加本日平午正之恒星时十八点四十七分四十一秒共为二十一点九分二十四秒零四即所求盖以太阳平时一点比恒星时一点零九秒八五六五若今有太阳时二点二十一分十九秒八二与所求之恒星时二点二十一分四十三秒零四与表数合即加于本日午正之恒星时是也
凡测算在该处之西者其平午正之恒星时每点照加九秒八五六五在该处之东者则减亦如之
设于该处偏西九点十分六秒之地十五度为一点求正月初二日平午正之恒星时乃以一点比恒星时长于太阳平时之较九秒八五六五若偏西九点十分六秒与一分三十秒三七偏西应加以加表内是日平午正之恒星时十八点四十七分四十一秒共为十八点四十九分十一秒三七即所求
每月第三页列太阳黄道经度从春分点起而光行有差故所记经度真数为平午正时之数
设以囷为连线半径以四百九十七秒九八与囷相乘减余为日之经度真处因光行之差其过见处较后于真处也
太阳黄道纬度乃自太阳中心成一弧线与黄道之面交股其弧度即为太阳黄道纬度也
考日之黄道纬度根于自转日之本体想亦椭圆二十六日自转一周与表内交终之率恰合因此悟及也
带半径之对数乃平午正时地心与日心真影相距线之对数即黄道之长半径即日距地心对数
以上诸条为量日之准而行星及彗星之行度皆藉以推测其距日心之处而求地之经度须查太阳经度而订其光行差即可测算
光行差表见二百四十二页黄道交角等表内每十日列一数余详五百三十二页内
凡于太阳黄道经度既得其光行差数并其章动数可求诸恒星之位
月半径者乃自月心至地心一线如半径则月之半径如正切所成之角如从地心见之也
地平视差者乃自地心至月心一线如半径则地球半径如正切所成之角如从月心见之也
凡测见月之外环而欲求其中心可用月半胫表至于地之各纬度望月求其视差必以月在地平时最大之视差为比例盖以地为匾球则随处可以测月即高出地平之处其差亦能算故于地面测月可改为不异地心见月耳
?两项较中之较相加共一秒七折半得百分秒之八十五为中较再以八约之得百分秒之十一则所较不过差百分秒之十一也
照此细推视差其差为十分秒之四
每月第四夏月行黄道经度纬度之数其正交分点处乃自地心推算所载表数无益航海之人黄道经度乃专为章动而设盖月之动也迟速不一欲于子午两正外测月之黄道经纬二度则须较其秒数甚有较之三四次始得其准者月年者乃日月合朔一周之日数也如中厤每月日数月过子午圈者乃太阴中心每日过该处上子午线之平时表数仅记十分分之一不更求其细依表测月可定行船经度并以推测潮信至欲求月出月入时候亦用此表而参以半弧表表中有○此记号者乃明此日太阴不过该处子午圈也盖月行之数较多于日太阴行一过太阳尚未及一周太阳在月行一周之中故每月有一日不过子午圈者
如正月三十日月行多于日行五十二分三即两次月过午线时之较查其上次过午线时乃在正月二十九日二十三点十五分六下次过午线则在正月三十一日零点七分九是知中间之一日月尚未及一周也若日月相距在半周时每月有一日不过下子午线
三百九十页至四百二十八页记月相近之星表内亦记月在何时常仅过该处午线一次如三百九十三页记正月三十一日月仅过下子午线一次三百九十四页记二月十五日月仅过上子午线一次之类
无论何处欲求月过子午圈之平时设其地在该处之东者则以昨今过午线时相较如在该处之西者则以今明过午线时相较乃以二十四点比两次过午时较若所偏经度化时与所求之较在东者应减在西者应加盖在东者太阴必先过午线也
设于是年正月二十六日午前在该处之东六十度求月过子午圈之平时按二十六日在午前者为此书之二十五日查月过该处午线为十九点三十六分三与前一日过午时之较为五十二分九以二十四点比五十二分九若四点即偏东六十度所变之时与八分八于十九点三十六分三内减之偏东故减得十九点二十七分半即所求设于是日再求偏西六十度月过午线之平时则将十九点三十六分三与后一日过午时之较为五十四分三以二十四点比五十四分三若四点偏西度变时与九分一乃加于十九点三十六分三得十九点四十五分四即所求
以上算法似嫌未密然寻常用之差亦无几不必过求其细也
每月第五页至十二页所记每日每点太阴所行赤道纬度并纬度每十分之较数其纬数时数地平经度月出月入等项可由诸页检算至表列之数乃从地心推出
设于是年正月十二日午后八点四十五分在该处东六十度之地求月之赤道经度
法以偏东六十度变为四点以减与八点四十五分为该处之正月十二日四点四十五分查是日四点表数为三点二十七分二十八秒八五五点表数为三点二十九分二十九秒八零两数相减余二分零秒九五以六十分比二分零秒九五若四十五分与一分三十秒七一加于四点表数得三点二十八分五十九秒五六即所求
求纬度亦同此法惟有时较中之较亦不甚小故有每十分纬度之较
如前所设时求赤道纬度查是日四点纬表每十分之较为八十六秒六九五点纬表每十分之较为八十六秒一四是四点二十二分半之中即四十五分折中之处其每十分之较应为八十六秒四八即将两较中之较用六十归之二十二分半乘之以减于四点下十分之较即得所求理与日一点较同以十分比八十六秒四八若四十五分与六分二十九秒二查表知纬度渐加以加于四点表数纬北十三度五十三分二秒三得纬北十三度五十九分三十一秒五为所求月之赤道纬度太阴形载每月第十二页所记朔望两弦时仅至十分分之一月之黄道经度与日无距度为朔距日九十度为上弦一百八十度为望二百七十度为下弦所列俱为该处之平时
月过其本天最高最卑二点为离地最远最近所由分其所列表数亦为该处之平时
每月第十三页至十九页为月中心与日心及行星恒星之斜距度乃从地心推算逐日照该处平午正时起每越三列一数凡既测见月距星之斜距度则当依表加其视差而减其蒙气差盖推算之表数乃月与星之实相距度测得者为月与星之视相距度在月要推月之视差用太阴高弧视差表止能改月之视高为实高其斜距弧上实距与视距之较须再用三角形算盖高弧视差即如高下差再推东西南北差也可以凭月心与何星之实相距度依下法推其为该处之何平时诸星自西徂东表以距月最西起列至最东为序西则在月之西东则在月之东
诸星距月度数每三点有较即列其比例对数用以较定度数而得该处平时法详后
任于何日何时测得月与星斜距度按前法改为实距度乃查此表是日月与其星相距度与所测略近者取其前一数相距度与所测度相较余求比例对数见航海表内减前一数之傍所列之比例对数余检比例对数表所对之时分秒加于前一数之时即得该处之平时比例对数表至三小时其数为[0]故省一三小时乘之也按此一比例不用对数算之亦易以表中前后两距度化秒比历时三点钟若所出距度减前一数距度之较不足减反减之与所求之历时恒加于前一数之时是也
加月星相距度数与前后比例对数之较其加减同率则照前法自无谬误若其加减异率者欲求该处之时另应查一准数法详下
一 如前法求 二 查表内某度前相近一数或后相近一数得两项比例对数相减而得其较 三 于第四百九十八页准数表内傍行查时即先依前法比出其零时分乃以所得零时检此表而以比例对数之较于表上横行查对检其与零时分纵横相遇之秒数即为所求之准数也 四 视比例对数渐减则加此准数若渐加则减此准数加减于先得之零时分可得该处之平时设于是年正月初十日测得月实距飞马甲西名星四十四度十九分五十秒求该处平时查初十日该星表所测相距度在三点六点之间则三点为相近前一数算如下
三点月与星相距四十三度四十五分二十九秒其比例对数三千九百十九
今测月星相距四十四度十九分五十秒
两距度之较为三十四分二十一秒 比例对数七千一百九十四
比例对数表所对之时为一点二十四分四十一秒 减余三千二百七十五
查三点与六点之表知前后比例对数之较为四十九再查第四百九十八页准数表内一点二十分与所算之时为最近而以四十九即用四十八亦可行下查其纵横相遇之准数为十五秒因其比例对数由渐而减故加于算出之时上为三点以后之零时故求得该处平时为正月初十日四点二十四分五十六秒也如不算准数即差经度三分四十五秒准数之表仅列至一百三十八凡遇比例对数之较有大于此者可折半以检表查得准数后倍之理亦同设于是年五月二十一日测得月距飞马甲星除去视差蒙气差外实距为三十度零八分零二秒求该处平时
查二十一日该星表数所测相距度在十八点与二十一点之间则十八点为相近前一数算如下
十八点月相距为三十度三十六分三十一秒 比例对数五千一百五十
今测距度为三十度零八分零二秒
两距度之较为二十八分二十九秒 比例对数八千零零七
检表之时为一点三十三分十四秒
查十八点与二十一点之表其比例对数之较为二百五十二此数大于一百三十八故半之为一百二十六再查四百九十八页准数表傍行内与所算零时分相近者为一点三十分次查上面比例对数之较第一百二十六之行与傍行时分纵横相遇之准数为三十九秒倍之因较数以折半检表故得数倍之为七十八秒因比例对数由渐而加故于所算之时分内减之即为十八点以后之零时分故求得该处平时为五月二十一日十九点钟三十一分五十六秒也若不算准数即差经度十九分半然差多至此亦罕有也星之比例较数愈小则测之愈易缘月之向星或离星所行加速所测倍准且当比例对数渐减必其本数加大故对数渐减知月行渐远而测之较便矣如是年正月二十日午正至三点钟时土星最易测查是日之比例对数仅二千二百七十数较少于他星故土星表自二十起至二十六日止均易测算也又如是年七月十六日九点至十二点内以比例对数言之其易测者序如下
第一土星 第二毕宿大星 第三木星 第四娄三 第五火星
第六太阳 第七金星 第八河鼓二
以上诸星测不易准如欲验其准否须测数星而比较之视其比例对数之小者庶可无差按各条用法皆测得星月相距以推该处之平时其用比例对数之较求准数一表乃巧而捷因月行斜距线迟疾渐改不可以平行驭故再求准数加减之所以齐其不齐也
每月第十九页乃算家爱里氏所定恒星准数乃用下页甲乙等号对数及该处十二年星部算出西国算家以此法精于白水而氏故恒用之以其不用加减之号法省且便也列如表
下页亦兼列白水而氏法各有其妙设于是年二月初五日在该处平子正时求某恒星距赤道经度及距北极度并岁差光行差章动准数等数分点过午线之平时者乃春分起度之点每日过该处午线时之恒星时即恒星时当午线正中时分点距午线之时数故是表谓之恒星子午正中时凡已知恒星时而欲求太阳平时可用第五百零六七页之等时表算之每月第二十页乃白水而氏恒星准数表是表明恒星真处及其中处有方程式或用乘数不依恒星之处为众星公共之数盖惟凭日月黄道经度并月之交点也表内对数为公共对数算家用之随算一星可合方向照三百二十九页之表已经于该处平子正时算合惟丙丁二号内除二式
是表与英会星厤合算可得彼厤所记恒星之处凡星厤内未及之星应先算其与他星相合对数而后用甲乙丙丁号内之数或即照第三百三十页及三百三十一页列之表推算亦可因是表不论何星皆合也其数系从三百二十九页方程式算出列譬于左申明二表之法用星厤者其勿忘恒星赤道经度准数之号耳
设于是年二月初五日平子正时在该处求其星赤道经纬二度岁差光行差及章动之准数此星即英会星厤第一千六百八十七号之星
天ㄙ为经度准数 黄ㄙ为纬度准数
旧历日数表 是表乃英星士黑失而氏添入谓有此表可省天算家查数之烦分日平时者谓自春分后所过平时也以平午正时为则而记其日之分数是年正月初一日至三月二十二日又百万分日之二十一万四千七百五十一为一千八百六十九年之春分后自二十一日又百万分日之二十一万四千七百五十一以后乃为本年春分年之始时因春分年为三百六十五平日又百万分平日之二十四万二千二百十六是年三月二十二日平午正相合春分时为三百六十五日又百万分日之二万七千四百六十五可知是年三月二十二日又百万分日之二十一万四千七百五十一乃春分年新旧之交也日分者乃春分年日之共分如是年正月十九日平午正时为三百零三日又百万分日之二万七千四百六十五以此例推直至三月二十二日春分年终乃改共分为百万分日之二十一万四千七百五十一是年三月二十三日平午正时为百万分日之七十八万五千二百四十九此共分数应加于每日春分时至明年而止
凡日到平春分时设在某处午线上此处午线之平太阳时适与春分时相合周而复始至明岁春分年终日已过某处午线三百六十五次又二四二二一六则春分起点又应在他处午线上矣是知春分之末每年必移二四二二一六即向西五点四十八分四十七秒四六是年与明年之间春分东过经度百万分日之七十八万五千二百四十九即该处西五点九分十四秒四八也
一千八百二十八年行海通书始附列此表盖天下各处仪象台之子午线远近不一概以春分时则随处皆可得一同数之日而与日行迟速亦无异同故历家观象论时不必更详何处之时如是年正月初五日彗星过最卑之点在英国平时为五点四十七分在泼立司法都平时为五点五十六分二十秒六而以春分时核之则俱为一千八百六十九年二百八十九日六点二十六分三十二秒九八盖以两地测之则有远近不同之数而春分年乃天下共公之时也
凡已得太阳平时而求相合之春分时如于该处相合之平时内加此日该处平午正之春分时其总数即所求时如前彗星之譬泼立司在该处之东九分二十秒六于五点五十六分二十秒六内减去九分二十秒六为五点四十七分与该处平时相合以加该处正月初五日春分平午正时二百八十九日又百万分日之二万七千四百六十五约其分数即三十九分三十二秒九八故当日彗星过最卑点时为二百八十九日六点二十六分三十二秒九八即一千八百六十九年春分后之日时也
一千八百二十八年行海通书附用迪白而氏平黄道经度以定春分时所定之时每年长短一例俱系三百六十五平太阳日又二四二二六四以后推算太阳纵使加精此数亦无可更改嗣于一千八百三十四年至一千八百五十六年其行海通书则改用白水而氏平黄道经度以定春分时其时则每年长短不一英星士黑失而氏谓一千八百二十七八年至一千八百三十三四年间应将白迪二家之表不同之数较正自一千八百五十六年以后春分年应永定为三百六十五平太阳日二四二二一六若一千八百三十四至一千八百五十六年之春分年长短其差甚微可以不计盖其差之最大者亦不过万分日之二也
一千八百二十八年起至一千八百三十三四年止较正白迪二家表数如下
论年之日数 表列统年日数自正月一日平午正起故正月一日为零而以初二平午正为满一日
论年之分数 此分数乃以万分为一年而用三百六十五日又千分日之二百四十二分之逐日登记其数计日加二十七分半以便天算家也
第二百四十二页列黄道与赤道相交之角每十日记其数记至明年正月六日止故于十二月则多六日为三十七日此角度数常改因有中减率并地轴施动也凡知星距此一面或黄道或赤道若干数即可依表算得彼面之数如从黄道经纬度数可得赤道经纬度或从赤道经纬度算可得黄道经纬度是也设值表上未列之日而欲求是日之交角数则以前后所记二数求每日比例较分即中比例但其较甚微故平常测量止取表内相近之数用之
日之地平视差乃日心至地心为一直线地之横半径上再出一线斜射日心成一最大角形如从日心见之也是表亦十日一记地心距日心愈远此角愈小视差之用乃人在地面测日可改到地心推算也
光行差光常流行地又常依轨道行故所见日广非其真处真处较在见处之前是以有差所差之数表内亦十日一记凡已知日见之黄道经度而求其真处依表加此光行差即得如从地心推算一星之处而求日之真黄道经度亦加此光行差设是年四月十一日平午正时所列日见黄道经度为二十一度二十三分十一秒二加光行差二十秒四得二十一度二十三分三十一秒六即真黄道经度
岁差 春分点在赤道上所退之数即恒星东移之数十日一记用以正平春分之经度如是年四月十一日真春分之日见黄道经度为二十一度二十三分十二秒二光行差为此号为减二十秒四春分差为十六秒八反用⊥此别为加法加此二数得二十一度二十三分四十八秒四为四月十一日平春分日之真黄道经度相合之岁差十三秒八为二十一度二十三分三十四秒六为四月十一日之日真黄道经度但此数系以是年正月一日平春分算起者
春分差凡日月星所列黄赤诸表俱系平春分算定但平春分算定真春分点不符故有春分差所差之数十日一记于平春分之黄道经度内减此差数即得真春分之黄道经度
若所指一星黄道经度据真春分言则将此差数反用之即得平春分之黄道经度设是年四月十一日真春分所合太阳黄道经度为二十一度二十三分十一秒二相合之春分差为丁十六秒八反用⊥法得二十一度二十三分二十八秒即为此日平春分之太阳黄道经度
赤道经度之春分差亦照此法推算即得与黄道相交然其度分须燮点算变时表恒星等时亦同此
月正交点之平黄道经度０六十日一记以平春分算如值表内未列之零日可用表末在表之下每日计三分一八每日退行数算之如欲约算月将平掩何星亦须此表也
第二百四十三页至二百五十页日之纵横线每日列该处平午正时日心与地心之纵横线用□天□地□人号记之○天为每日过真春分线○地为赤道面向夏至之线○人为赤道面交股向北之线 算家以彗星难推故别列此表变真春分○天○地○人纵横线而用是年正月一日之平春分纵横线
第二百五十一页至三百页乃诸大行星之表以水金火木土及天王海王分列七表其赤道经纬度皆依该处每日平午正时从地心推算列表谓星之中心如从地心见之惟天王海王二星每隔四日列表 又各行星之黄道经纬度皆从日心推算谓星之中心如从日心望见之以平春分记之其地心之赤道经纬度有光行差故所记为其见处凡求纬度时罗[盘](盛)偏东偏西即可测望金火木土四星而得之盖能见太阳时亦能见此诸星也 内金木二星尤易测量
行星过该处午线之平时亦可藉此以推过他处午线之平时然亦有一日内不过该处午线者因行星日较长于平太阳日也行星如月亦有不过午线之日表以○(＊)为记查是年四月十二日水星不过该处午线是日水星日之始早于太阳日二分九在十二日午正之前而其终则迟于太阳日十分分之八在十三日午正以后故太阳一周日间此星不及过午线也若如中法子正起算水星无日不过子午线者
亦有一日过午线二次者则以行星日较短于太阳日也盖行星日之始在太阳日之后而其终则在太阳日之前故太阳一周日间行星必过午线两次矣表亦记之但与月有异因太阴日恒长于太阳日行星有退行时短于太阳日者如是年六月初四日水星过该处午线在午正后一分再于是日之二十三点五十四分九即初五午前也复道午线也
求行星过别处午线之平时 查前后两日过午线之较为行星二十四点中之加速率或减速率既得此率再以距英国经度而比其较此较数谓之正数或加或减于行星过英国午线时之上但布算者宜详细审察如测处在英国之东则所有加速率乃行星过测处午线早于英国若所有减速率乃行星过测处午线迟于英国在英国之西者反是
设于是年二月初四日午后六点钟测处平时在英国偏西三十度之处求水星赤道经纬度并水星过测处午线迟之平时法偏西三十度应加六点钟为英国之二月初四日八点钟以算赤道经度查二月初四日水星赤道经度为二十点五十五分三十五秒九五二月初五日为二十点五十分五十三秒八一两数之较为四分四十二秒一四以二十四点比四分四十二秒一四若八点与一分三十四秒零五查表经度渐减以减于初四日经度余为二十点五十四分零一秒九零即为所求水星赤道经度也然其每点之减率不同须再算较中之较法见日减之得二十点五十四分零秒五八为所求赤道经度
再求赤道纬度 查二月初四日为南十三度三十三分二秒九二月初五日为南十三度五十一分二十五秒九两数之较为十八分二十三秒以二十四点比十八分二十三秒若八点与六分七秒七加于初四日之纬度得纬南十三度三十九秒十秒六即所求赤道纬度再推较中之较应减七秒九法见日
求水星过测度午线之平时 查二月初四水星过英国午线为二十三点四十九分二二月初五为二十三点四十分九其较为八分三以二十四点比八分三若二点偏西三十度所化之时与十分分之七测处在英国之西且又减速率应减于初四之过午时为二月初四日二十三点四十八分五即得测处水星过午线之平时寻常测算不必求精用此法则无大差第三百零一二页乃水金木火土天王六行星之赤道地平视差及半径越五日一记下载水土二星乘数为算极半径之用木土二星极半径等于赤道半径乘千分之九百二十七
第三百零三至三百二十四页记五星及天王海王过该处午线时之赤道经纬度及每点较数每间日一记用以较算过别处午线之赤道经纬度应推其相距英国之数用每点较数求之如所设经度在其东则取本日表数与前二日之表数核其较如所设经度在其西则与后二日之表数核其较以两项每点较数相减得其较中之较以两日共四十八点归之乃以两处相距之经度变时折半取其中数乘之视下一数每点较数比本日较数大小以别加减乃加减于本日每点较数为所求时每点较数之准数复以两处相距度变时乘之即得里差应移之赤经度理与日每点较数法同乃视下一日赤经度之进退以别加减加减于本日经度得测处之赤经度求纬度法仿此
设是年三月初二日在英国东六十度之地求过午线之赤道经纬度 查三百零四页内是日水星过英国午线时其赤道经度为二十一点十三分四十二秒二五每点经度之较为⊥此代数记号西表作一译改作⊥十一秒五七用上法推得四点相距六十度变时时之每点较数为十一秒五四与减西作十译改作四点相乘得四十六秒一六以减于是日英国过午之赤道经度此逆推而上之法理亦同得二十一点十二分五十六秒零九为水星过测处午线时之赤道经度也 再查是日水星纬度表为南表以南为数十六度四十七分三十七秒三每点较数为⊥二十八秒五如上法推得准数为⊥二十八秒二与四点相乘得一分五十二秒八以加是日纬南度得纬南十六度四十九分三十秒一即水星过测处午线时之赤道纬度也再设在三月初一日算其经度准数应为⊥十一秒一八纬度准数应为⊥二十四秒七也
凡测度行星之环而欲推算其至中心之数可用半径过午线之恒星时表若推算其纬数则用半径表地平视差表用以便观象者改到地心推算也
第三百二十五至三百八十九页记一百四十七恒星之赤道平经纬度以是年正月一日午正后千分日之四十八为起算之端并记其岁差 其赤纬南北各有记号惟以北纬为⊥凡纬北可依号加减南纬为在纬南者须反用其号
设于是年五月三十一日求毕宿大星之平赤道经度查经度岁差为⊥三秒又万分秒之四千三百五十三再查五月第二十页末行万分年之分数表内其三十一日相合分数为四千一百零七依原表加万分之二十六得万分之四千一百三十三此数与三秒四三五三相乘得一秒四二此即正月一日又千分日之四十八以后至五月三十一日岁差之分例比数也既有⊥号应加于正月一日又千分日之四十八时候所记赤道平经度四点二十八分二十七秒七八二上共得四点二十八分二十九秒二零二是为五月三十一日所求毕宿大星之赤道平经度又查赤道纬度岁差为上七秒六二二如前法与万分年之四千一百三十二相乘得三秒一五既为北纬度则依号加于正月一日又千分日之四十八时候所记之赤道平纬度北十六度十四分四十四秒一四内共得北十六度十四分四十七秒二九是为五月三十一日所求毕宿大星之赤道平纬度
又如是年六月初三日求帝星之赤道平经纬度查经度岁差为万分秒之二千四百八十九再查六月第二十页是日年之分数为万分之四千一百八十九依原奏加万分之二十六得万分之四千二百十五此数与岁差相乘得千分秒之一百零五依号减于正月一日又千分日之四十八时候平赤道经度十四点五十一分六秒八五七减余为十四点五十一分六秒七五二是为六月初三日所求帝星之平赤道经度
又查赤道纬度岁差为十四秒七五七与年之分数四千二百十五相乘得六秒二二依号减于正月一日又千分日之四十八时候平赤道纬度北七十四度四十一分十一秒二四减余为北七十四度四十一分五秒０二是为六月初三日所求帝星之平赤道纬度
又如是年五月三十一日求心宿中心平赤道纬度查其岁差为减八秒三八七与是日年之分数为万分之四千一百三十三见前相乘得三秒四七因为纬南度故岁差之号应反用遂加于所记正月一日又千分日之四十八时候该星纬南二十六度八分二十七秒六二共得纬南二十六度八分三十一秒０九是为五月三十一日所求心宿中星之平赤道纬度
每月第二十页所载白水而氏之推方表已设譬于三百二十九页此三百三十页及三百三十一页所用英会星部恒数定星表亦于五百二十九页内详其法勾陈第一星及第三星并逐日列表其余一百四十五恒星皆越十日列一数所列之数皆以是日恒星过该处午线时之经纬度表之上面所列赤道经度之点分数与纬度之度分数因一岁之中恒星赤道经度出入之数只争在秒故其大数总计于上端止以秒数小余记其下故其秒数即有过于六十外者亦不便收分仍以秒计如三百四十六页是年十二月十七日屏星第二所见之赤道经度为四点五十九分六十秒四二其实则为五点０秒四二也 又如三百四十八页是年十二月十七日厕星第一所见赤道纬度为南十七度五十四分六十二秒七其实则为南十七度五十五分二秒七也其不可移换大数者限于幅耳
每十日并列其经纬较数便求零日用中比例也
恒星亦有一日过该处午线两次倘遇其日亦即记其经纬度两次如三百五十四页七月三十日记柳宿第五星过午线两次者凡遇恒星过午线两次之日若非表列之日即于经度上下十日之中间别列小字指出十日内之何日此星过该处午线两次则太阳日十日内其星既过午线十一次则其所记之较数亦应作十一分比例如三百四十八页参宿第二星表内六月初十日与二十日之间傍注小字为十三以明六月十三日此星过午线两次也查表傍较数为０秒一二作十一日分之每日应为千分秒之十一其十三日之第一次过午为十日内第三次应用三因千分秒之十一而得其较十三日之第二次过午为十日内第四次应用四因千秒之十一而得其较其十四日之过午为十日内第五次也虽差数止微其理固如是也
如欲细算五极星所见位数须寻一准数此准数当以代数∥０求之
是表记星所见之位不算准数者缘星之００变率每日约二十六度所变甚大故不记也惟三百八十八九两页于月之黄道经度则每度记之表末申明其法正每日光行差之方程式记在序内
第三百九十页至四百二十八页乃近月之星谓其赤道经纬度距月不远凡欲算地上东西二午线之较即较所测见之星与月相距赤道经度而得之盖月如不动则星与月赤道经度之较无论何处午线皆可一例相同惟月常行动则过二处(之千)之午线已自改其赤道经度所改度数加于二处之午线较数内即知西边午线应移若干度而月始至故知月赤道经度之较亦可算东西二午线之较月明环之赤经度与月中心之赤经度在过该处之上下午线时表列其数均有其天下字作记号甲乙二字记月之左右二环
星之等数表即记星之大小表之左行记其日数及十分日之几
每隔一点即十五度月改赤道经度表即月过该处午线时之每点较数也 如月自英东七度半至英西七度半两处之较为一点此一点所移之数即从月之明环赤经度推测故其半径亦常改也
凡东西二午线之较不大谓在一二度之间可用近月之星算之若较数甚大谓相距十度以上而欲详算其经度应以东什西二午线之中间午线为准求得月所移赤道经度之数而推得之 如欲约算月之明环过他处子午线之赤经度用此测之 法以英国午线与赤处午线经度之较与月所移经度相乘得数视测处午线距英国之东西以别和减在东者减在西者加乃加减于表内赤经度即为测处子午线上月明环经度
设于是年六月十八日月过英国上午线时其乙明环赤经度为二十二点四十七分四十七秒二四其每点较数为一百二十四秒五 而求乙环过泼立司法都上午线之赤经度 查泼立司偏东九分二十秒六化为千分点之一百五十六与每点较数相乘得十九秒四二以减偏东故减表内赤经度余二十二点四十七分二十七秒八二是为乙明环过泼立司午线之赤经度
凡他处距英国不甚远者其月之赤纬度亦可如法约算惟地偏于东及纬度在南者皆为负数即以前譬明之 是日月过英国上午线为南十二度三分四十一秒八每点较数为除⊥六百二十三秒一此数与千分点之一百五十六相乘得一分三十七秒三此负数与纬南度相加月之纬南渐减因偏东故反减得纬南十二度五分十九秒一是为月过泼立司午线时之赤纬度
星名表侧有米号者指此星不论在赤道南北俱可与月同时测算并以定月之视差也
月半径过午线所历之恒星时 此数因月距赤纬之南北而改变时时不等凡测见月之外环相切于午线之时而加此数即改为中心过午线之时
第四百二十九页至四百四十三页记日月交食在何地何时可以望见并记其算出之诸根数
第四百四十四页至四百五十四页记星之交食其数有五 其一记一等至六等之恒星于该处平子正时为月所掩在该处能测见者 其二记恒星或行星自一等至五等不论何处见其为月所掩者 其三记星与月应于该处何平时同一赤经度 其四记月与星合一经度时其纬度有何较数 其五记在何纬度外月不掩星
凡算月掩何星可用诸表表内所记星月之数皆从地心推算故地上不等何处皆可通用惟算须距其英国若干经度变时以加减之在东者加在西者减即得月星相合时之测度平时
设于是年八月初四日月抵氐宿第三星在英国平时为十六点二十九分五十七秒而在泼立司平时为十六点三十九分十七秒六因泼立司在英国东九分二十秒六故也
纬限者谓自地上某度起至某度止得见月掩何星外此不见其掩是为纬度之限也
设有人自星望地而月界其中则地面几分为月所掩而月自西至东移过时地面成一带形阔与月径相等若反言之则人在地面于带形中望月则星为月掩在带之上下两限但见月与星相切而不相掩是为纬度限在其上者为上限在其下者为下限
纬限表以明星在何度应为月掩外此不必布算也
如英国在赤道北五十一度二十八分三十八秒即北极高出地平度设于是年八月内查四百五十一页表自十六日起查末行纬限表至十七日掩α星只指一希腊字星名α希腊字在赤道北二十六度之处起至九十度之间皆可见惟被掩之时在三点十一分四十四秒是在午后日光所逼仍不能见惟是日之十二点四分二十一秒月又掩０星在赤道北十四度至九十度之间八月十九日十四点一分十七秒月掩毕宿第五在赤道南四度之处起至赤道北六十八度之间又是日十四点三十五分三十八秒月又掩是星在赤道北六度之处起至八十五度查四百五十六页表知已上三星之所掩其二在英国能见其一不能见也
第四百五十五六页之表乃恒星与行星在该处地平上为月所掩记其不见至再见之恒星时及平时并记星于月环内始隐于某度复见于某度若以翻影镜测之凡穿过月之北极与中心成一大圈与月环成一交点方近月环之星距交点若干度当从角之北点数之穿过月之天顶与其中心成一大圈亦与月环成一交点方过月环之星距交点若干度则从角之顶点数之用此角并可测量小星且当星之隐而复见时亦须先知此角不然难定镜之方向表内月掩几星时有在该处不得见者然离该处不远即能见也
第四百五十七页至四百七十六页是表所记木星之月或食或掩或月过或影过等数皆准该处之平时并图形以明其隐显之处如自翻影镜视之图内之形虽举望日之数然木星离地甚远目力不及故其体与影一月内更变甚微除与日对峙时形状有异外余则通月皆然试以两月图形较之便可晓然当木星距该处地平上八度日在地平下八度时其月之食有此米为号明该处可以测望至木星在地平上日在地平下时有此十为记则亦能望见也
○甲者指月木星月被星影所掩方隐之际也□乙者指月离星影再显之时也此乃月距木星略远则然若日星对峙时则月之食也近星之体日星对峙以前月之隐见在木星之西日星对峙以后月之隐见在木星之东用翻影镜视之则东西相反日星对峙以前仅见第一月之隐对峙以后方见其显至第二月被星影所掩时其隐见鲜能并见第三第四月或可并见云
凡在别处求木星某月隐见之时即以测处经度在英国之东西推算在东加经度之较变时在西减经度之较即为所求时然亦须查木星之地平上下与日在地平上下如日在地平上光耀难见算之者应以半弧表自东至西日出入半弧也助以半天球始可定日星距地平之方向
测得木星月之食可定地上经度第一月最易测惟须详悉测量之的确时刻此时与英国时之较即为经度之较化度测处之时早与英国为在其西迟于英国为在其东
设于是年七月二十四日在泼立司法都测得木星第一月之隐见时为十四点三分二十四秒九乃查第四百六十六页表内英国平时为十三点五十四分四秒三其较为九分二十秒六即两处相距之经度因所测之时迟于英国故知其在东也
凡测星月之掩木星与其月除表有差数外尚有别样难处不能详定地之经度且远镜测量各不同若欲详算经度须用相类之镜并算其地面蒙气视差若不必详算则以测见木星为某月所掩约计地上经度如某月之隐见俱能测得则更妙矣
表内约计月食月过之过所以便天算家预备测量推验此表之差否因测此二事须用最妙之镜而海上尤不易测也
入出二字记月初遇木星环面为入初离木星环面为出
第四百七十七页至四百八十七页 木星两月毘连表内用数记之以代寻常之０号而不记其黄道纬度在上者记于上在下者记于下表右为东表左为西如见木星之月自西向东移动时则知木星在月与地之间而月行于后半轨道故有食有掩若见月自东向西移动时则知月在木星与地之间而月行于前半轨道故有月过与影过
设于是年正月二十七日在英国八点钟时平时用翻影镜测望木星月如图其第一第二两月实在木星之左从翻影镜相之则在右第三第四两月寔在右而反左 表首西东二字乃月实在木星之东西方向也木星常在该处天顶之南图左之月应见于木星之西图右之月应见于木星之东盖月之倒影故遂反其方向也乃自木星中心起一直线远近相等而左右互易以此验图可得月之真向
表内时分皆指该处平时观表与图可以辨木星之诸月而亦以别他星之近木星者
第四百八十八页至四百九十页 行星与月或与他行星合一赤经度及行星与恒星或合经度或合纬度皆每月一格记其日时行星当此时候最易测望又以便天算家考验表之然否
第四百九十一页 土星光环之位表中越二十日一记以明其能见与否０为光环之短轴距何赤纬度甲∣乙∣甲∥乙∥为光环所见大小之数丑丑∣之比以定能见与否盖太阳与地同在一边高过环面时其环自能测见若不能见之时则其故有三 一则环面平过日心则丑∣与０等
二则环面平过地心即丑与０等皆不能见 三则日在环之面而地又在一面亦不能见因环上无经光之面向地耳第四百九十二三页记月之明环约于何平时侧动最大并记火星金星之环在何月中光显几分至月之纬度侧动之数则不论何时皆可照四百九十三页计之
第四百九十四页至四百九十七页 系该处潮汐与中国无涉故不译
第四百九十八页之准数表 凡测见距星之度数业将蒙气视差等推准可求秒数相较即比例对数之较于表内查一准数以加减之即可得该处相合之时其算之法见后五百二十五六页内
第四百九十九页至五百页 表内之数算月之侧动
第五百０一页至五百０三页 为测勾陈大星若不在午线时可用此表能算地上纬度法如左
先将仪差及蒙气推准减于星之高点再照五百０四页改测望之太阳平时为恒星时于此表内查得相合之第一准数为⊥按号加减于测见之高度得所求纬度之约数复以所算恒星时查第二第三表得相合之第二准数加此二准数于上约数内即得真纬度
航海通书改率说
是集从英国行海通书译出考西人之航海来游寔以此书为乡导盖海舶既驶远洋茫无畔岸可纪罗盘祗可辨方向不能测其现行何地惟藉天度可认地球之经纬数理精蕴天上一度相当地面二百里至三十六万尺以天度之一秒当地面一百尺此论南北纬度则然若东西偏度不正当赤道下每度皆不满大圈之里数须依弧三角法算之昼则量日夜测月星辅以算术道里之距了如指掌是以无远弗届故吾中国航海亦以繙译此书为首务特延西士层解条分阐明理数撮要删繁译成是集以引诱来学凡吾同志咸宜家置一集朝夕讲求引伸类长制备仪象随时测量并可验其算法之疏密然否实为推步家特开门径学者必由是而学焉则庶乎其不差矣
改率
考行海通书原依英都观象台之中线立算诸星行度表悉照该处平午正时解见时差从地心起数其天周以春分起步与中国不同今译改时遵 京都顺天府为中线诸星皆从子正起天周以冬至起步中西同用平时共宗地心立算三百六十度为一周天中法又分为十二宫以冬至丑宫初度起逆行十二支每宫三十度每度六十分每分六十秒又一日二十四时此书从西例以一点钟为一时便布算也故凡言一时皆一小时也每时六十分忡法又以十五分为一刻一时为四刻因多增位数不便布算姑从西例不命刻每分六十秒秒下小余则随秒不以六十递析
据西士实测得东西经线相距一百十六度二十七分变时见变时表为七点四十五分四十八秒盖英国午正已为顺天七点四十五分四十八秒也故用原书之本日午正星度再加四点十四分十二秒之星行度即满半日十二时之数倘星之经纬有退行者则减即得明日顺天之子正度也
中比例算法
星者算法也用星必先明算一二三四之四率比例为西算之大宗其法以已知推未知故以原有之数为一率二率今有之数为三率恒以二率与三率相乘数为实以一率为法归除之得所求之四率数也
时差
推算所得曰平时通书表数俱按平时算定如钟表之走平分时也中国又名实时日晷所测曰真时中国又名用时盖时刻并宗赤道原系平分黄道与赤道斜交在赤道则度有阔狭日行黄道又有冬盈夏缩之异缘此两端故生时差即平时真时与之较也两数相减曰较其数列如表加减于平时即得真时也
钟表宜开平时说
西书云一昼夜地球自转一周则宗北极一岁中地球绕日一周则宗黄极两极相距二十三度二十七分西率尚有二十余秒零数且每年有行分如岁差然盖日晷测时皆依绕日之轨而出故与赤道自转之率有异细数之且逐日不同用度时表候之表之极准者行船用以较偏度故又名行船表二十四时中即一昼夜甚有差至半分者故设时差加减也
然则钟表但能走平分与赤道同率如太阳之盈缩黄赤道之升度差不与焉故必开准平时按号加减时差以求合于日晷测量之要事也
如先测得日晷午正求钟表平时则将时差号反用加者减之减者加之以加减十二点即得平时
逐日测北极高度不拘何时
法候日晷将交午正之前后凡日晷至午可不问地之经纬何度节气早晚器之密咸可一概施之惟罗盘(正)指南钺与日影有偏向且随地不同中国恒偏于日影之东故测太阳高度宜过晷数分候之用纪限仪屡测太阳高度取其最高之度为本日午正太阳高度内减蒙气差加地半径差则改视高为寔高随查通书内本日太阳赤道纬度表数俱子正起求午正用中比例南加北减于太阳实高度得赤道距地平度亦即北极距天顶度再与一象限九十度相减得测处北极出地度 若测恒星高度赤纬加减与太阳同法惟恒星无地半径差但减蒙气差即寔高度
又法任于何日算勾陈大星过上子午线之时分测视其高度内减蒙气差改为实高度又减距极度约一度二十一分半余即北极高度或算其过下子午线之时分测其视高度内减蒙气差加距极度亦即北极高度
测候用时表说
凡度时表必按京师之平时开准盖诸曜黄赤经纬表数俱依京师平时起算故任至何地视表内之时分与通书上星行经纬度随时合时表寔为省算之捷径设无时表船至某处尚未知其地经纬何度用何比例求星之所在必任设多处逆探推求岂不费算故西人航海测天仪器而外度时表与通书二者相须为用缺一不可也
算星过午线时即中星时
置本日星之赤道经度内减本日太阳平行赤道经度即恒星时若不足减加二十四时减之此为设星在午正太阳平行距午正后之时分视其数不满十二时则加十二时过十二时则减十二时比例要从子正起算故加减十二时为本日星过午线之泛时如恰在子正即为平时有距时分因日星俱有行分故曰泛时如法再求明日星过午线之泛时以一日化一千四百四十分为一率两日之泛时较化秒为二率本日泛时化分为三率求四率即泛时内应行之泛时较秒数视两日之泛时顺逆以别加减如明日之数多则加于本日数明日之数少则减于本日数加减于本日泛时即京师星过午线之平时如算太阴过午线每时俱有细行只须用一时之数为比例不用两子正比例
有某地纬度用日晷测偏度
法以日晷按其地极高度测得时分若非午正晷须极准方应视京师平时表内系何时分加减本日本时之时差改为京师日晷时与所测日晷时相减以时较化度法见变时表即得其地距京师之偏度也所测时早于京师为偏东迟于京师为偏西
测太阴过午线偏度
任至何地测得太阴过午视京师平时表内系何时分随检通书本日太阴过午系何时分与所测时分相减余为两地所测处与京师过午时分较乃检通书之明日过午时分内减本日过午时分余化分加一日化一千四百四十分为一率一日化一千四百四十分为二率两地过午时分较为三率求四率为偏度时分检变时表得偏东西度早于京师为偏东迟于京师为偏西
盖测太阴视差多端惟其过正午时但有南北视差可于经度多关是以便于测算诸曜每日过午之时分较数惟太阴为最大用以比例求偏度易准若恒星每日过午时分较祗三分五十六秒五六太阳平行度即恒星时也故测得两地午时分较每点钟减十秒即偏度时分西人航海常测月过午线差为算偏度之捷径也
赤道经纬度说
? 求实朔泛时
以平朔距冬至之日数用推日月离法法见考成后编各求其子正黄道实行将本日子正太阳实行与太阴实行相较如太阴寔行未及太阳则平朔日即为寔朔本日如太阴寔行已过太阳则平朔日即为实朔次日平朔前一日为实朔本日又用推日月离法各求其子正黄道实行将本日子正太阳实行内减太阴实行余为月距日度分化秒求对数法见数理精蕴加日法一千四百四十分对数内减一日之月距日实行对数次日日实行内减本日日实行余为一日之日实行又次日月实行内减本日月实行余为一日之月实行内减一日之日实行余为一日之月距日求对数即是得距本日子正分数之对数检表得真数以时收之得实朔泛时如次日月实行仍未及日则次日为实朔日乃以次日日实行内减月寔行余为月距日化秒求对数加一千四百四十分对数内减前所得一日之月距日实行对数对距次日子正后分数之对数
求泛时月距正交
次日月距正交内减本日月距正交不及减加十二宫减之余为一日之月距正交化秒求对数加泛时距子正分数之对数内减一千四百四十分对数得距本日子正之月距正交化秒对数检表得真数以度分收之加本日子正月距正交得泛时月距正交
求的食限
视月距正交初自宫初度至初宫十八度二十六分自五宫十一度三十四分至六宫六度二十二分自十一宫二十三度三十八分至十一宫三十度皆入食限为有食不入此限内者不食即不必算
视泛时若在夜距日出前日入后五刻以内者见可食五刻以外者全在夜不可见即不必算如泛时在日出入前后者先须加减时差审昼夜
求实朔实时
实朔泛时上下设前后两时如泛时为丑正二刻则设丑正初刻为前时寅初初刻为后时用推日月离法各求其黄道实行以前后两时日实行相减为一小时日实行以前后两时月离黄道实行相减为一小时月实行两实行相减为一小时月距日乃以前时日实行内减月实行余为前时月距日化秒求对数加一小时化三千六百秒对数内减一小时月距日化秒对数得距前后秒数之对数检表得真数以分收之加于前数得实朔实时用推日月离法再以实朔实时各求其黄道实行则日月必同宫同度分秒不异方准乃视本时月距正交入前限者为有食
求均数时差
实朔日引宫度察日均数差表即得记加减号
求升度时差
实朔日黄道宫度察升度时差表表见后即得记加减号
求实朔用时
实朔实时加减二时差得实朔用时
求日实行
前后两时日黄道实行相减为一小时日实行
求月实行
前后两时月离白道实行相减为一小时月实行
求实行总较
日实行与月实行相加为实行总相减为实行较
求半外角
置半周一百八十度内减黄白大距余数半之即半外角
求半较角
实行较对数凡弧度求对数化皆秒入算求三差法仿此如求入线对数必要弧度入算加半外角正切对数内减实行总对数余为半较角正切对数
求斜距交角差
半外角减半较角余为斜距交角差
求斜距黄道交角黄白二经交角
实朔黄白大距加斜距交角差即斜距黄道交角亦即黄白二经交角实朔月距正交初宫十一宫白经在黄道经西五六宫白经在黄经东记东西号
求两经斜距
日实行数对加实朔黄白大距正弦对数内减斜距交角差正弦对数余为两经斜距对数
求斜距对数较
一小时三千六百秒对数内减两经斜距对数余为斜距对数较各限距弧求距时加对数较距时求距弧减对数较故用对数较
求食甚实纬
斜距黄道交角余弦对数加实朔太阴黄纬化秒下同对数内减半径对数即前位所进之一余为食甚实纬对数检表得真数为秒秒下必带小余一位求三差法仿此记南北号与实朔月纬南北同
求食甚斜距弦 食甚距时
斜距黄道交角正弦对数加实朔太阴黄纬对数内减半径对数余为食甚距弧对数再加斜距对数较即食甚距时对数检表得真数为秒以分收之月距正交初宫六宫为减五宫十一宫为加记加减号
求食甚用时
实朔用时加减食甚距时得食甚用时即京师食甚用时
求太阳实引
实朔太阳引数加减太阳均数得太阳实引
求太阴实引
实朔太阴引数加减太阴初均数得太阴实引
求地平高下差
太阴实引宫度及本天心距地见月离察交食太阴地半径差表表见考成后编得太阴在地平时最大地半径差内减太阳地平地半径差十秒余为地平高下差
求太阳实半径
太阳实引宫度察交食太阳视半径表得视半径内减太阳光分十五秒即实半径
求太阴视半径
太阳实引宫度及本天心距地察交食太阴视半径表得太阴视半径
求并径
太阴实半径加太阴视半径得并径
求距时日实行
日实行对数加食甚距时对数内减三千六百秒对数余为距时日实行对数加减号与食甚距时同
求食甚太阳黄道经度
实朔太阳黄道实行加减距时日实行得食甚太阳黄道经度
求食甚太阳赤道经度
食甚太阳黄道经度察黄赤升度差表得黄赤升度差加减黄道经度即食太阳赤道经度
求食甚太阳赤道纬度
食甚太阳黄道经度察黄赤距度表得食甚太阳赤道纬度记南北号
求食甚太阳黄赤道宿度
用上元甲子列宿黄赤经纬度表列宿黄道经度加岁差每年五十二秒算至所求年察食甚太阳黄道经度足减本年黄道宿钤内某宿度分则减之余为食甚太阳黄道宿度 又将赤道宿度按赤经加减岁差算至所求年察食甚太阳赤道经度足减本年赤道宿钤内某宿度分则减之余为食甚太阳赤道宿度
求太阳距北极
置九十度南加北减太阳赤道纬度得太阳距北极
求黄赤二经交角即黄道赤经交角之余
食甚太阳黄道经度察黄赤二经交角表得黄赤二经交角冬夏至后黄经在赤经西东记东西号
求赤白二经交角
黄赤二经交角与黄白二经交角即斜距黄道交角东西同号相加东西仍之异号相减东西从数大者得赤白二经交角记东西号此之谓东西乃白经在赤经之东西也若两角相等而减尽无余则白经与赤经合无交角如无黄赤二经交角则黄白二经交[角](加)即为赤白二经交角东西并同
求北极距天顶
置九十度减本地北极出地度得本地北极距天顶
求半和弧 半较弧
日距北极与北极距天顶相加半之为半和弧相减半之为半较弧
求正弦对数较
半和弧正弦对数减半较弧正弦对数得正弦数较其号为减因与半角余切相减也
求余弦对数较
半较弧余弦对数减半和弧余弦对数得余弦对数较其号为加因与半角余切相加也此两数九限皆可同用较之旧法用垂弧者简捷数倍
求本地食甚用时
置京师食甚用时加减本地偏东西度时分偏东偏西度见考成下编得本地食甚用时
求用时太阳距午赤道度即可借为前设时
以食甚用时午前午后时分如用时在午正前则置十二小时减用时余为午前时分如用时在午正后减十二小时余为距午正后时分变赤道度如用时距午正一小时变为十五度一分变为十五分一秒变为十五秒得用时太阳距午赤道度或用变时表按时取度表见冯林一先生中星表后半之为半距午赤道度
求设时半较角
半距午赤道度余切对数内减正弦对数较得半较角正切对数
求设时半和角
半距午赤道度余切对数加余弦对数较得半和角正切对数
求设时赤经高弧交角
半和角减半较角若北极出地二十三度二十七分以内太阳夏至前后在天顶北者则两角相加得设时赤经高弧交角午前为东午后为西记东西号
求设时白经高弧交角
设时赤经高弧交[角](高)与赤白二经交角见前东西同号相加东西仍之异号相减东西从数大者得设时白经高弧交角记东西号此之谓东西乃太阳在白平象限之东西也若两角相等而减尽无余则太阳正当白平象限无交角设时即真时但有高下一差者相加过于九十度与半周相减用其余则白平象限在天顶北
求设时太阳距天顶 设时高下差
北极距天顶正弦对数加设时太阳距午赤道度正弦对数内减设时赤经高弧交角正弦对数得设时太阳距天顶正弦对数加地平高下差对数内减半径对数得设时高下差对数
求设时东西差
设时白经高弧交角余弦对数加设时高下差对数内减半径对数得设时东西差对数
求设时南北差
设时白经高弧交角正弦对数加设时高下差对数内减半径对数得设时南北差对数如白经高弧交角为九十度则无南北差寔纬即视纬但有高下一差
求设时视纬
食甚实纬南加北减南北差得设时视纬若不足减则置南北差反减寔纬变北为南白平象限在天顶北者反是记南北号
求设时距分
设时与食甚用时相减得设时距分如以食甚用时为前设时则无距分
求设时实距弧
设时距分对数内减斜距数对较得设时寔距弧对数在用时前后为纬西东记东西号
求设时视距弧
设时实距弧加减设时东西差得设时视距弧
月在限东西设时在用时前则减加后则加减
月在限东西东西差大于寔距弧为纬东西小为纬西东记东西号如以食甚用时为前设时则无寔距弧其东西差即视距弧限东亦为纬东限西亦为纬西
求设时视距视纬差角
设时视距弧对数加半径对数内减设时视纬对数得设时视距视纬差角正切对数
求设时两心视相距
设时视距弧对数加半径对数内减设时视距视纬差角正弦对数得设时两心视相距对数
以上各条自太阳距午赤道度起至两心视相距止共十四件凡食甚用时近时真时及初亏复圆用时近时真时皆名同而数异故不重列诸求其寔皆设时也故统以设时冠之其求三限真时并用前后两设时求之
求食甚前后两设时视相距和较
前设时两心视相距与后设时两心视相距相加为视距和相减为视距较
求对视行角
前设时视距视纬差角加减后设时视距视纬差角东西同则减异则加得对视行角半之得对视行半角
求半和角
对视行半角余切对数加视距较对数内减视距和对数得半和角余切对数
求视行旁小角
半和角内减对视行半角得视行旁小角
求两设时视行
对视行角正弦对数加小视相距对数内减视行旁小角正弦对数得两设时视行对数
求视行差
视距和对数加视距较对数内减两设时视行对数得视行差对数
求食甚真时视行
两设时视行加视行差半之得食甚真时视行
求食甚真时距分
两设时较对数加真时视行对数内减两设时视行对数得食甚真时距分对数
求食甚真时两心视相距
视行旁小角正弦对数加大视相距对数内减半径对数得食甚真时两心视相距对数
复以食甚真时为设时求其两心视相距以考其合否合则食甚真时即为定真时否则再求视行以求考定真时并如前法
求食甚定真时
设时距分小大于真时距分限西为加减限东为减加置食甚设时加减真时距分得食甚定真时
求食分
并径内减定真时两心视相距余求对数加六百秒对数内减太阳全径太阳实半径倍之即全径对数得食分对数
求初亏复圆前设时
食甚定真时两心视相距与并径相加为距径和相减为距较径较
距径和对数加距径较对数半之加定真时距分对数内减定真时视行对数得初亏复圆前设时距分对数
求初亏复圆后设时
前设时两心视相距与并径相减为距径较食甚两心视相距与前设时两心视相距相减为视距较
距径较对数加前设时距分对数内减视距较对数得后设时距分对数
求初亏复圆真时
两设时相减为设时较两设时视相距相减为视距较后设时两心视相距与并径相减为距径较设时较对数加距径较对数内减视距较对数得真时距后设时对数
求初亏定交角
初亏真时视距视纬差角即并径白经交角加减白经高弧交角得定交角初亏在限东西者纬南北则加与半周相减纬北南则减南北以初亏视纬论若白平象限在天顶北则纬南如纬北纬北如纬南如无初亏白经高弧交角则视距视纬差角即定交角如两角相等减尽无余或相加适足一百八十度则交角为初度
求复圆定交角
复圆真时视距视纬差角即并径白经交角加减白经高弧交角得定交角复圆在限东西者纬北南则加与半周相减纬南北则减解同初亏
求初亏方位
初亏在限东西者定交角初度为正上下四十五度以内为上下偏右四十五度以外为右偏上下九十度为正右过九十度为右偏下上白经高弧交角大反减交定角者变右为左白平象限在天顶北左右相反
求复圆方位
复圆在限东西者定交角初度为正下上四十五度以内为上下偏左四十五度以外为左偏下上九十度为正左过九十度为左偏上下白经高弧交角大反减交定角者变左为右白平象限在天顶北左右相反
求食限总时
复圆定真时减初亏定真时得食限总时
对数尺以量代算或作 量法代算
西洋对数能变乘除为加减其算必资于表造之实难而用之甚便为今习算者所不可少近已用活字翻行弁以用法数则俾得开卷了然蒇事后复深思其理既可两数相并以代乘相减以代除必能施诸量法因变通其术作直尺一千根记数于尺之上面爰按假数之积各识真数于尺内以代表施之闾阎贸易寻常日用之算乘除可以量驭法甚浅易虽妇人孺子略识数目字亦可朝得暮能岂非于常算之外更出一奇乎凡习此尺须制薄铜尺一根或牙或篾青皆可将一边削薄口如刀以便密切尺内之数必取光滑则所记墨识算讫随可揩去依书中两根尺度为长以官尺三四分为阔居中刻定一线平分为两根凡遇乘法有两零相并过一根者即将一根并入根数内用其下余数量之理亦同或遇除法有实之零内不足减法之零者即可少记一根移于尺之上半将实之零数接于下即可减矣
凡初习此尺须用算盘记根数便于加减待用之既熟根数加减自能肚算无须算盘矣又此尺只能以加减代乘除之用如有几数叠加或递减此尺不能驭仍须用算盘凡定所求位数之大小用对数表之首位法辨之如单位之首为０十之首为一百之首为二千之首为三万之首为四十万之首为五之类如百与十乘则二加一为三其所得应为千数如乘法遇有两根相并过一千根者即可减去一千根用余数量之得数亦同惟其位数照常必升一位矣又除法遇有实之根数少于法之根数则不足减可加一千根于实内减之仍用减余数量之得数亦同惟其位数照常必降一位矣若所求位数之大小可以会意不者便不须寻首位矣
凡有法实两数欲相乘者先任以一数于尺内真数中寻对看尺之上面记其根数另用铜尺上端齐尺之上面细界线量至真数所在之处即其根数下之零数用墨线记于铜尺上再查又一数之上面根数并入所记根数上复以铜尺上墨线所记之处齐尺之上面细界线量至又一数真数所在之处亦其根数下之零数再以墨线记其下则两零数亦接成一直线矣爰视两次所并之根数于尺之上面根数中寻对再以铜尺上端齐尺之上面细界线量其下所记墨线处
相遇之真数即得两数乘出之数也如遇两根数相并过一千根及两零相接过一根者俱依前法量之凡有法实两数欲归除者先以实数于尺内真数中寻对看尺之上面记其根数另用铜尺上端齐尺之上面细界线量至寔之真数所在之处即其根数下之零数用墨线记于铜尺上再以法数于尺内真数中对寻看尺之上面记其根数亦以铜尺上端齐尺之上面细界线量至法之真数所在之处亦其根数下之零数用墨线记于铜尺上面先将寔之根数内减去法之根数视其减余之根数于尺之上面查对复以铜尺上实之零数内亦减去法之零数用其减余之较数齐尺之上面细界线量其下所记墨线处相遇之真数即得两数除出之数也如遇实之根数少于法之根数及实之零少于法之零者俱依前法量之
凡算四率比例依常法第二率与第三率相乘数为寔以第一率为法归除之即得所求之第四率数故用量法亦以二率与三率之根数与零数如乘法相并即为寔再如归除法减去第一率之根数及零数视其余数依前法量之即得所求之四率数其理与用对数表同
凡开平方先以方积于尺内真数中寻对看尺之上面根数若为偶数即可折半若为奇数则少记一根移于纸上再以纸齐尺之上面细界线量至方积真数所在之处即其根数下之零数以墨记于纸上随视折半之根数于赤之上面寻对再将纸上零数对摺齐尺之上面细界线量其下墨线处相遇之真数即得方边然须审方积之位数必加首位于根数上折半复去首位而量之始方边之数不淆因方积两位定方边一位故也如方积止有单位则首位为０即将根数折半是也若方积在一百以内为二位数则其首位为一必加一千根于根数上折半方合若方积在一千以内为三位数则其首位为二必加二千根于根数上折半方合递求而上皆然
凡开立方积之根数亦必加首位惟根数与零数各取其三分之一如前法量其相遇之真数即得立方边多乘方依数递推如三乘方取四分之一四乘方取五分之一之类
中西历学源流异同论
窃谓两间中有万古不易之理无百世不变之法万事皆然于历为最故治历者惟当顺天以求合不当为合以验天尧命义和历象日月星辰舜在璇玑玉衡以齐七政是皆随时考测以合天也从未闻立一千古不易之法以能合永远之天象虽子舆氏所云苟求其故千岁之日至可坐而知然亦仍属求合之言古今来治历者七十余家疏密代更详推各异而要其理不外乎唐虞时所定之型模历也象也璇玑玉衡也即算数图象及测验之器也此乃治历之大经虽万世莫之易顾其历书三代而上诚有原原本本则师传曹习之书而毕丧于祖龙之焰惟尧典仅载以三百有六旬有六日为岁实杜预谓举全数而言则有六日其实为五日有四分日之一日论谓汉晋诸家皆以日行一度三百六十五日有四分日之一而一周天自北齐张子信始觉有入气之差而立损益之率隋刘焯立盈缩躔度与四序为升降厥法加详至元郭守敬乃分盈缩初末四限定岁寔为三百六十五日又万分日之二千四百二十五较前代为密至前明西法渐入中土历数之学始称美备自汉时西人多禄亩以迄明第谷则立为本天高卑本轮均论诸说用三角推算其术尤精乃定岁实为三百六十五日又千万分日之二百四十二万一千八百七十五较之郭守敬又减万分之三有奇 国朝西人刻白尔噶西呢等更相推考又以本天为椭圆均分其面积为平行度又月离古历皆谓月每日行十三度又十九分度之七东汉贾逵始言月行有迟疾至刘洪列为差率元郭守敬定为转分进退时各不同犹今之有初均也迨今西法益明始知太阴共有十种行度皆因日行盈缩及本天高卑两弦朔望而生均与旧法迥殊惟因古时历年既浅所差甚微非一时所能灼见迨岁月迁流积微成着然后共见而差法立焉此非前人之智不若后人也盖前人不能预见后来之差而后人则能考前代之度分也故世愈以降历愈以明其势则然此历法所以古疏而今密者良有由也考泰西历学起于罗马国罗马历自奴马至该撒儒略一年为十二月乃祭司与大吏任改意定后该撒儒略征请亚力山大天算家锁西日呢定历始创三百六十五日及三百六十六日二假岁寔之法以三百六十六日为闰日之年每四年一闰与郭守敬第谷等所定之岁寔略近乃于耶稣降生前四十五年正月初一日为始改用新历
按史记当在汉宣元之间是时历法尚乱故史称其年为乱年嗣后儒略之令未行而死死后祭司不明历以本年为第一闰年至第四年又为闰年如是每三年中一闰历三十六年中当闰九日而误闰十二日该撒亚古士督觉其误下令十二年不置闰日乃合儒略之大意后不复改至小余积久自生差遂为格勒固里改之当汉儒子婴初始元年新莽建国四年及天凤三年等俱为闰日之年历家咸依此上推迄唐时始有九执历元季始有回回历统回部各国犹太等历言之也欧罗巴人又从回历加精近世噶西呢等踵起阐微发奥推测尤详当时西法并宗之然而术分疏密今古殊途理至精微中西一辙我 国家推恩中外一视同仁遂聘西人襄理历法此 历象考成等书所由来也然于历算诸学皆殚极精微惟中国向以闰月定四时成岁其故因地球历三百六十五日五小时三刻三分四十五秒而绕日一周月约二十九日十二小时二刻十四分二秒而追绕地球一周地绕日一周而月绕地十二次有十日有奇故三年一闰五年再闰十有九年而七闰始合其期惟二十四节气古时皆平分岁实故谓恒气今以日行盈缩而定其损益谓之定气而节气一周与岁实仍同焉西国以太阳恒星十二宫分岁实为十二分彼既不以月圆为例故无正月二月等名目俗称外国正月二月者乃华人称之则然尔在西国历家固无所谓月也然其十二月之日数亦各不同以黄道上有高卑差而日躔即因之有加减也如磨碣宫日躔最卑行速故二十八日而行一宫若巨蟹宫日最高行迟故三十一日而行一宫总以三百六十五日为一年较诸岁实尚欠五小时有奇故每四年闰一日又因四倍五小时有奇尚不足一日之数故又历一百二十八年而少闰一日法应闰三十二日者则闰三十一日始合其期夫闰日乃以太阳行度纪年闰月则以太阴行度作岁虽月分闰法各有不同而岁序纪纲则无少差异此谓之不约而合者也中国以正月朔为岁首梅勿庵谓西国以日躔斗四度为正月朔或云西国以地球当最卑为过年之期二者所差尚微因最卑东行每岁约六十二秒恒星东行每岁约五十一秒仅差十一秒须积至三百二十七年有奇始差一度推今岁冬至最卑点距冬至点后十度五十八分四十一秒自注此论系光绪丙戌年作冬至后二十日内日行最速每日约一度有零故冬至越十日而为西国过年之期即中国十二月初八日也西人恒以过年前八日为耶稣诞辰即太阳躔第十三宫第二十五日故耶稣诞辰在中国冬至后三日也
虽然中西两历不同而实同然而同之中又有不同焉耶稣诞辰后冬至三日者在近今六十年中则然尔推原厥故并非关乎理法之疏密而由于立法之各异天象之变迁惟西国总以地球当最卑为过年之期最卑又每岁东行约六十二秒约历六十年而差一度故六百年之间而最卑距冬至已差至十度矣若以日躔斗四度为过年之期大略相同如今年最卑后距冬至十度零越六百年而当变为距二十度零则西国过年之期亦将在中国冬至后二十日而耶稣诞辰即因之变为后十三日矣大凡六十年中亦有一二日参差今岁交冬至节在十一月二十七日卯初故为后三日设于二十六日亥时交冬至则变为后四日矣惟查康熙戊辰年瞻礼单耶稣诞辰则在冬至后四日似以日躔斗四度为过年之期也考最卑与冬至同度当在宋理宗时自宋以上又差而前故上溯汉哀帝庚申年最卑以前距冬至约二十二度十六分所以耶稣降生之辰当在哀帝庚申年十月即冬至前二十七或二十八日为小雪后二三日也一千九百年之间已差至三十一日此所谓同之中更有不同者也愚准最卑东行之理推之自今以往约历一万零一百四十年之久则地球绕日之轨道最卑最高将易位置是最卑点当夏至点而西国过年之日在中华夏至之期即耶稣诞辰在中国夏至前七日矣当是时北半地球夏生酷暑冬有严寒愈近北极而其苦愈甚盖最卑最高所受日光之比若十六与十五比地土皆环绕北冰海披离下垂故南半球多水北半球多陆水可回光故难受亦难散陆能传热故易受而易散夏至北极朝日日光直射北半球惟地球适当最高则相宜乃彼时适当最卑其积热应得百度者增而为一百零七度冬至南极朝日日光斜照北半球若地球当最卑则尚宜乃彼时适当最高其余热应有二十度者减而为十八度虽略能以行度之盈缩而迭相消长然曷若今日消长之自然也或曰寒暑表上升降数度在人似不大觉何苦之有曰伏暑增两三度不能隆冬减两三度不能不见夫赤日当空火伞方张之候竟有多挂一丝而不能者此何故欤又不见云愁水结灯寒榻冷之间直有欲把刀剪而难堪者此又何故欤夏至时且将增七度之热而人有不唤苦者乎自此更历万余年而仍复今日此又天运之循环而中西岁月之大不同者至于最卑最高之根源及最卑之运行弗替则其故甚微一时不可思议虽欧洲楚精天文家亦莫明其妙惟大约其故必在恒星焉
更定测北极出地简法
西人颜家乐测北极出地简法见赤水遗珍畴人传亦载之其法先于其处测一恒星自出地平至正午所历之时及其高度以时变赤道度以其大矢为一率正矢为二率高度正弦为三率得四率为正弦查表得度内减去星距天顶度余与九十度相加折半转减九十度得北极出地度但此法必北极出地不满半象限星过子午圈在天顶南赤道北而后可否则不合李氏士叔以其非通法也而改之见所着天算或问其法视星在赤道南北不同而大矢正矢异其乘除视星之高弧或深弧南北不同而两弧异其加减法虽略备转失之繁故颜氏法简而不备李氏法备而不简学者卒难领悟今变通两家缀为公法诸题均可一以贯之并补图演草于后推步之家庶有取焉光绪十二年丙戌夏六月丁澣识于沪滨格致堂
法曰于一处任测一恒星自出地平至子午圈所历之时及在子午圈之高弧乃以时化度以其本角正矢为一率外角正矢为二率高弧正弦为三率得四率为正弦检表得度为星之深弧与高弧相加以减半周折半得北极出地度自地平圈南至星出地最高点为高弧自地平圈北至星入地最深点为深弧两弧如有过象限者仍用本角度不用外角度
图略
如图午癸丙丁有依子午圈剖成平圆面乙丁为地平癸为北极癸乙为北极出地午为赤道交子午圈点甲为星甲丙为星道径甲丁为高弧甲壬为其正弦乙丙为深弧庚丙为其正弦甲辛为星道度本角正矢辛丙为星道度外角正矢星一昼夜而一周故以时化度即星道度甲辛壬与辛庚丙两句股形为同式故星道度本角正矢即甲辛弦与星道度外角正矢即辛丙弦比若高弧正弦即甲壬股与深弧正弦比即庚丙股此比例而得深弧正弦之理也甲癸与癸丙两弧相等并为深弧加北极出地之度以甲丁高弧减乙己丁半周余甲乙弧为北极出地倍度又加深弧之度故井高弧深弧以减半周折半即北极出地度此加减而得北极出地之理也何以知星道度本角正矢为甲辛外角正矢为辛丙也如甲卯丙未为依星道剖成平圆面甲丙为星道径丑甲为星出地平至子午圈所过之度甲心丑为本角其正矢为甲辛丑心丙为外角其正矢为辛丙也
于一处测得一恒星自出地平至子午圈历二十六刻二分高弧六十三度求北极出地
草曰以星出地平至子午圈时刻化度得九十八度其本角正矢为一、一三九一七三外角正矢为０、八六０八二七乃以本角正矢为一率外角正矢为二率高弧正弦０、八九一００六五为三率求得四率０、六七二二０九八为深弧正弦检表得四十二度十九分与高弧相加得一百零五度十九分以减半周得七十四度四十一分折半得三十七度二十分三十秒即北极出地度对数草曰九十八度本角正矢对数为一０、０五六五八九七一外角正矢对数为九、九三四九一五八三乃以本角正矢对数为一率外角正矢对数为二率高弧正弦对数九、九四九八八０八八为三率求得四率九、八二八二０七为深弧正弦对数检表得四十二度十九分如前法加减得北极出地
于一处测得一恒星自出地平至子午圈历十四刻十二分高弧七度求北极出地
草曰以星出地平至子午圈时刻化度得五十五度三十分其本角正矢为０、四三三五九三八外角正矢为一、五六六四０六二乃以本角正矢为一率外角正矢为二率高弧正弦０、一二一八六九三为三率求得四率０、四四０二六六五为深弧正弦检表得一百五十三度五十三分与高弧相加得一百六十度五十三分以减半周得十九度七分折半得九度三十三分三十秒即北极出地度
对数草曰五十五度三十分本角正矢对数为九、六三七０八三０一外角正矢对数为一０、一九四九０四三九乃以本角正矢对数为一率外角正矢对数为二率高弧正弦对数九、０八五八九四四七为三率求得四率九、六四三七一五八五为深弧正弦对数检表得一百五十三度五十三分如前法加减得北极出地
于一处测得一恒星自出地平至子午圈历四十二刻二分高弧一百二十一度求北极出地
草曰以星出地平至子午圈时刻化度得一百五十八度其本角正矢为一、九二七一八三九外角正矢为００七二八一六一乃以本角正矢为一率外角正矢为二率高弧正弦０八五七一六七三为三率求得四率０、三二三八六九三为深弧正弦检表得一度五十一分与高弧相加得一百二十二度五十一分以减半周得五十七度九分折半得二十八度三十四分三十秒即北极出地度
对数草曰一百五十八度本角正矢对数为一０、二八四九二三一五外角正矢对数为八、八六二二二七六七乃以本角正矢对数为一率外角正矢对数为二率高弧正弦对数九、九三三０六五五九为三率求得四率八、五一0三七0一一为深弧正弦对数检表得一度五十一分如前法加减得北极出地
附真数对数求正矢法
真数求正矢以余弦减半径即得如弧之过象限者其余弦为负故以加为减
对数求正矢无论过象限与否以半弧正弦对数倍之加二之对数０、三０一０二九九九减半径对数一０、即得盖首率半径中率通弦即半弧倍正弦得末率为倍正矢故通弦自乘半之半径除之为正矢而通弦自乘半之即半弧正弦自乘又二乘之也今对数倍之为自乘加为乘减为除故半弧正弦对数倍之加二之对数减半径对数即正矢对数也
近代畴人着述记
畴人传自罗茗香续后未有再续者近时算家着述序跋足继前贤而开后学者颇不乏人顾或僻处偏隅遗书未显或英年多故着作未成亦往往而有欲搜访而续缉之诚未易言矣然而覃精数理者名山之绝业也多方蒐录者尚友之苦心也不揣檮昧勉效管窥意在网罗有伤繁冗谨分条诠次如左
仪征阮文达公元尝以虞推小雅十月之交在幽王六年因用时宪术士推幽王六年十月朔正得入交督漕运时立粮艘盘粮尺算法颁行各省又尝溯古今沿革之原究中西异同之致掇拾史书荟萃籍创为畴人传自黄帝以降甄而录之得二百八十人综算氏之大成纪步天之正轨至今游艺之士奉为南鍼
甘泉罗茗香士琳少时所着有比例汇通四卷摘九章中切于日用者汇为比例十二种意主法明西法后益专精于天元四元之术着观我生室汇稿已刻者凡九种曰句股容三事拾遗本博绘亭之法取句股中旧有之容方边容圆径益以西法之容中垂线交互相求一以天元御之曰三角和较算例取斜平三角中两边夹一角术熔入立天元一法用和较推演成式曰四元玉监细草以朱松庭原书秘奥难读殚精一纪步为全草补漏订讹申明疑义曰演元九式括玉监中进退升降消长诸例借无数之数入以正负开方式曰台锥积演以玉监中有茭草形果积垒藏二门足补少广之缺爰取台锥形引而申之曰周无专鼎铭考以四分周术为主佐以三统汉术推得宣王十六年九月既望甲戌与铭词合曰续畴人传以阮传历年已久有应续增入者因复增补得六卷曰弧矢算术补以李四香弧矢算术其术未备爰增二十七术合成四十术曰增广新术推广正升斜升横升之算法以求太阴随地随时之明魄方向分秒复以其术通之以求交食限内之方向边分及所经历之边分其未刻者有六种曰交食图说举隅遵现行之椭圆法于各求下缀以法解曰春秋朔闰考集黄帝以来六术及汉三统术以考春秋自隐迄哀凡二百五十五年总经传七百九十九日名推演成书曰缀术辑补以祖冲之之缀术久佚爰搜括各书参以本法演得二卷曰句股截积和较算例以孔轩少广正负术所载未备推而广之得八十四术曰淮南天文训存疑曰博能丛话
甘泉易蓉浦之瀚以罗茗香玉监细草格于体裁凡四元之条段羼糅开方之头绪纷如悉未能指出义例因撮取开方以及天元四元诸算例为四元释例一书附于罗草之后
山阳骆春池腾风着开方释例四卷于诸乘方方廉和较大小加减之理皆质言之而推求各元进退定商诸术足补李四香开方说所未备又尝取衰分方程句股等法以及九章所未载与夫古今算书之未能该洽者溯源正为艺游录二卷
全椒江云樵临泰善用对数所着弧三角举隅续传误为张作楠作简明直指附刻于张丹村翠微山房丛书中
黟县俞理初正燮博极书长于考订兼擅天算之学所着沟洫东田诸解恒星七曜古宪四分诸论皆独具神识未经人道德清许积卿宗彦经生而兼经推步之理着太阳行度解以辨王寅旭戴东原之误其目曰解日本天解日行黄道解日经度解日纬度解求经纬度解高卑盈缩解用赤道度解日度无阔狭解日左右旋凡九篇
元和沈狎鸥钦裴尝为李云门校九章算术细草图说均输一章多所增订又补海岛算经细草晚得秦道古数书九章钞本于张古愚家订补脱历有年所着有秦书刊误以老病未卒业殁后其子弟宋勉之搜得残稿数卷采其说入札记居京师时尝手录徐氏所步玉监细草数段因欲补撰全草遗稿四册为长洲马远林钊所藏余师张啸山先生曾见之其草与罗氏大同小异实不如罗之详然四象朝元第三第五两问罗草方廉隅诸数皆不符原术竟无说以处此沈氏所演独与术合此则胜于罗草者也马君谋刻之而未果后马君殉难遗稿遂不可踪矣江阴宋勉之景昌着数书九章札记以狎鸥所校明钞本为主而参以李四香所校四库馆本搜众说而折衷之足资后学考证又尝较杨辉算法六种皆刻入宜稼堂丛书中其未刻者有开方之分还原术一种
无锡邹敬甫安鬯精究琴理着琴律细草一卷笃好天元一术校读算书每有所得辄题于眉上尝以郁刻秦道古数书九章谬讹错出演算不易故用力尤勤而辨正为多有沈李毛宋诸家所未及者窃拟编次其说为数书校议一册庶几乡先哲之学术可以不没云
乌程陈静杰着算法大成上编凡十卷门分类别意在引诱初学其中平弧三角数卷颇能洞见本原句股求三整数法尤为新得之理惟以天元正负诸乘方为算家故设难题不适于用未免为识者所噱下编十卷则由法而致用顾无刻本盖未定之书也又有缉古算经细草一卷图解三卷马义一卷刊行于世又有彗星谱二册其弟子有乌程张南坪福禧归安丁书兆庆皆明算而未成着述算法大成中录其两边夹一角径求对边术解颇为明晰
钱唐项梅侣名达其算学之书已刻者曰下学算书凡三种曰句股六术图解变通旧术分术为六使题之相同者通为一术图解明晰比例精简曰平三角和较术曰弧三角和较术极数究理于无中比例中寻得比例婉转妙合古所未有惜其图解尚无成书未刻者曰象数一原项氏原书只六卷而卷四仅六纸为未完之书殁后其友人戴鄂士校补之始成全帙凡七卷卷一曰整分起度弦矢率论卷二曰半分起度弦矢率论卷三卷四曰零分起度弦率矢论皆以两等边三角明其象递加法定其数末乃申论其算法卷五曰诸术通诠取新立此弧弦矢求他弧弦矢二术半径求弦矢二术及董氏杜氏诸术按术诠解之卷六曰诸术明变杂列所定弦矢求八线术开诸乘方捷术算律管新术椭圆求周术皆从递加数转变而得者也卷七曰椭圆求周图解则鄂士所补纂也其弟子钱唐王吉甫大有笃嗜算术涉中西两家言尝校刻割图捷术合编不知有他着述否
乌程徐壮愍公有壬者务民义斋算学已刻者凡七种曰测圆密率本杜德美董方立辈屡乘屡除之法而广为互求之术曰造表简法以垛积招差之法求西人立表之根曰椭圆正术因新法盈缩迟疾皆以椭圆立算而取径迂回布算繁重爰撰是术法简而密尤便对数曰截球解义直抉球与等径等高之圆囷其外面皮积亦等之理为几何所未发曰弧角拾遗括旧法垂弧次形矢较诸目而统归于和较施之对数尤便曰表算日食三差以西法步算多资于表独日食未立步法故用新法补之曰朔食九服里差增广畴人旧术为见食各州郡随时测验之准其未测者尚有堆垛测圆三卷圆率通考一卷四元算式一卷校正九执术一卷古今积年解源二卷强弱率通考一卷毁于兵燹不可得见矣
钱唐戴鄂士煦粤雅堂丛书中刻其所着求表捷术三种共九卷其一曰对数简法续对数简法始以开方表求诸对数继因假设对数即讷白尔对数以求定准对数即十进对数续悟开无量数乘方法用连比例求诸对数而得数益捷此求对数表捷术也曰外切密率用连比例互相比例借杜德美求弦矢诸术变通之以求切割二线割圆之法乃大备此求八线表捷术也曰假数测圆创为负算对数可舍八线而径用弧背入算以求其八线对数此求八线对数表捷术也又有四元玉监细草与罗茗香所着略同而图解明畅过之音分古义二卷以连比例立算与古律分合皆未刻
吴县冯景亭桂芬着弧矢算术细草图解一卷本李四香十三题而详演天元加减乘除开方各式意浅语详有裨初学刻入昭代丛书中咸丰之季西人新术初入中土通其法者尟而李壬叔所译代微积拾级一书尤为难读因取其书逐节疏解与上元陈子瑒同撰西算新法直解一书惟轻改其所记之号所代之字此正如戴东原之变易旧名转足以疑误后学也又有中星表按咸丰辛亥天正冬至星度立算
金山顾尚之观光着书甚多全稿名曰武陵山人杂着其言算者有十一种曰算賸初续编凡二卷曰九数存古依九章为九卷而以堆垛大衍四元旁要重差夕桀割圆弧矢诸术附焉皆采自古书而分门隶之曰九数外录则括西术为对数割圆八线平三角弧三角各等面体圆锥三曲线静重学动重学流质重学天文重学作记十篇曰六厤通考据开元占经作纪黄帝颛顼夏殷周鲁积年而为之考证曰九执厤曰回回厤解皆就其法而疏通证明之曰推步简法曰新厤推步简法曰五星简法皆就畴人所用术改度为百分趋于简易而省其纡曲曰算賸余稿曰杂着则身殁之后余师张啸山先生为之分别编次者也
杭州夏紫笙鸾翔遗书凡四种曰万象一原曰致曲术图解推究纵横线之条理研求微积分之奥窍曰洞方术探索夫递加数尖堆底之原可以加减代乘除为求弦矢之捷径曰少广缒凿专立捷术以开各类乘方通为一术可径求数十位方根无论益积翻积俱视为坦途矣
临川纪慎斋大奎着笔算便览其书以笔算为名而兼及筹算述宣城梅氏之义具见简明同治庚午南昌梅氏重梓算经十书曾取其书附刻于后
广州何报之梦瑶曾删订算法统宗及辑梅定九朱吟石两家之书共为四卷继复钞撮数理精蕴得八卷合为一书凡得十二卷名曰算迪今伍氏刻本祗八卷盖非其全稿也
南海邹特夫伯奇遗书曰学计一得以算术解经义为治经者之助曰补小尔雅释度量衡三篇博引传注考证详明曰格述补述梦溪之遗绪为算学之支流曰对数尺记因西人对数表而变通之以尺代表制简用广曰乘方捷术首立开方四术以明其理又立求对数较四率以探其赜末设对数开方计息诸草以着其术之切于日用曰存稿则杂文也尝绘舆地全图其经度无盈缩而纬度渐狭相视皆为半径与余弦之比横九幅纵十幅合一之则成地球滂沱四隤之形以圜绘圜其形维肖又准咸丰甲寅岁前恒星经纬绘赤道南北恒星图二幅其未定之书尚有测量备要二册其弟子伊善卿德龄有求弦矢通街一卷刻入传习录中
嘉定时清夫曰醇熟于求一之术尝以大衍一术求等约分头绪不一撰求一术指一书晚年目已双瞽犹能手按珠盘口授其子着百术衍二卷以张邱建百一题衍为大中小三色皆有分子之题以尽通分之妙每题分立两法一驭以方程一驭以求一以示术理相通每问各列三答以求其概然疏略甚多若以代数求之则合问之答数尚不止此也兴化刘融斋熙载着天元正负歌四则简捷易明最便初学见昨非集
长沙丁果臣取忠为楚南绝学之倡尝校刻白芙堂算学丛书其所撰述者曰数学拾遗多发明古今算家未尽之旨曰舆地经纬度里表据魏氏海国图志以补张氏揣龠小录为之析旗部增海国推距里惟魏图辗转钩摹所纪经纬不足为据而据以推算不无毫厘千里之谬即如今实测英国伦顿为中国京师中线偏西一百十六度二十八分而此表乃云一百二十七度十分差至一千二百余里其他各国误率类是曰粟布演草其书以发商生息为题辑各家术草汇以明开方之术而邹特夫截算续商二法亦藉以附见焉曰对数详解一本乎代数之法而阐明对数之理与用算式繁重演算不易则曾栗諴之力也
海李壬叔善阑尝与西士伟烈亚力续译几何原本之后九卷以竟徐文定公未完之业又译代数学十三卷代微积拾级十八卷重学二十卷曲线说三卷谈天十八卷刊行于世代数者犹中法之天元四元也惟天元四元之所重者在行列位次而代数则不论行列位次一切皆以记号明之故其理虽同而为用尤广微分积分者凡线面体皆设为由小渐大一刹那中所增之积即微分也其全积即积分也一切曲线及曲线所函面曲面及曲面所函体八线弧背互求真数对数互求昔之所谓无法而难求者今皆有法求之而甚易矣重学者其学分动静两支静重学所推者力相定动重学所推者力相速速有平渐速加速之分而其理之大要有二曰分力并力曰重心则静动两学所共也又有流质重学其力有二曰互摄力曰互推力曲线者圆锥三曲线也一为椭圆线二为双曲线三为抛物线置圆锥形截之其截面锥底交角小于锥腰锥底交角者为椭圆线大于锥腰锥底交角者为双曲线等于锥腰锥为底交角者为抛物线谈天者西士候失勒所着天文之书也其言日与恒星不动而地与五星俱绕日而行地与五星之绕日与月之绕地其轨道俱系椭圆而历时等则所过面积亦等此真顺天以求合而非为合以验天也凡此数者皆西人至精之诣中土未有之奇以视明季所译殆远过之矣所自着者有则古昔斋算学凡十四种曰方圆阐幽曰弧矢启秘曰对数探源皆以尖锥立算发古人未发之秘曰垛积比类则本玉监遗法而分条别派详细言之于九章外别立一帜曰四元解指明算例改定算格详演细草图解术虽深读此可豁然矣曰麟德术解以李氏盈朒迟速二法为授时术平定二差所托始因取史记所载校正而解明之曰椭圆正术解以徐所立正术俱极精深逐术为补图详解之曰椭圆新术则又变通正术而益趋于简易曰椭圆拾遗拾西说之遗义以究曲线以极致曰火器真诀以抛物线之法通之于平圆曰尖锥变法释考西术之异同别用法之正变可以抉对数之藩篱而无余蕴矣曰级数回求为一切级数互求之准绳曰天算或问其杂纪其答问之词单文賸义剖晰入微曰考数根法数根者惟一可度而他数不能度之数也立法凡四可补几何之未备
新化邹叔积汉勳与丁果臣同治算学尤研究天文推步之书着有颛顼宪考其弟季深汉池亦通算学丁氏之度里表多出其手
长沙李夫锡蕃着借根句股细草一卷括七十八题为二十五术大旨与李四香天元句股细草相仿而西法之借根即中法之天元也固可相附而行
湘阴左壬叟潜所着有割圜八线缀术补草缀术释明缀术释戴等书一贯以天元寄分之法用以立式巧变莫测又有通分捷法一帙将分母分子析为极小数根而同者去之任以多项通分顷刻可得
湘乡曾栗諴纪鸿文正公之次子也着圆率通考据西士尤拉之法见代数术二十五卷而立新术推得圆率百位为从古所未有其他算稿尚未成书卒以用心过度呕血而卒
算学至今日可谓极矣中华之天元四元即西人代数之理但不及代数之变化代数又不及微积之尽变数十年前项戴所造之法甚近微分此后积世积人积智更于代微积外别树一帜或有其人然不能必也余友崔君聘臣名朝庆者观理澄澈于算学尤深入奥窔尝与余论算曰算学自项戴诸君子出观止矣足征心得之语兹选辑二十余人之作虽不能尽如项戴然亦多近项戴者余固实领其着述之精非同便为钞录读是辑者即是文已足见一斑矣丁亥秋日湘乡葛道殷心水氏识于江南机器制造总局繙译馆中
上会典馆测绘舆图书
一曰定天度以定州县之部位地体浑圆其南北二点正当天空之南北两极其中腰大圈亦与天空赤道相当如人在北极下则以北极为天顶人渐向南行见北极渐底至赤道则北极与地平合南极亦然是地之南北不同则北极出地之高低异焉耳东地之日出入早于西地之日出入地周三百六十度与天周相应每度六十分都为二万一千六百分日历天周为昼夜分二十四小时时六十分都为一千四百四十四分故时之一分等于度之十五分四分等于一度此地在彼地之东一度则此地之日出入早于彼地之日出入四分时是地之东西不同则日出入之迟早异也而测天度者必先定午线如京师之有中线英吉利之格林回次法兰西之巴黎昔年西图所用之福岛皆是考工记曰匠人建国水地以县置槷以县以景为规识日出之景与日入之景昼参诸日中之景夜考之极星按此言匠人建国而于夏至日定其国之午线也水地言以水平地如西人之用水准县垂线也言平地者必使地与垂线成直角槷表臬也植表臬使正如垂线而其景也日出之景与日入之景必等长虑所识景端或不确乃任以一景之长为半径臬底为中心展规为平圆两景端均交圆边则为密合是为规识日出入之景也复中折两景端间圆边为点向臬底作直线即为午线之向郑注云度两交之间中屈之以指槷则南北正是也又日中之景为最短必与所作午线合故既画午线复以日中之景参之极近北极之勾陈星即尧典之璇玑璇玑段借机极也言勾陈为旋绕北极最近之星也其说详见尚书大传周髀算经等书星即尧典之玉衡星经之斗六星庄子之维斗尔雅之斗极晋以后天文志所名之黄道极者是也夜观勾陈与玉衡为直垂线则赤极与黄极相当又与所画午线方向合则午线准是夜考之极星也大司徒以土圭之法测土深正日景土深指南北日景指东西夏至昼漏中日南景短是地在南近日故土圭之景短也日北景长是地在北远日故土圭之景长也此定南北纬度之理也日东景夕是地在东日过其国之午线时东地之景已夕日西景朝是地在西日过其国之午线时西地之景方朝此定东西经度之理也西人定其国之午线亦用匠人之法而参以指南针除电气差安子午仪使极稳以窥日星之过午其随处测经纬度则自日晷将午至日晷过午用纪限仪或经纬仪屡测太阳高弧取其最高度为本处太阳过午线距地平高度亦即本处午正乃以太阳距地平高度减蒙气差加地半径差为实高度以减象限九十度得太阳距本处天顶度以与本日太阳赤纬度南加北减即得本处北极出地之度于是先以极准时表如太阳过其国午线之午正开准行与本处既测得午正以与时表较迟早差若干时分化度即知本处在其国之东西若干度分但一测午正而地之南北东西皆定古今中外若合符节其理至当其用至宏是作图者所宜先务也
一曰测地面以定州县所辖之各地地面辽阔远近不一高低不齐无法以御之不能成图其法不外乎三角即九数之句股周髀算经卧矩知远偃矩望高二语足以尽之而西人测地亦分二端一测地面平形一测地面高形其测平形也所用之器最要者为经纬仪为测向罗盘均为圆周分三百六十度密者能辨分秒疏者亦半分度皆有指南针经纬仪有窥管测向盘仅安植表系丝于窥管与植表之视孔成十字交点视交点蔽所测之物方为指准任在何州县之城门植柱为起点用仪器测左右距城门之甲乙二物设甲物在偏东二十度乙物在偏西三十度则所成角为五十度记二物之向及角度于册于是量准测处至甲乙二点直线远近为底边又从甲乙二点转测他处可见之物递测不已均记其向与度使大地成无数三角形又每三角之内或有可指之处仍一一记之使大三角容无数小三角又有道里河流之迂曲均测其迂曲之向而以记里车记其各迂曲之远近使容于各三角之内而测平形之事毕矣其测高形也所用之器最要者为纪限仪为瓶水地平仪纪限仪为六十度弧亦能辨分秒有活半径及回光际线等镜有窥管亦系十字线以测高深之都数测法于测处置二定点与山顶成二点以二定点间相距数为底边用平测三角法已知三角一边求得测处至山顶斜线之数再用立测三角法以斜线为已知之边测得三角求山顶高于测处之数既得山形之高数乃以测处至山顶斜线与高数为已知两边求得山顶垂线与平地成直角至测处为平距数而山之斜度亦须测得大但可不计分秒用红铜版为象限仪九十分之悬垂线于版心系锤使下坠自弧之一角依平边仰望高处相切视垂线所成角即为斜度行军之图斜度约分三等十五度以下车能行三十度以下马兵能行四十五度以下步兵仅能行过此须攀援矣故测斜度止于四十五瓶水地平仪以测逐层高低之数器为长铜管管之两端上安琉璃瓶刻度盛水瓶与管成直角管下承三足架当管中承处为活节置器于高低之间升降铜管视两端瓶水等平而止于器之上与下对管口植长尺自管窥上尺恰当何尺寸反窥下尺恰当何尺寸以两数较所余为上尺处高于下尺处之数高低悬远者屡测之而记其逐层之数山势磅者环测之而记其各点之向屡测者逐层之高须等以便命共距之数环测者各点之高亦须等以便成平剖面之形又山高与逐层之高之比如平距与各平剖面平距之比均求之以记于册而测高形之事毕矣
测事既毕于是始言绘绘者当首明分率分率者地与图之比例也地周三百六十度度二百里里一千八百尺是则一尺实为一万二千九百六十万分地周之一凡为图必先开方设为每方一寸十方一里是以图之一尺代地之一千八百尺也其分率为一千八百分之一然作总图者不必如是之大酌而用之每方一寸方五十里是以图之一寸代地之九十万寸分率为九十万分之一他如或大或小随人度其图之详而命之可也分率既定始布经纬度经度当赤道处每度相距二百里渐北则渐狭当用八线表以半径一千万为一率每度二百里为二率各地北极出地度之余弦为三率求得四率为其地经度相距里数按度推之列为成表以便检用而画经纬两线亦不一法有经纬均作曲线者有经为曲而纬为直者有纬为曲而经为直者其经纬均曲与经曲纬直两种虽能得球形之理然不能无差一则差在东西两边一则差在于北皆由经纬相交不成直角对角线亦不相等故作图以纬曲经直者为无差其法法当求圆锥为公中心以规作各距等圈若作一省一府之分图去圆锥过远则以求零弧之法变通之又作分率微分尺如图为九十万分之一用四寸六十分之名曰度尺用四寸二百分之名曰里尺均画对角斜线表微分又作分度器密者以铜为圆弧玻璃为中心能辨六十度之分秒疏者以明角片为半周分百八十度度半分之若填州县城之经纬度可展规按度分量分率度尺纵横定点于图即得经度去赤道渐远者则按度求其相距里数以里尺量之亦得若填所测地面各三角点须用分度器之中心合甲乙之起点正其子午按左右甲乙二点之向作直线再依所测底边远近如分率量之以定甲乙二点于是转移分角器之中心合甲乙二点据所测各多点之向一一作直线成无数三角形如所测地面凡两线之交即各物定点而图之平形成矣画高之法大要以山之各层平剖面平距数依分率入图如其远近方向作点以曲线联之成自天空俯视山顶及各层平剖面之形再于平剖面之间补作垂线上下交于两平剖面界必成直角其疏密定率两垂线相距等于两平剖面界相距四分之一垂线之方向即斜度之方向也粗视之斜度小者其线疏斜度大者其线密若辨其度之几何则必以共距明之共距者山之逐层高较也如共距为三十六尺图为一千八百分之一乃以一八除三六得十分寸之二为图之共距以与垂线相比而斜度得矣共距之长小于垂线三四倍则斜至十五六度小于垂线两倍则斜至三十度与垂线相等则斜至四十五度凡用共距者分率愈大则辨析愈明若日耳曼人补垂线之法不必以共距明之视黑白之多少定斜度之大小线为黑线间为白凡图中全黑者为四十五度八黑一白者四十度七黑二白者三十五度六黑三白者三十度五黑四白者二十五度四黑五白者二十度三黑六白者十五度二黑七白者十度一黑八白者五度线大则黑多线细则黑少以此辨度亦甚明确盖西人作垂线之法凡三英吉利之法能令图清日耳曼之法能令图准法兰西之法则清而准前所言疏密定率寔法兰西之法也苟明乎此而图之高形显矣
既测天度又测地面申之以绘法而图犹不精妙者未之有也就其湖北测绘舆地图章程互相发明录之云一测天度周礼大司徒乃以土圭之法测土深正日景土深言南北即定纬度之理也日景言东西即定经度之理也盖地为圆体其南北二点正对天空之南北两极其中腰大圈亦与天空赤道相当人立地面目力极数十里耳数十里外即属茫然天虽无涯而地平以大可仰观得之故必分地为三百六十度与天体合藉天空诸曜高弧以求地面之度而地之圆形始得今会典馆开办舆图于经纬度再三言之自应遣精通算法善用仪器者经纬仪度时表往六十八州县治所测天求度而州县幅员大者至数百里又宜览其形势于四边之界南北东西不致平行之处择四定点测其经纬度分于是一州县之境有五经纬定点先以法求各经纬点相距之鸟道次以平三角联络其间互相榰柱虽广大之地不难御之入法矣而名山之大川之口以及古郡县旧治关隘险要前人纪载言在某县某向若干里迨名号已易部位转迷测地时能考确处定其经纬度分注之于册于考古者亦为有益而一县之区于五定点外又增各点即求各点相距为三角底线尤能密合 一测地面鸟道鄂省六十八州县北极郧西南极通城西极利川东极黄梅约其面积为方里者殆六十万非测三面不能定地面各物今于州县郭平地量成底线长或一里短或半里安测向仪于底线两端彼此互测记其向度始各测所编号竿而记其自某测某几百几十几度几十几分于册又移仪于已测三角之外边两端插竿于未测之地而测之东西南北渐移而前各记抵界而转而三角之定点必须联络互用展转成形然后地面之上皆成三角三角之外始无余壤凡村院镇集山山峡断崖水源水口埧堰桥梁津渡交衢关隘税口厘卡盐局电局电杆营汛驿站塘铺烟墩营垒故垒炮台塔庙古蹟及山脉水道道路界线四者之转向处均须作为三角定线其定点密者三角亦密若旷野荒漠地惟尽目力所集作数大三角而已 一测地面人行道凡山脉水道道路界线四者之转向均经测出固已肖其真形但三角所得者鸟道也四者蜿蜒于三角之中其小曲之远近非直边所能得故必以人行道计之今以测向仪定方向记里轮量远近一人测向一人记里而书其自某处起程若干度分行若干尺至某处转若干度分行若干尺至某处所过之地有驿站塘铺镇集桥梁埧堰矿者均分别注之凡界线为两县所共测定一县即可旁及他县自应详测不必求省惟路之支径纷歧水之溪涧错出若不择要必旷时日兹道路惟测其四至之道路有驿站塘铺者余则之
水道则分别大小考求利弊鄂境之水江汉为大江水西自巴东东至黄梅约行二千三百余里汉水北自郧西南至汉阳约行一千九百余里舟楫所济水利所关自必以人行道计其流向远近并及水涨水落之沙界遥堤内堤之定基他如入江入汉之水行五百里以上者测之若水口通舟楫利停泊者则不论所行远近俱宜详测江汉之濒湖泊甚多防水为田遂成泽国民生利病胥在于此均应循湖测岸并逐测纵横交错之堤皆得其方向远近高低厚薄以便依率入图水涨之时不能识水落之界水落之际可以察水涨之痕故测水宜水落从事淤河废渠有可考者亦测大至鄂境之山以郧阳宜昌施南为最多襄阳次之嘉庆教匪之乱贼迹出没其间致稽征讨盖磅万山丛杂西接川陕皆为密箐他如大江南北亦山势奔赴若必逐层环测求其高较以表斜峭则非数年所能惟先考旧图得知山脉大始择要测之欲知山之脉络当观水之源委水源分流之冈脊必为干山迤逦于二水之间遇二水合流而止者必为支山支干既明方有把握其人迹已到之区则以人行道绕测山麓盘互远近之址及山立距平距之数深山穷僻但以测向仪望测其山得其平距及脉络委曲之势而已论测量之道以山为最难湖堤水道次之言民生之计湖堤水道为最要而山又次之自宜酌其缓急先从事于湖堤水道除测三角应及于山者自不容缓专测山址与山脉之事甚费时日俟办有成效酌量期限缓促再渐次施行可也
一用人不明算学者不足以尽测绘之能仅明算学者多未亲测绘之事故用人以施诸实事为准其精通算学能用仪器测天度地依率绘图者为上仅守成法测地面依率绘图者次之但鄂省幅员之广欲求实测必非数人所能今招聪俊生童能耐劳苦者二十人教以测绘成法习之三月始出从事学成之后即分派局中所有成材十二人及学生二十人为四大路计八人共测一州县每八人中又分四小路二人任测天度为一路测州县治所及各定点外仍应测地面三角管记里轮者一人同学生一人为一路测人行道里外亦应测地面三角余学生四人分为两路专测地面三角惟测地面甚为繁重虽能辨向分角而插竿满目屡测不已或至迷识当预编竿号属插竿之人详查竿号次第不可颠倒插置测向者按号记之庶不至乱凡两路分段相交之处尤宜留心交点南路必交测北路之原点北路必交测南路之原点不可增亦不可漏方能合其要在先察旧图预约每日所测地度方有依据约计之每八人所测一州县期阅月毕之逐各州县测去以四大路测六十八州县风雨及甚寒暑不计外约历二年当毕测事再以一年为绘事故期限止于三年 一用器古人测量莫不用器土圭所以测天短度所以测地缅怀旧制必称精密仿而为之虑不逮古近日西人之器尚属可用如经纬仪纪限仪测向仪夺材仪度时表记里轮纲练带尺分角器规笔平行尺曲线版等物均测绘家所必需其则天多用纪限仪测地多用经纬仪如测向仪夺林仪则行军人用之测平三角及高深者究之纪限仪亦可测地经纬仪亦可测天二者俱备自称完美惟是费钱既多购置亦不甚易不如酌购一种为便纪限仪便于行海及测天空天两曜相距之弧若用之陆地测午正不如经纬仪之易于从事但必如西人用经纬仪测地虽称最密而用人既多需器亦多所费殊不赀且经纬仪之大者能辨一秒小者能辨一分若测地面三角必求分秒则地圆之弧角差天空之蒙气差均应推算除清然后能得真角又非数年所能收功今酌用经纬仪能办十秒者度时表测天测向仪夺林仪测地测向仪虽不如经纬之仪密然分三百六十度又半分之能辨三十分为七十二向矣较之吾华旧法其密为十倍过之且弧角差蒙气差在地面人目所及断无多至三十分者故用测向仪均可不计 一绘法绘者当首明分率会典馆所颁格式原就书式大小而设外间测绘原本务必放大以便详测密填迨图成之后始照馆颁格式缩成定本送馆仍将外间原本副送一分以备采择今酌定外间原本分率省府总图定为九十万分之一以图之一寸代地之五十里五十里为九十万寸州县分图定为十八万分之一以图之一寸代地之十里十里为十八万寸随测随绘之草图定为一万八千分之一以图之一寸代地之一里一里为一万八千寸用圆锥通径法作纬曲经直之式使经纬相交皆成直角各如率布算定其南广北狭之式用分角器微分尺填绘各点凡测向仪所成子午仪必与图之经线平行以求各点角度则能得各处距等圈真形不至展阔而生向差矣图中作识之法送馆之图自应照馆颁格式所言外间原本所收既详名目亦多识别不嫌其繁后另为表识图附 此图未刊 一图说禹贡一书为千古志地者之祖于九州之后即继以导山导水师其意有作者有班固之汉书地理志伯益夷坚之山经曹魏时之水经盖地志取法乎九州山经取法乎导山水经取法乎导水也踵地志而作者历史之郡国州郡地形诸志皆是而自唐讫明所存元和郡县图志太平寰宇记元丰九域志诸书纪载虽有详之殊其体例固本之孟坚也仿水经作者则有而黄洲之今水经齐次风之水道提纲仿山经而作者则有水道记黄岩戴东原之李诚之万山纲目皆为名作今会典馆所发表格其叙沿革疆域乡镇盖仿班志诸书之例叙山则拟山经叙水则拟水经又详天度道里而山之矿产要隘水之圩堰桥津均叙于当处之下简而明要而详自应遵之无庸别生异议也