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海国图志/卷097

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◎地理天文合论二

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《日月蚀论》

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曰:人必明于月蚀之故,乃可证地圜之理。夫日蚀月蚀,果何故耶?盖地月各行于本道不息,月乃地之跟星,离地球八十五万九千五百里,循环于地球之外,相离地球之远近,虽异于各星,却有交会之际。其交会之际,如日居上而地居下,月在其中,斯有日蚀。缘地本黑暗,必受日光而明,凡有月过其中,势必掩蔽日光不能下照,且月之正面,受日光而明者向上,其背面黑暗者向下,故日蚀必在月朔。乃此时日月地俱平直相对也,其交会之际,如月居上而日居下,或月居东而日居西,地在其中,斯有月蚀。缘月本体亦黑暗,必受日光而明,凡有地过其中,势必掩蔽日光,不能射照,且月之循环地球之外,必于十五日方能行至地球背面,故月蚀必在月望,乃此时月地日俱平直相对也。再日月之蚀,所蚀多寡不同,故有三等之分,一曰满蚀,一曰半蚀,一曰圜蚀。

其满蚀者,乃本体全被蔽者也。日月之蚀皆然。日蚀者,盖月道非圆,其形如卵,故月行本道,离日地有远近之分,虽本体较日甚小,但近日则不能全蔽其光,近地则可以全蔽其光也。且满蚀更有随蚀随现,蚀后微停始现之别。盖日大月小,日光照月,月之黑影下垂尖锐,离日愈远,其影愈尖,势必影随形转,地上之人,若在月影之末,其处黑影尖小,月身一动,其影即过,人则即见日光,故曰随蚀随现也。地上之人,若在月影之中,其处黑影宽大,月身虽动,其影不能立刻过完,及至刻影过完,必缓斯须,人则方见日光,故曰蚀后微停始现也。月蚀者,地体大于月,月经于地,受日射于影中,地大月小,可以全蔽,无所受之光,月即黑,故为满蚀。且满蚀亦有随蚀随现,蚀后微停始现之别。盖日大地小,日光照地,地之黑影上射尖锐,地离日愈远,其影愈尖,亦必影随形转,天上之月,若离地远,其处黑影窄小,过之甚易,毋庸耽延,即刻可现,人则即见月光,故曰随蚀随现也。天上之月,若离地近,其处黑暗宽大,过之较久,必需迟滞不能即现,人则微待方见月光,故曰蚀后微停始现也。

其半蚀者,有多半少半之分,日月之蚀皆然。盖此际地月各行本道,虽然交会,未曾平直相对或上或下,惟蔽半光,故为半蚀。

其圜蚀者,乃中间黑暗,周围露光也。惟日蚀则。然盖月体较日体甚小,虽平直相对,但月近日远地,其黑影未曾到地,是以地上之人,尚可见日之周围圜光,故为圜蚀。且日蚀非每朔而有之,因月行本道,或左或右,不能常与日地平直相对而交会也。又月蚀亦非每望而有之,因地行本道,其影随形而转,月行本道,不能常常遇地之影也。但日蚀月蚀,每年至多不能越七次,至少不能无二次。且日蚀比月蚀较多,但月蚀比日蚀易见,至日之满蚀甚少,每十八年之间,共约七十次,乃四十一次日蚀,二十九次月蚀也。又不能天下各处皆然,因有先后之分,多寡之别,故不能画一也。

以上已解明月蚀之故,乃月上日下,地在其中,日所发之光,为地影遮蔽不能照于月身,而地影射于月身也。夫影必如形,一定之理。若地体果方,月中之地影必露圭角,何以月蚀或满或半,或多半或少半,人但见其黑影永为圆者,盖地必圆形,始有圆影。地球之圆,无可疑矣。

《辨彗星论》

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曰:夫彗星,古者不明其理。或以为硫磺之气,由地上升而然,然尽即息。或以为五星之流火,或以为地上之流星,或以为至高之云,受日光照射而明。更有以为妖星出现,主有水旱刀兵之灾,纷纷议论,不一而足,凡此皆不明彗星之理者也。自乾隆二十四年以后,西域之精习天文者,逐日多方考察,渐悉奥理。盖彗星之现,至高且久,硫磺气然,由地而起,何能及其高久。即五星流火,地上流星,亦不过瞬息之光。彗星则有数日皆现者,数月皆现者。且现必终夜光明,其非流火流星也明矣。如乾隆二十四年所现之彗星六月有馀,更可知也。况流火流星,无定期亦无定向,而彗星则现有定期,行有恒道。即至高之云,日照而明,一遇风吹,或飘散,或变形,何能如其有定恒也。至妖星之论,尤属杳茫,彗星各国皆见,若主灾异,理应各处皆然,何以此国有刀兵,彼国却无,或彼国有刀兵,又无彗星出现也。此等议论,乃古人不知彗星之运动,惟见其时隐时现,故以为无定。自加西奴及合略等考查真确,始悉彗星之本体,与五星相同。惟所行之本道,与五星异耳。金木水火土五星,均循环于日之外,月及各跟星,又循环于所跟者之外。除此尚有别星,亦循环于日外者,名曰彗星。其循环之道,与五星等行法不同。盖五星绕于日外,其循环之道近于圆形,日在正中。彗星亦绕于日外,其循环之道近乎卵形,日在一边,因其本道长圆,是以所行似有多寡不同。其近于日则所行甚速,日渐分明。远于日则所行甚缓,日渐隐没。故时隐时现,人不能常见。虽用至上之千里镜观之,亦不得见。越数十载,各按其本行轮回之期而现,人方得见也。且彗星之体,大小不同,所行之道,亦有直横斜三者之分,或如卵形而行,或直道而来,绕过日体,仍直道而去,各从其所向,行于本道,所行较五星甚缓,往返之年限亦久,故人不能深悉其定期。如五星之准,然有数星亦知其轮回之限,如前明嘉靖十年所现之彗星,越七十六载,于万历三十五年复现。西域习天文者,推算其行度乃倒退而转,即嘉靖十年所现者,至康熙二十一年又现,较前所差不足一年之期。后之习天文者,按前推算,预定其期,云至西洋之一千七百五十七、八年间,即乾隆二十二、三年,此星必复现,至期果然。今以七十五六年之数计之,道光十四五年间所现者,亦此星也。又康熙十九年所现之彗星,光芒甚大,查古书所载前一百零三年,即明隆庆十一年所现者,亦如此星。按其运动行度推算,此星乃一百零三年周而复始者,至乾隆四十八年果复现。今以一百零三年之数计之,至道光六十六年,其星必当复现也。又康熙四十一年所现之彗星,察其形体光芒,即前康熙七年所现者,按其运动行度推算此星,乃三十四年周而复始者,越三十四载,即乾隆元年,其星复现,至乾隆三十五年又现,嘉庆九年又现,道光十八年又现,皆此星。今以三十四年之数计之,至道光五十二年,其星亦必复现也。

迄今西域之精习天文者,考查推算,共识彗星二十有一,皆循环于日之外。各行本道,运动不同,可见彗星亦如五星之类,不过法稍异耳。

犹有一者异于五星,即其光芒也。其光芒按牛敦等诸精习天文者所论,并非他故,乃日之太阳真火,锻炼其星而星体所发之晕远射也。何以见之,如彗星之初现也,离日尚远其光芒微细,及渐渐近日,则光芒渐渐长大,其始退也,离日尚近,其光芒远射甚长,及渐渐远日,则光芒亦渐渐短小,相离愈远,不惟光芒隐没,即本体亦不见矣。且其光芒与日相对,如日在右,其光芒则左射,日在东,其光芒则西射,常散见于背后也。譬如然物于空中,若不动摇,其烟必一直上升,若稍动之,其烟必偏斜而上,天上之彗星亦然。再彗星分为三等,一名有须者,一名有尾者,一名有发者。其有须者,比日先出,光芒在前,本体在后。其有尾者,日落方现,本体在先,光芒在后。其有发者,与日相对,地间其中,光芒在本体之后,故人视之如在本体周围,若发之在本体,鬅鬅然也。更有数星,其体甚小,光芒微暗,人视之如无光芒者也。

以上辨论考察,详明确据,毫无疑义,前人纷纷虚谬之论,岂其然哉。

《恒星列宿论》

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曰:凡论星者七政,列宿皆在其中,但因各星所发之光,有大小明暗之别,且因其所行本道,有不离本处者,有离本处可以常见者,又有离本处又不能常见者。故此分为三等:一曰恒星、一曰五星、一曰彗星。夫恒星者,乃本体有光之星也。彼此相离之远近永无差异,惟因地球本体西向东旋,故人见其与日球每日似由东而西也。其数目莫测,其离地甚远。盖天狼乃为离地之至近者,尚离一百三十八万秭里。譬如火炮所发至快之弹子,每一时能行三千三百六十里,虽飞行七百万年,亦不能及天狼之处。其他星远者,更何从测度推算哉。有用极长之千里镜测者,其见五星与月较大数倍,其见恒星则比前转小,惟光略明耳。盖凡有光者,远观之其光发散,似大而暗,近观之其光团聚,似小而明。故用千里镜观恒星五星等之大小即此理也。其本体之广大,应按近远而拟议之。今以日球较验,譬如日体比地球大一百三十二万八千四百六十倍,其离地不过三秭四京五兆里,而人观之,其本体大不满五寸。若再离远十倍,不过三十四秭五京里,其体则大不满五分。再离远十倍,不过三百四十五秭里,其体则大不满五厘。再离远十倍,不过三千四百五十秭里,其体则大不满五毫。再离远十倍,不过三万四千五百秭里,其体则大不满五丝。再离远十倍,不过三十四万五千秭里,其体则大不满五忽。若论其光亦当如之。且小至厘毫丝忽,相离又既甚远,如何能见,不过以其理而言之。今天狼离地远至一百三十八万秭里之多,虽不用千里镜,而尚能见其体大如星,光明远耀,可见其体比日体甚大,其光比日光尤明。此离地至近之恒星,尚若是,其他更何能论定哉。是以不能尽为推算其体之大小,离之远近。但各恒星离地球既极远,尚能见其光明,则本体必甚大也。

至恒星之数,不假千里镜之力,而目能得见者,约一千馀。迨后按壹巴尔哥者,所算定之数,二千零二十二星。后之各习天文者,逐日考察渐加渐多,至发拉摩斯德者,则论定数目增至三千。因其身有大小之别,故分为六等。其至近者视之,体大光明为一等。其次渐远,体光略小者,为第二等。再其次则愈远,体光又略小者为第三等。以次推之,渐远渐小。次第而分故有六等焉。不以千里镜观之,但得见其一星。若用极长之千里镜细察之,则尚有四面环绕之星甚多,萃集于一所也。即如昴宿,不用千里镜视之,惟有七星。若以千里镜观之,按胡各者算有七十八星。嗣后又有雷达者,算有一百零八星之多。参宿,不用千里镜视之,则惟有三星。若以千里镜观之,按加理略者算有八十星。嗣后又有雷达者算之,约有二千星之多。其他宿及各星之数目,若用至上之千里镜观之,尚有见不真者,焉能尽算得其数。其跟星循环之理,亦如日月地五星等本身之盘旋。且恒星本体之光,与日相同,日则离地较近,虽盘旋而其光常明,无所分别。星则离地甚远,其本体自有之光大小不等,故旋至光大者,下射可以到地,视之得见。若旋至光小者,下射不能到地,即不能见矣。再其光亦非常明,乃闪闪不定,与五星之光定而常明者不同。盖五星受日光而明,然其离地较近,又光力充足,故地中上升之气,不能遮蔽。其恒星虽本体自有之光明,然其离地甚远,又光力微弱,故地中上升之气,得以或蔽。但五星或临没或始出之际,因天边之气,比天中之气甚多,故其光亦闪闪莫定,不能常明。若遇有风之时,气之飘动甚速,其光之闪闪更频也。以此推之,则恒星亦必如日球有别星环绕于其外,惟因至高极远,难以测算,故不能悉定耳。

夫列宿者,天文家以为数星之环集,借鸟兽之名,而名之也。盖上古厄日多同巴鼻罗尼亚二国之牧童,夜间牧于田野,仰观天上各星集于一处,或有多者或有少者,其形不一,因以地上庶物鸟兽等之名,随意而名之。嗣后习天文者,因其名已定,且昔人皆仍之未改,习惯自然,故亦不肯改易,仍照旧名。即天文图上亦按其名之形,而绘之。但其星之集,本与所定鸟兽等名,毫不相似。至其数目,在中国不过二十有八,在西域曩时亦不过三十有三,居北方者二十有一,居南方者一十有二,今之人逐日考察,陆续增至七十七宿。在黄道者一十有二,居北方者三十有四。居南方者三十有一。其黄道之十二,即十二宫也。共千有百四十四星。至多者乃酉宫内有二百零七星。至少者乃戌宫内有四十二星。至于南北二方之宿,日渐加增,至今共查得有一百零八宿。缘此书专论地球,而各星与之相关者,不过略言大概,并非解释天文,故未备载其名也。

《辨天汉论》

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曰:夫天汉者,古人议论纷纷,皆无证据。非惟中华为然,即西域亦然。缘彼时尚未深悉天文之理,又无千里镜察看,不过因各臆说。如华名河汉,番名乳道,各就其名以为说辞也。今特察看真实,盖天河于晴明之夜,不用千里镜而观之,但见其茫茫如白烟一道,横于空际,似残破间断者。若以至上之千里镜而观之,乃无数甚小之星,萃集一条,其光辉射照甚多,则纷纭散乱,故但能辨其为星,而其星之数过多,亦断难推算。且离地甚远,光力微弱,是以无千里镜观之,但能见其如白云一道,而不能辨其为无数小星之萃集也。

《寒温热道论》

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曰:地球大小各圈,既已按处详绘,无不周备。察地理者,又观其四小圈,必横分地球为五段。而各段中之处,或在南,或在北,或在中,势必有寒温热三者之别,各自不同。故以每段而名之,五道:其一热道,在南北二带之间者,宽四十六度五十六分,古之人以为此段地,正当日光直射,其地甚热,尽是荒沙,故名之曰热道。迨后人稽查详明,始知古言错误,盖此段地有日月,霜露风雨及时而降,不惟人可安居,且物更繁产,每年田禾稻谷,两季收割,且所产各香料药材,五金宝玉,较他处更为精美。如印度南洋诸岛,及南墨利加三处,在热道之中者,其水土膏腴,所产各物,比地球诸处尤为丰美。盖因日行于本道,不过于二带之外,其光直射,正照其地,故较别段微热,并非人所不能安居者也。其二曰温道,有二道焉,一在北极圜线之间,一在南极圜线之间,每宽四十三度四分,名之温道者。盖因此段日光照临斜射,非同热道之正直相对,故其地热稍减,渐觉温和,如中国及地中海是也。其三曰寒道,亦有二道焉。一在北极圜线之内,一在南极圜线之内,每宽二十三度二十八分,名之寒道者。盖因其此段每岁多半不见日光,即或得日照临,其光亦不过斜射,且日凡在天边下之时,甚觉寒冷,无处不冰,其地虽不若热温二道之舒畅,与物产之丰殖,人居之合宜,然而其地亦有居人牲畜,如峨罗斯东北方,及欧罗巴近北洋诸国,并非全无人物者也。

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