四十四年,云路献《七政真数》,言:“步历之法,必以两交相对。两交正,而中间时刻分秒之度数,一一可按。日月之交食,五星之凌犯,皆日月五星之相交也。两交相对,互相发明,七政之能事毕矣。”天启元年春,云路复详述古今时刻,与钦天监所推互异。症新法至密,章下礼部。四月壬申朔日食,云路所推食分时刻,与钦天监所推互异。自言新法至密,至期考验,皆与天下不合。云路又尝论《大统》宫度交界,当以岁差考定,不当仍用《授时》三百年前所测之数。又月建月关半杓所指,斗杓有岁差,而月建无改移。皆笃论也。
崇祯二年五月乙酉朔日食,礼部侍郎徐光启依西法预推,顺天府见食二分有奇,琼州食既,大宁以北不食。《大统》、《回回》所推,顺天食分时刻,与光启妻异。已而光启法验,余皆疏。帝切责监官。时五官正戈丰年等言:“《大统》乃国初所定,寮即郭守敬《授时历》也,二百六十年毫未增损。自至元十八年造历,越十八年为大德三年八月,已当食不食,六年六月又食而失推。是时守敬方知院事,亦付之无可奈佑,况斤斤守法者哉?今若循旧,向后不能无差。”于是礼部奏开局修改。乃以光启督修历法。光启言:近世言历诸家,大都宗郭守敬法,至若岁差环转,岁实参差,天有纬度,地有经度,列宿有本行,月五星有本轮,日月有真会、视会,皆古所未闻,惟西历有之。而舍此数法,则交食凌犯,终无密合理。宜取其法参互考订,使与《大统》法会同归一。”
已而光启上历法修正十事:其一,议岁差,每岁东行渐长短之数,以正古来百年、五十年、六十年多寡互异之说。其二,议岁实小余,昔多今少,渐次改易,及日景长短岁岁不同之因,以定冬至,以正气明朔。其三,每日测验日行经度,以定盈缩加减真率,东西南北高下之差,以步月离。其四,夜测月行经纬度数,以定交转迟疾真率,东西北高下之差,以步月离。其五,密测列宿以纬行度,以定七政盈缩、迟疾、顺逆、违离、远近之数。其六,密测五星经纬行度,以定小轮行度迟疾、留逆、伏见之数,东西南北高下之差,以推步凌犯。其七,推变黄道、赤道广狭度数,密测二道距度,及月五星各道与黄道相距之度,以定交转。其八,议日月去交远近及真会、视会之因,以定距午时差之真率,以正交食。其九,测日行,考知二极出入地度数,以定周天纬度,以齐七政。因月食考知东西相距地轮经度,以定交食时刻。其十,依唐、元法,随地测验二极出入地度数,地轮经纬,以求昼夜晨昏永短,以正交食有无、先后、多寡之数。因举南京太仆少卿李之藻、西洋人能华民、邓玉涵。报可。九月癸卯开历局。三年,玉函卒,又徵西洋人汤若望、罗雅谷译书演算。光启进本部尚书,仍督修历法。
时巡按四御史马如蚊荐资县诸生冷守中精历学以所呈历书送局。光启力驳其谬,并预推次年四月川食时刻,令其临时比测。四年正月,光启进《历书》二十四卷。夏四月戊午,夜望月食,光启预推分秒时刻方位。奏言:“日食随地不同,则用地纬度算其食分多少,用地经度算其加时早晏。月食分秒,海内并同,止用地经度推求先后时刻。臣从舆地图约略推步,开载各布政司月食初亏度分,盖食分多少既天下皆同,则余率可以类推,不若日食之经纬各殊,心须详备也。又月体一十五分,则尽入暗虚亦十五分止耳。今推二十六分六十六十秒者,盖暗虚体大于月,若食时去交稍远,即月体不能全入暗虚,止从月体论其分数。是夕之食,极近於交,故月入暗虚十五分方为食既,更进一十一分有奇,乃得生光,故为二十六分有奇。如《回回历》推十八分四十七秒,略同此法也。”已四川报次序守中所推月食实差二时,而新法密合。
光启又进《历书》二十一卷。冬十月辛丑朔日食,新法预顺天见食二分一十二秒,应天以南下食,大汉以北食既,例以京师见食不及三分,不救护。光启言:
月食在夜,加时早晚,若无定据。惟日食按晷定时,无可迁就。故历法疏密,此为的症。臣等纂辑新法,渐次就绪,而向生交食为期尚远,此时不与监臣共见,至成历后,将何徵信?且是食之必当测俟,更有说焉。
旧法食在正中,则无时差。今此食既在日中,而新法仍有时差者,盖以七政运行皆依黄道,不由赤道。旧法所谓中乃道之午中,非黄道之正中也。黄赤道二道之中,独冬夏至加时正午,乃得同度。今十月朔去冬至度数尚远,两中之差,二下三度有奇,岂可因加时近午,不加不减乎?适际此日,又值此时,足可验时差之正术,二也。
本方之地经度,未得真率,则加时难定,其法心从交食时测验数次,乃可较勘昼一。今此食依新术测候,其加时刻分,或后未合,当取从前所记地经度分,斟酌改定,此可以求里差之真率,二也。
时差一法,但知中无加减,而不知中分黄赤,今一经目见,人人知加时之因黄道,因此推彼,他术皆然,足以知学习之甚易,三也。
即分数甚少,宜详加测候,以求显验。帝是其言。至期,光启率监臣预点日晷,调壶漏,用测高仪器测食甚日晷高度。又于密室中斜开一隙,置窥筒、远镜以测亏圆,昼日体分板分数图板以定食分,其时刻、高度悉合,惟食甚分数未及二分。于是光启言:“今食甚之度分密合,则经度里差已无烦更定矣。独食分未合,原推者盖因太阳光大,能减月魄,必食及四五分以上,乃得与原推相合,然此测,用密室窥筒,故能得此分数,倘止凭目力,或水盆照映,则眩耀不定,恐少尚不止此也。”
时有满城布衣魏文魁,著《历元》、《历测》二书,令其子象乾进《历元》於朝,通政司送局考验。光启摘当极论者七事:其一,岁实自汉以来,代有减差,到《授时》减为二十四分二十五秒。依郭法百年消一,今当为二十一秒有奇。而《历元》用赵知微三十六秒,翻覆骤加。其一,弧背求弦矢,宜用密率。今《历测》中犹用径一围三之法,不合弧矢真数。其一,盈缩之限,不在冬夏至,宜在冬夏至后六度。今考日躔,春分迄夏至,夏至迄秋分,此两限中,日时刻分不等。又立春迄立夏,立秋迄立冬,此两限中,日时刻分亦不等。测量可见。其一,言太阴最高得疾,最低得迟,且以圭表测而得之,非也。太阴迟疾是入转内事,表测高下是入交内事,岂容混推。而月行转周之上,又复左旋,所以最高向西行极迟,最低向东行乃极疾,旧法正相反。其一,言日食正午无时差,非也。时差言距,非距赤道之午中,乃距黄道限东西各九十度之中也。黄道限之中,有距午前后二十余度者,但依午正加减,焉能必合。其一,言交食定限,阴历八度,阳历六度,非也。日食,阴历当十七度,阳历当八度。月食则阴阳历俱十二度。其一,《历测》云:“宋文帝元嘉六年十一月己丑朔,日食不尽如钩,昼星见。今以《授时》推之,止食六分九十六秒,郭历舛矣。”夫月食天下皆同,日食九服各异。南宋都于金陵,郭历造于燕地,北极出地差八度,时在十一月则食差当得二分弱,其云“不尽如钩”,当在九分左右。郭历推得七分弱,乃密合,非舛也。本局今定日食分数,首言交,次言地,次言时,一不可阙。已而文魁反覆论难,光启更申前说,著为《学历浊辨》。