《明史》•卷三十三·志第九·历三
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(注:您提供的文本内容为《历草》中关于古代天文历法的原始文献,涉及五星(木、火、金、水、土)运行的平差、立差、定差计算方法,以及里差刻漏中二至差、出入差、昼夜刻的推算术式。由于原文使用的是古代天文术语和数学方法,且语言古奥,其“翻译”需在保持原意、数学逻辑和天文原理不变的前提下,以现代汉语进行通俗准确的解释。以下为该文本的完整、直接、清晰的现代汉语翻译内容:)
五星(木星、火星、金星、水星、土星)的计算方法如下:
以“立差”为秒(单位),以“平差”为基准,以“定差”为总和。五行各星的计算方法均按顺序进行调整,其中木星、土星、金星、水星四星的计算均以“本”为基础,唯火星则以“本”为基准进行修正。各星的最终实测度分值,均需通过“积日”乘以相应的差值来求得。
五星的积日,皆以“度率”为基础,除以“周日”(即365度25分)得到。各星以四分之一为一个象限(即90度),但火星采用的是“象限的三分之一”(即30度),以30度为基准,若在盈缩状态,则用“减象限”得到“盈初缩末”的限,加象限则得“缩初盈末”的限。在命度时为方便计算盈缩历的乘除,故取盈缩历的数值,但实际的积日数值即为积度。
关于“里差刻漏”的计算方法:
1. 求“二至差股”及“出入差”:
- 先将测得的北极出地高度取40度95分作为“半弧背”。
- 使用割圆弧矢法,推得“出地半弧弦”为39度26分,即为“大三斜中股”。
- 再将测得的二至黄赤道内外度(即23度90分)作为“半弧背”,推得“内外半弧弦”为23度71分,该值作为“黄赤道大句”,同时也是“小三斜弦”。
- 将“内外半弧弦”自乘得到“句幂”,将“半径”自乘得到“弦幂”,两者相减后开方,得到“股”,再用“股”减去“半径”,差值为4度81分,即为“二至出入矢”,也就是黄赤道内外的矢量。
- 夏至日时,南至地平高度为74度26分半,作为“半弧背”,推得“日下至地半弧弦”为58度45分;半径为60度87分半,作为“大三斜中弦”。
- 将“大三斜中股”39度26分乘以“内外半弧弦”23度71分,得到“实”,再以“半径”60度87分半为“法”除之,得15度29分,即为“小三斜中股”(也称“小股”)。
- 用“小股”15度29分减去“日下至地半弧弦”58度45分,余43度16分,为“大股”。
- 用“出入矢”4度81分减去“半径”60度87分半,余56度06分半,为“大股弦”。
- 将“大股弦”(56度06分半)乘以“小股”(15度29分)为“实”,再以“大股”43度16分为“法”除之,得19度87分,为“小弦”,即“二至出入差半弧弦”。
- 再根据“二至出入差半弧弦”求出“二至出入差半弧背”为19度96分14秒。
- 再将“二至出入差半弧背”19度96分14秒除以“二至黄赤道内外半弧弦”23度71分,得84分19秒,即为“度差分”。
- 求“黄道每度的夜刻”:
- 将所求的每度黄赤道内外半弧弦,乘以“二至出入差半弧背”得到“实”,再以“二至黄赤道内外半弧弦”为“法”除之,得到“每度出入差半弧背”。
- 将余数“倍之”再“三因”(即乘以3),加1度,得到“日行百刻度”(即黄道每度对应的日行总刻度)。
- 将“每度出入半弧背”乘以“百刻”为“实”,再以“日行百刻度”为“法”除之,得“出入差刻”。
- 以“二十五刻”为基准,若黄道在赤道内部,则“出入差刻”加于二十五刻;若在赤道外部,则减去该值,得“半昼刻”。
- “半昼刻”乘以2,即为“昼刻”,再从100刻中减去,即得“夜刻”。
例如:求冬至后四度的昼刻:
- 冬至后44度黄赤道内外半弧弦为17度25分69秒。
- 以“二至出入差半弧背”19度96分14秒乘之,为实;以“二至黄赤道内外半弧弦”23度71分除之,得14度52分85秒,为“出入半弧背”。
- 半径60度87分半减去44度黄赤道内外矢2度51分81秒,余58度35分69秒,倍之得116度71分38秒,三倍后加1度,得351度14分14秒,为“日行百刻度”。
- 以“出入半弧背”14度52分85秒乘以百刻(100刻),得实,以351度14分14秒除之,得4刻13分75秒,为“出入差刻”。
- 二十五刻减去该值(4刻13分75秒),余20刻86分25秒,为“半昼刻”。
- 乘以2,得41刻72分半,为“昼刻”。
- 100刻减去昼刻,得58刻27分半,即为“夜刻”。
以上《历草》记载的昼夜刻度,是根据大都(今北京)的晷漏数据得出的。夏至日昼长、冬至日夜长达到极点,最长为61刻84分;冬至昼短、夏至夜长,最短为38刻16分。明朝迁都北京后,本应遵循大都晷漏标准,但最初并未实施。正统己巳年(1439年)经奏请,朝廷下诏以61刻作为标准颁布历法,但众人仍持异议。景泰初年(1450年)又恢复使用南京的晷刻数据,直到明朝灭亡,始终未能更正。
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