自從司馬遷著述了《天官書》以后，歷朝寫作正史的人都要寫天文志。
祇有《遼史》獨(dú)獨(dú)不這樣做，它認(rèn)為天象向下界明白顯示，千萬(wàn)年都是一樣，日食、天變既已記載于本紀(jì)，那么天文志就近于多余。
這種說(shuō)法頗為恰當(dāng)。
《周髀》、《宣夜》這類著作，安天、窮天、昕天這類理論，以及星官占驗(yàn)的學(xué)說(shuō)，在《晉書》中已有詳細(xì)記載，又見(jiàn)于《隋書，天文志》，說(shuō)這不是多余的，行嗎？評(píng)論的人認(rèn)為，天文志寫得好的要首推《晉書》和《隋書》，但二書尚且還有這樣的缺陷，其它的就可想而知了。
然而因此就把天文志廢棄不寫，也不恰當(dāng)。
天象雖然沒(méi)有古今的差異，但研究天文的學(xué)者，觀測(cè)天文的儀器，往往后代超過(guò)前代。
如果不加以記載，使得一個(gè)朝代典章制度的內(nèi)容遭到泯沒(méi)而不能流傳，這也是記載歷史的法則方面的缺陷和遺漏。
至于彗星、孛氣、飛星、流暉，還有暈光、適氣、背氣、抱氣，這些都是上天用來(lái)向下界顯示其警戒的，在本紀(jì)中不能詳盡地記載，又怎么能不另外加以記載呢？明神宗的時(shí)候，西洋人利瑪竇等進(jìn)入中國(guó)，他們精通天文、歷算方面的學(xué)問(wèn)，闡發(fā)其中的精微奧妙之處，進(jìn)行計(jì)算，制作器具，都是在此之前不曾有遇的。
現(xiàn)在采擇其要點(diǎn)，在本篇中加以論述。
而《實(shí)錄》中所記載的天象、星變多得幾乎不能盡記，故只能選擇其特別怪異的，保存在本篇中。
日食已詳備地記載于本紀(jì)，所以不再記述。
《楚辭》說(shuō)：“圜天分為九重，是誰(shuí)去測(cè)量的呢？”主張渾天學(xué)說(shuō)的人說(shuō)：“天包裹著大地，猶如蛋包裹著蛋黃一樣。”那么，天有九重，地呈渾圓形，古人已經(jīng)說(shuō)遇了。
西洋的學(xué)說(shuō)既不違背中國(guó)古代的認(rèn)識(shí)，而對(duì)于天象又有所駿證，所以把它表述出來(lái)。
西洋所說(shuō)的九重天，最上一重稱宗動(dòng)天，那里沒(méi)有星辰，每日帶著其它各重天，自柬而西向左旋轉(zhuǎn)一周，其次稱列宿天，其次稱鎮(zhèn)星天，其次稱歲星天，其次稱熒惑天，其次稱太陽(yáng)天，其次稱金星天，其次稱水星天，最下面的一重稱太陰天。
從恒星天以下的八重天，都隨著宗動(dòng)天，向左旋轉(zhuǎn)。
但是各重天都有向右旋轉(zhuǎn)的度數(shù)，從西向東，與螞蟻在磨盤上朝著與石磨轉(zhuǎn)動(dòng)的相反方向爬行的比喻相符合。
其向右旋轉(zhuǎn)的度數(shù)，雖然同古代的認(rèn)識(shí)有增減，但是沒(méi)有大的差異。
只是恒星的運(yùn)行度數(shù)，便是古代歲差的度數(shù)。
古代認(rèn)為恒星永遠(yuǎn)不移動(dòng)，而黃道的節(jié)氣每年都要向西后退。
他們卻認(rèn)為黃道永遠(yuǎn)不移動(dòng)，而恒星每年向東運(yùn)行。
從現(xiàn)在來(lái)考察天象，恒星實(shí)際上有所移動(dòng)，這一說(shuō)法是不錯(cuò)的。
至于劃分周天為三百六十度，把一日分為九十六刻，使每一個(gè)時(shí)辰各得八刻，沒(méi)有余數(shù)，用這種方法來(lái)運(yùn)算和制作器具都十分方便。
他們論述地圓，稱地居虞于天的中央，其形體呈渾圓形，其度數(shù)與天的度數(shù)相應(yīng)。
中國(guó)處于赤道的北方，所以北極經(jīng)常顯現(xiàn)，南極則經(jīng)常隱沒(méi)。
向南行二百五十里，北極就低一度，向北行二百五十里，北極就高一度；向東方、向西方行走也一樣。
也是二百五十里相差一度。
用周天的度數(shù)來(lái)計(jì)算，得知地的全周是九萬(wàn)里。
用周徑的密率來(lái)計(jì)算，得知地的全徑是二萬(wàn)八千六百四十七里又九分之八里。
又用南北緯度來(lái)確定天下的縱向地域。
凡是北極出地的度數(shù)相同，那么四季的寒暑變化便沒(méi)有不同的。
如果南極出地的度數(shù)與北極出地的度數(shù)相同，那磨其晝夜的長(zhǎng)短便沒(méi)有什么不同。
只是其時(shí)令相反，這里的春天，是那裹的秋天，這里的夏天，是那里的冬天罷了。
用東西的經(jīng)度來(lái)確定天下的橫向地域，兩地的經(jīng)度相差三十度，那磨其時(shí)刻就相差一個(gè)時(shí)辰。
如果雨地的經(jīng)度相差一百八十度，那磨晝夜就相反。
他們的說(shuō)法與《元史》札馬魯丁地圓說(shuō)的主旨大致相同。
日月和五星各有一重天，它們的天都不與地同心，所以它們距離地有高低的不同。
其最高和最低的里數(shù)，都以地的半徑作為標(biāo)準(zhǔn)。
太陽(yáng)最高處距離地作為地的半徑是一千一百八十二里，最低處是一千一百零二里。
太陰的最高處是五十八里，最低處是五十二里。
鎮(zhèn)星的最高處是一萬(wàn)二千九百三十二里，最低處是九千一百七十五里。
歲星的最高處是六千一百九十里，最低處是五千九百一十九里。
熒惑星的最高處是二千九百九十八里，最低處是二百二十二里。
太白星的最高處是一千九百八十五里，最低處是三百里。
辰星的最高處是一千六百五十九里，最低盧是六百二十五里。
如果要想得到七政距離地的里敷，就用地的半徑一萬(wàn)二千三百二十四里來(lái)統(tǒng)計(jì)。
又說(shuō)，鎮(zhèn)星的形狀像瓜，兩側(cè)有兩顆小星星，像耳朵。
歲星的四周有四顆小星星，繞著歲星很快地運(yùn)行。
太白星的光亮有盈滿和虧缺，像月亮有弦月和望月。
使用望逮鏡來(lái)觀察它，都能夠全部看到。
其余的內(nèi)容可以詳細(xì)參看《歷志》。
崇禎初年，禮部尚書徐光啟監(jiān)督編纂歷法，呈上《見(jiàn)界總星圖》。
認(rèn)為回回的圖籍《立成》所載，有黃道經(jīng)緯度的只有二百七十八顆星，繪制了圖形的祇有十七個(gè)星座九十四顆星，沒(méi)有赤道經(jīng)緯。
現(xiàn)在都是崇禎元年所測(cè)繪的，黃道、赤道的經(jīng)緯度全都具備。
后來(lái)又進(jìn)呈《赤道兩總星圖》。
他的學(xué)說(shuō)認(rèn)為?，F(xiàn)常隱的界限，隨北極的高低而不同，星圖不能限定。
并且天的度數(shù)接近北極便漸漸狹小，而《見(jiàn)界圖》從赤道以南，它的度數(shù)反而寬闊，繪制的星座不符合觀察的結(jié)果。
于是從赤道中剖分渾天為兩部分，一部分以北極為中心，一部分以南極為中心。
從中心到周邊，都是九十度，合起來(lái)為一百八十度，就是赤道緯度。
圓周分為三百六十度，就是赤道經(jīng)度。
于是依照各星的經(jīng)度和緯度確立定點(diǎn)，遠(yuǎn)近位置格局都符合天象。
至于恒星沿著黃道向右旋轉(zhuǎn)，只有黃道的緯度沒(méi)有古今的差異，而赤道的經(jīng)度和緯度卻每年都不相同。
然而也有黃道和赤道都有差異，甚至前后改換位次的。
比如觜宿作為距度星，在唐代時(shí)觀測(cè)出它在參宿的前三度，在元代觀測(cè)出它在參宿的前五分，現(xiàn)在觀測(cè)出已經(jīng)侵入?yún)⑺蕖?/p>
所以舊的歷法是先觜宿，后參宿；而現(xiàn)在卻不得不先參宿，后觜宿，不能勉強(qiáng)牽合舊歷。
又有古多今少，古有今無(wú)的情況。
比如紫微垣中的六甲六星，現(xiàn)在只有一顆；華蓋十六星，現(xiàn)在只有四顆；傳舍九星，現(xiàn)在祇有五顆；天廚六星，現(xiàn)在只有五顆；天牢六星，現(xiàn)在只有二顆。
叉如天理、四勢(shì)、五帝內(nèi)座、天柱、天床、大贊府、大理、女御、內(nèi)廚等星宿，現(xiàn)在全部沒(méi)有了。
天市垣的市樓六星，現(xiàn)在只有二顆。
太微垣的常陳七星，現(xiàn)在只有三顆，郎位十五星，現(xiàn)在還有十顆。
長(zhǎng)垣四星，現(xiàn)在只有二顆。
五諸侯五星，現(xiàn)在全部沒(méi)有了。
角宿中的庫(kù)樓十星，現(xiàn)在只有八顆。
亢宿中的折威七星，現(xiàn)在沒(méi)有了。
氐宿中的亢池六星，現(xiàn)在祇有四顆，帝席三星，現(xiàn)在沒(méi)有了。
尾宿中的天龜五星，現(xiàn)在祇有四顆。
斗宿中的鱉十四星，現(xiàn)在有十三顆；天鑰星、農(nóng)丈人星，現(xiàn)在都沒(méi)有了。
牛宿中的羅堰三星，現(xiàn)在有二顆，天田九星都沒(méi)有了。
女宿中的趙、周、秦、代各二星，現(xiàn)在各自只有一星，扶匡七星，現(xiàn)在有四顆，離珠五星，現(xiàn)在已沒(méi)有了。
虛宿中的司危、司祿各二星，現(xiàn)在各有一顆，敗臼四星，現(xiàn)在有二顆，離瑜三星，現(xiàn)在有二顆，天壘城十三星，現(xiàn)在只有五顆。
危宿中的人五星，現(xiàn)在有三顆，杵三星，現(xiàn)在只有一顆，臼四星，現(xiàn)在有三顆，車府七星，現(xiàn)在有五顆，天鈞九星，現(xiàn)在有六顆，天鈔十星，現(xiàn)在有四顆，蓋屋二星，現(xiàn)在有一顆。
室宿中的羽林軍四十五星，現(xiàn)在只有二十六顆，塍蛇二十二星，現(xiàn)在有十五顆，八魁九星，現(xiàn)在沒(méi)有了。
壁宿中的天廄十星，現(xiàn)在有三顆。
奎宿中的天溷七星，現(xiàn)在有四顆。
畢宿中的天節(jié)八星，現(xiàn)在有七顆，咸池三星，現(xiàn)在沒(méi)有了。
觜宿中的座旗九星，現(xiàn)在有五顆。
井宿中的軍井十三星，現(xiàn)在有五顆。
鬼宿中的外廚六星，現(xiàn)在有五顆。
張宿中的天廟十四星，現(xiàn)在都沒(méi)有了。
翼宿中的束甌五星，現(xiàn)在沒(méi)有了。
干宿中的青丘七星，現(xiàn)在有三顆，其中軍門、土司空、器府星都沒(méi)有了。
又有古代無(wú)而現(xiàn)在有的星宿。
天策星旁邊有客星，萬(wàn)歷元年新出現(xiàn)，先前大，現(xiàn)在變小了。
南極的眾多星宿是古代所沒(méi)有的，近年來(lái)在海上航行的人到達(dá)赤道以南地區(qū)，到處都能見(jiàn)到這些星宿，于是測(cè)量出它的經(jīng)、緯度。
其它增入的星宿很多，一并詳見(jiàn)《恒星表》。
他論述云漠星系，起于尾宿，分為兩派。
一派系經(jīng)由天江、南海、市樓，經(jīng)過(guò)宗人、宗星，渡過(guò)天津，到達(dá)塍蛇星座。
一派系經(jīng)由箕宿、斗宿、天弁、河鼓、左右旗，渡過(guò)天津，到達(dá)車府星，在塍蛇相會(huì)，經(jīng)過(guò)造父星．直奔附路、閣道、大陵、天船星，漸漸向下，然后南行，經(jīng)過(guò)五車、天關(guān)、司怪、水府星，挨著束井，進(jìn)入四演，經(jīng)過(guò)闕丘、弧矢、天狗的墟宿，抵達(dá)天社、海石的南部，越過(guò)南船，環(huán)繞海山，穿遇十字架、蜜蜂星，挨著馬腹星，經(jīng)過(guò)南門，聯(lián)絡(luò)三角、龜、杵等星，而歸屬于尾宿，這就是繞天一周。
按照天象之理推論，隱界本來(lái)應(yīng)該有云漢天河，他所見(jiàn)到的情形應(yīng)該不虛假。
又說(shuō)云漠天河是無(wú)數(shù)的小星星，大陵、鬼宿中的積尸星也是這樣。
考察《天官書》，說(shuō)到星漢時(shí)，都認(rèn)為是金放散出來(lái)的氣體，那么星漢原本是同一類屬，得到這一證據(jù)，可以互相證明。
又說(shuō)，昴宿有三十六顆星，都是從望速鏡中發(fā)現(xiàn)的。
凡是測(cè)定列入表中的星星一共有一千三百四十七顆，微小而沒(méi)有名稱的星星不列入。
星宿的大小，分成六個(gè)等次：其中一等十六顆星，二等六十七顆星，三等二百零七顆星，四等五百零三顆星，五等三百三十八顆星，六等二百一十六顆星。
全部記載黃道和赤道的經(jīng)度和緯度，列表成二卷，載入徐光啟所編纂的《崇禎歷書》中。
現(xiàn)在選取二十八宿距度星以及一二等大星存錄下來(lái)，這些星宿中，小而有名稱的星星也間或選取其小部分，全部排列在下面。
崇禎元年所測(cè)定的二十八宿黃道、赤道的度數(shù)及分?jǐn)?shù)，都與古代不符合。
星宿既然沿著黃道運(yùn)行，而赤道輿黃道斜著相交，它的度數(shù)不能沒(méi)有增加、減少，其原因是形勢(shì)所致。
而黃道的度數(shù)也有增加、減少，或者由于推測(cè)有誤差，或者恒星的運(yùn)行也各有快慢吧。
謹(jǐn)列出它們的度數(shù)，以此用作參考。
十二宮的名稱見(jiàn)于《爾雅》，大概都依照星宿而確定。
比如婁、奎稱降婁，心稱大火，朱烏七宿稱鶉首、鶉尾之類。
所以宮具有確定的宿，宿具有常居的宮，由來(lái)很久遠(yuǎn)了。
唐代以后纔開始使用歲差，但仍然是天象自為天象，歲時(shí)自為歲時(shí)，宮與星宿仍舊不改變。
西洋的歷法，用中氣過(guò)宮，比如日躔冬至，就是星紀(jì)宮之類。
而恒星既已有歲進(jìn)的差誤，因此宮沒(méi)有確定的宿，而宿可以遞相居處于各宮，這是變通古法的主要方面。
現(xiàn)在用崇禎元年各宿交相宮處的黃道、赤道度數(shù)，分別立在下面，以記載下這個(gè)開端。
璇璣、玉衡是用儀器觀測(cè)天象的開始，然而不被三代所使用。
《周禮》記載了圭表、壺漏，但是沒(méi)有記載璇璣、玉衡，它的形制便不能夠考察了。
漢代人創(chuàng)造了渾天儀，認(rèn)為就是璇璣、玉衡遺留下來(lái)的制度，大概是這樣吧。
從那以后，每個(gè)朝代都有制作。
大概用六合、三辰、四游、重環(huán)湊合而成的，把它叫做渾天儀；用實(shí)體的圓殊，繪制黃道、赤道經(jīng)緯度，或者把星宿連綴在上面的，便把它叫做渾天象。
它的形制雖然有詳有略，但主要的也只是青色與藍(lán)色的區(qū)別。
除此之外，便只是圭表、壺漏罷了。
到了元代，造作簡(jiǎn)儀、仰儀、窺幾、景符之類，制造的儀器纔變得精確、詳備。
明太祖平定元朝，司天監(jiān)進(jìn)獻(xiàn)水晶刻漏，其內(nèi)設(shè)計(jì)了二個(gè)木偶人，能夠按照確定的時(shí)刻自動(dòng)敲擊鈕鼓。
太祖認(rèn)為它沒(méi)有益處而把它打碎。
洪武十七年，制造觀星盤。
十八年，在雞嗚山設(shè)置觀象臺(tái)。
二十四年，鑄造渾天儀。
正統(tǒng)二年，行在欽天監(jiān)正皇甫仲和進(jìn)言說(shuō)：“南京觀象臺(tái)設(shè)置了渾天儀、簡(jiǎn)儀、圭表，用來(lái)探測(cè)七政的運(yùn)行和度數(shù)，而北京只是在齊化門的城墻上觀測(cè)，沒(méi)有觀測(cè)天象的儀器。
請(qǐng)求讓本監(jiān)官到南京去，用木頭制造儀器，帶到北京，用來(lái)比較驗(yàn)證北極出地的高低，然后用銅另外鑄造，希望能使占卜、預(yù)測(cè)有所依憑?！背⒔邮芰怂淖嗾?qǐng)。
第二年冬天，便在北京鑄造了銅制的潭天儀和簡(jiǎn)儀。
皇帝親自寫了《觀天器銘》。
銘文說(shuō)：“古代的大圣人，體察上天，施行政治，用誠(chéng)心敬重天帝，用儀器觀測(cè)天象。
其儀器是什么？是璇璣和玉衡。
璇璣摹仿上天的形體，玉衡察知上天的運(yùn)行。
歷朝更替，流傳了四千年，沿襲舊而又有所創(chuàng)新，它的體制漸漸完備。
就儀器而論，六合儀為外儀，陽(yáng)為經(jīng)，陰為緯，方位可以稽考。
三辰儀為中儀，黃道與赤道，日月星辰的運(yùn)行可以考察。
四游儀焉內(nèi)儀，似橫簫從中貫穿，能夠南北東西，高低旋轉(zhuǎn)。
簡(jiǎn)儀的制作，于是代替了璇璣玉衡，制造簡(jiǎn)約，使用細(xì)密，形制稀疏爽朗而又精致。
此外有渾天儀象，反過(guò)來(lái)觀看，上方呈圓形，下方呈矩形，以測(cè)定度數(shù)方位。
另外設(shè)計(jì)有直表，它的高度為八尺，春分、秋分、夏至、冬至等節(jié)氣，經(jīng)過(guò)考察都能夠得出結(jié)論。
天象在于上蒼，制造儀器在于人為，測(cè)量驗(yàn)證計(jì)算，不差分毫。
古代制作，現(xiàn)在繼承，制造的儀器更加精工，既明確又詳備，提供使用將沒(méi)有窮盡。
上天盡力幫助人民，侍奉上天是首先應(yīng)作的事，人民不失于安寧，上天將會(huì)顧念人民。
政治敦厚在于仁政，上天的直道在于端正，在這個(gè)器物上鎊刻銘文，用以勉勵(lì)我們恭敬謹(jǐn)慎?！闭y(tǒng)十一年，欽天監(jiān)臣說(shuō)：“簡(jiǎn)儀沒(méi)有刻出度數(shù)，并且地基低矮，觀測(cè)日月星辰時(shí)，被四面的亭臺(tái)房屋所遮蔽。
圭表安裝在露天臺(tái)上，光影都向四周散布，沒(méi)有一定的標(biāo)準(zhǔn)。
壺漏屋低矮，夜天池狹窄，難以注水調(diào)整時(shí)刻。
請(qǐng)求重新按照一定的法則修造?！鄙蠄?bào)朝廷后，獲得同意。
第二年冬天，欽天監(jiān)正彭德清又說(shuō)：“北京，北極出地的度數(shù)、太陽(yáng)出入的時(shí)刻與南京不一樣，冬夏白天長(zhǎng)夜晚短的情況也不相同。
現(xiàn)在皇宮和官府的漏箭都是南京舊有的體式，不能使用?！被实塾兄迹顑?nèi)官監(jiān)督改造。
景泰六年，又制造內(nèi)觀象臺(tái)簡(jiǎn)儀和銅壺。
成化年間，尚書周洪謨又請(qǐng)求制造璇璣玉衡，憲宗皇帝命令他親自制造，然后進(jìn)獻(xiàn)給朝廷。
成化十四年，欽天監(jiān)臣請(qǐng)求修建晷影堂，朝廷聽從了這個(gè)請(qǐng)求。
弘治二年，欽天監(jiān)正昊昊說(shuō)：“考察驗(yàn)證四正，太陽(yáng)在赤道上的運(yùn)行度數(shù)，黃道與赤道應(yīng)在壁干相交。
觀象臺(tái)原先制造的潭天儀，黃道與赤道在奎斡相交，與天象不相符合，它的南、北兩軸與兩極出入的度數(shù)不相合，窺管器與太陽(yáng)的出沒(méi)也不相當(dāng)，所以，雖然已設(shè)置卻不能使用。
所使用的簡(jiǎn)儀乃是郭守敬遣留下來(lái)的東西，但是北極的云柱略短，用它來(lái)測(cè)定經(jīng)星與北極的距離，也不能沒(méi)有差誤。
請(qǐng)求修改或者另外重造，以此來(lái)成為一個(gè)期代的定制?！笔虑橄掳l(fā)到禮部，又討論讓欽天監(jiān)副張紳造出木樣，以供試驗(yàn)，黃道的度數(shù)允許修改。
正德十六年，執(zhí)掌漏刻的博士朱裕又上疏說(shuō)：“日晷、日表的尺寸不一樣，難以準(zhǔn)確測(cè)量，而推算歷法用南京日出的分秒，似乎有矛盾。
請(qǐng)求命令大臣一名，總管這件事，鑄造設(shè)立銅表，考察四時(shí)中午的日影。
仍舊在河南陽(yáng)城察勘過(guò)去所立的土圭，以與今天的日晷相合，并且分別在山東、湖廣、陜西、大名等地設(shè)立圭表，以此來(lái)測(cè)定各地的日影。
然后把京內(nèi)和各地的晷影，新舊歷書的記載進(jìn)行綜合比較，互相驗(yàn)證，撰寫成確定的法則，希望能夠與天體的運(yùn)行相符合，日月的虧食不悖謬。”奏疏呈入，沒(méi)有得到答復(fù)。
嘉靖二年興建相風(fēng)桿和簡(jiǎn)、渾二儀器。
七年，開始設(shè)立四丈高的木表來(lái)測(cè)量日影，確定節(jié)氣、歲時(shí)。
因此欽天監(jiān)建立運(yùn)儀，矯正方案、懸晷、偏晷、盤晷各種樣式的儀器在觀象臺(tái)都已具備，全部按照元朝的制度來(lái)決斷。
萬(wàn)歷年問(wèn)，酉洋人利瑪竇制造渾天儀、天球儀、地球儀等儀器。
仁和人李之藻撰寫《渾天儀說(shuō)》，闡發(fā)制造、使用儀器的方法，因文字太長(zhǎng)，這里不記載。
他的制作沒(méi)有超出六合儀、三辰儀、四游儀的舊法。
祇是古代的方法是北極出地，鑄刻成了確定不變的度數(shù)，這些儀器卻子午提規(guī)，可以隨著地的度數(shù)升高或降低，使用方便罷了。
塞禎二年，禮部侍郎徐光啟兼管歷法，請(qǐng)求制造六臺(tái)象限大儀，三臺(tái)紀(jì)限大儀，三臺(tái)平懸渾儀，一臺(tái)交食儀，一臺(tái)列宿經(jīng)緯天球儀，一臺(tái)萬(wàn)國(guó)經(jīng)緯地球儀，三臺(tái)平面日晷，三臺(tái)轉(zhuǎn)盤星晷，三臺(tái)候時(shí)鐘，三臺(tái)望遠(yuǎn)鏡。
皇上批覆同意。
后來(lái)又進(jìn)言：確定時(shí)刻的方法，應(yīng)當(dāng)斟酌的有五件事：一是壺漏，二是指南針，三是表臬，四是儀器，五是日晷。
漏壺，因?yàn)樗行滤㈥愃?、滑水、澀水之分，所以水流的快慢便不相同；如果漏管有時(shí)而堵塞，時(shí)而通暢的現(xiàn)象，那磨水流的快慢也不同。
校正壺漏的初始，必定在正午初刻。
如果這個(gè)時(shí)刻一旦出現(xiàn)誤差，以后便沒(méi)有不錯(cuò)誤的。
所以壺漏祇是用來(lái)彌補(bǔ)晨昏陰晦儀晷表臬的不足之處，而不是確定時(shí)辰的根本。
指南針，占卜、星相之人用來(lái)確定南北，辨別方向，端正位置，都取它作為準(zhǔn)則。
但是針并不是指向正南正北，遇去稱多偏在丙午之間。
用天文法則考察，各地并木一樣。
在京城便偏束五度四十分度。
如果憑此制造日晷，冬至正午十二時(shí)先于天時(shí)一刻四十四分有余，夏至正午十二時(shí)先于天時(shí)五十一分有余。
如說(shuō)表臬，就是《考工記》設(shè)置測(cè)日影的表柱之法，標(biāo)記太陽(yáng)出入的影子，參考太陽(yáng)在中午的影子，用來(lái)端正方位。
現(xiàn)在的辦法是在地平面放置小表，中午前后多次測(cè)定日影，而探求相等的兩個(gè)畏日影為束面和西畫，于是得到中間最短的日影為正南正北，它的辦法十分簡(jiǎn)單。
儀，本臺(tái)原有立運(yùn)儀，測(cè)定驗(yàn)證日月五星的高度。
我用它來(lái)考察斷定南北，在午前多次測(cè)量太陽(yáng)的高度，從最高的度數(shù)，便得到最短的日影，造就是南北正線。
已經(jīng)確定了子午卯酉的正線，于是用歷法標(biāo)準(zhǔn)分散時(shí)刻，加入節(jié)氣等線，便構(gòu)成平面日晷。
另外，現(xiàn)在所使用的員石欹晷，這就是赤道晷，也用所獲得的正子午線來(lái)考察確定。
這二個(gè)晷都能夠得到天象的正時(shí)刻，造就是白晝測(cè)日的方法。
如果是測(cè)定星星的晷，實(shí)為《周禮》中夜考極星的辦法。
但是，古代北極星正處在不移動(dòng)的地方，現(xiàn)在由于時(shí)代久遠(yuǎn)，漸漸移動(dòng)，已經(jīng)離開原先不移動(dòng)的地方三度有余，舊有的方法不能再使用。
所以使用重盤星晷，上面寫出時(shí)刻，下面寫出節(jié)氣，仰面測(cè)量靠近北極二星，便得到了時(shí)刻，這就是所說(shuō)的夜測(cè)星。
崇禎七年，督修歷法右參政李天經(jīng)奏言：輔臣徐光啟論說(shuō)確定時(shí)刻的辦法，古代有壺漏，近代有輪鐘，這二樣都是靠人力去遷就天時(shí)，不如從日星中去尋求正理，以天合天，纔是根本的方法，特意請(qǐng)求制造日晷、星晷、望遠(yuǎn)鏡三樣儀器。
我奉命接收管理，冒昧地先談?wù)勊墓８拧?/p>
日晷是打磨石頭形成平面，用十三條線來(lái)劃定節(jié)氣，其中冬至、夏至各一條線，其余日行柏等的節(jié)氣，都是兩個(gè)節(jié)氣占同一條線。
平面的周圍列出時(shí)刻線，以各節(jié)氣太陽(yáng)出入為時(shí)限。
又依照京城北極出地的度數(shù)，鑄范成三角形的銅表放置于其中。
表體的全影指明時(shí)刻，表中的銳影指明節(jié)氣。
這就是日晷的大概情況。
星晷是冶煉銅鑄成柱子，柱上安置重盤。
內(nèi)盤鎊刻一周天的度數(shù)，排列十二宮來(lái)剴分節(jié)氣；外盤鎊刻排列時(shí)刻；中間橫著刻一條縫，用來(lái)窺測(cè)星辰。
辦法是把外盤的子正初刻移動(dòng)對(duì)著內(nèi)盤的節(jié)氣，于是轉(zhuǎn)動(dòng)銅盤，向北窺望帝星與句陳大星，使這兩顆星同時(shí)出現(xiàn)在縫中，便看盤面銳表所指的地方，就是正時(shí)刻。
這就是星晷的大概情況。
至于望速鏡，又名窺筒。
它的形制是空管層層重疊相套，讓它能夠伸長(zhǎng)和收縮，兩端都使用玻璃，隨著觀察物體的遠(yuǎn)近，或拉長(zhǎng)，或縮短。
不但可以窺探天象，而且能夠攝取數(shù)里之外的物體，猶如就在眼前一般，可以用它來(lái)瞭望敵人，施放炮火，有很大的用處。
至于日晷、星晷都要安置恰當(dāng)，必須修筑臺(tái)閣，便于安放。
皇帝命令太監(jiān)盧維寧、魏國(guó)征到官署試驗(yàn)具體用法。
第二年，李天經(jīng)又請(qǐng)求制造沙漏。
明代初年，詹希元因水漏到嚴(yán)寒水凍的時(shí)候就不能使用，所以用沙來(lái)代替水。
但是，沙流動(dòng)太快，與天體的運(yùn)行不協(xié)調(diào)，于是除用斗輪之外，又增加四輪，每一輪都有三十六個(gè)齒。
此后，周述學(xué)不滿于它的竅孔太小，而沙容易堙塞，于是從新制成六輪，其中五個(gè)輪全部是三十個(gè)齒，而略微擴(kuò)寬其竅孔，運(yùn)行起來(lái)纔與晷協(xié)合。
李天經(jīng)的請(qǐng)求，大概就是周述學(xué)的遣意吧！制造儀器尊崇天象，乃是天文家首要追求的。
但是精通這門學(xué)問(wèn)的人，可以憑借自己的想法而創(chuàng)新。
所以西詳人測(cè)定天象的儀器，它的名字不容易全部敷出來(lái)，其中渾蓋、簡(jiǎn)平二儀器是最精良的。
其解說(shuō)全部見(jiàn)于全書，這里不再記載。
宣城人梅文鼎說(shuō)：極度與晷影常常相關(guān)。
知道了北極出地的高度，便能夠知道各節(jié)氣午正的晷影；測(cè)量出各節(jié)氣午正的晷影，也能夠知道北極的高度。
但是，有關(guān)它們的測(cè)量方法卻不容易改變。
圭表的方法，如果表短，分秒刻度便難以顯明；如果表長(zhǎng)，日影便虛浮而暗淡。
造就是郭守敬要設(shè)立四丈高的圭表，用影符來(lái)取時(shí)刻的原因。
日體很大，用豎表測(cè)量到的是日體上邊的日影，用橫表測(cè)量到的是日體下邊的日影，都不是中心的度數(shù)，造就是郭守敬要在圭表頂端架設(shè)橫梁來(lái)進(jìn)行測(cè)量的原因，他的方法可以稱得上完善。
但是，他的影符的制作是用銅片鉆成針、芥那樣的小孔，雖然前低后仰，以便朝著太陽(yáng)，但是，太陽(yáng)的高低每天都不相同，銅片的傾斜怎么能夠完全與它相合呢？而不相合，則光亮透不進(jìn)去，臨時(shí)遷就使之透光，但太陽(yáng)已經(jīng)向西移動(dòng)了。
所以必須用圓木替換銅片，左右用兩塊板子架上，如同車軸一樣，那么轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)就很容易了。
再用直縫替換圓孔，使用起來(lái)纔方便。
但是影符只能避免虛浮暗淡的弊端，而不是它的根本。
必須端正其表，置平其圭，均衡其度數(shù)，三方面缺少任何一點(diǎn)都不能獲得準(zhǔn)確的日影。
即使三方面都達(dá)到了要求，但人心有粗有細(xì)，目力有利有鈍，作事有踏實(shí)有虛浮，所以不能不選擇。
知道了這個(gè)道理，晷影差不多便可以獲得了。
西洋的方法又有所改進(jìn)。
認(rèn)為地半徑占日天半徑的干余分之一，那么在地面上測(cè)定的太陽(yáng)高度，必定少于地心的實(shí)際高度，于是便要加上地半徑的差額。
接近地面有清蒙之氣，能夠把低升高，那么，晷影所推算的太陽(yáng)高度，有時(shí)便要多于太陽(yáng)的實(shí)際高度，于是要減去清蒙差額。
這二種差額都是接近地面便多，漸漸升高，差額便漸漸減少，以至于沒(méi)有差額。
地半徑的差額到天頂便沒(méi)有了，清蒙差額到四十五度便沒(méi)有了。
崇禎初年，西洋人測(cè)量出京省北極出地的度分：北京四十度，一周天三百六十度，每度六十分計(jì)算，下同。
直京三十二度半，山東三十七度，山西三十八度，陜西三十六度，河南三十五度，浙江三十度，江西二十九度，湖廣三十一度，四川二十九度，廣東二十三度，福建二十六度，廣西二十五度，云南二十二度，貴州二十四度。
以上極度，惟雨京、婆西、廣東四處都是實(shí)際測(cè)量，其余便是根據(jù)地圖約略計(jì)算出來(lái)的。
又用十二度，每度六十分的圭表測(cè)量京城各節(jié)氣午正的日影：夏至，三度三十三分度；芒種、小暑，三度四十二分度；小滿、大暑，四度十五分度；立夏、立秋，五度六分度；谷雨、處暑，六度二十三分度；清明、白露，八度六分度；春分、秋分，十度四分度；驚墊、寒露，十二度二十六分度；雨水、霜降，十五度五分度；立春、立冬，十七度四十七分度；大寒、小雪二十度四十七分度；小寒、大雪，二十三度三十分度；冬至，二十四度四分度。
以京城子午線為標(biāo)準(zhǔn)，比較各地所偏的度數(shù)。
凡是節(jié)氣的早晚，月食的先后，全都與此相比照。
人們各自把見(jiàn)到的太陽(yáng)出來(lái)、太陽(yáng)落下作為東方、西方，作為卯時(shí)、酉時(shí)，把正午作為南方，作為午時(shí)。
但是，東方的人見(jiàn)到太陽(yáng)早，西方的人見(jiàn)到太陽(yáng)晚。
束與西相距三十度便差一個(gè)時(shí)辰。
束方的午時(shí)是西方的巳時(shí)，西方的午時(shí)，是東方的未時(shí)。
相距九十度便差三個(gè)時(shí)辰。
東方的午時(shí)，是西方的卯時(shí)；西方的午時(shí)，是東方的酉時(shí)。
相距一百八十度便白天和晚上的時(shí)刻都相反、相對(duì)了。
東方的午時(shí)，是西方的子時(shí)。
西洋人湯若望說(shuō)：“天啟三年九月十五日夜晚，戌初初刻時(shí)分的望日，發(fā)生月食，京城所見(jiàn)月亮初虧在酉初的一刻十二分，但是，西洋意大里雅等國(guó)家的望日在白天，不見(jiàn)月食。
推算月食初虧在巳正的三刻四分，相差三時(shí)二刻八分，用里差來(lái)計(jì)算，大概距離京城的西面九十九度半。
所以想要確定東與西的偏度，必須在兩地同時(shí)測(cè)量同一月食，比較它的時(shí)刻。
如果月食早六十分之二時(shí)，就是偏西一度，遲六十分之二時(shí)，就是偏束一度。
節(jié)氣的遲早也與此相同。
現(xiàn)在各省的差敷沒(méi)有測(cè)量驗(yàn)證，根據(jù)廣輿圖計(jì)算里程的方法，粗略分條列舉，或許不至于出現(xiàn)太大的差錯(cuò)。
南京應(yīng)天府、福建福州府都偏東一度，山東濟(jì)南府偏束一度十五分度，山西太原府偏西六度，湖廣武昌府、河南開封府偏西三度四十五分度，陜西西安府、廣西桂林府偏西八度半，浙江杭州府偏束三度，江西南昌府偏西二度半，廣東廣州府偏西五度，四川成都府偏西十三度，貴州貴陽(yáng)府偏西九度半，云南云南府偏西十七度?！鄙纤銎龋d《崇禎歷書》日月虧食歷法旨要。
當(dāng)時(shí)正開設(shè)官署修撰歷法，沒(méi)有時(shí)間分別到各地測(cè)量，度數(shù)實(shí)際上有很多不確切的地方，存留在此，以留作參考訂正。
古今中星的不同，原因在于歲差。
對(duì)歲差的解釋，中國(guó)與西洋相比又有差異。
中國(guó)的歷法認(rèn)為，因節(jié)氣差，中星向西移動(dòng)；西洋的歷法則認(rèn)為，因恒星差，中星向東移動(dòng)。
但是，它的本旨是一樣的。
現(xiàn)在把李天經(jīng)、湯若望等人推算的崇禎元年京城黃昏和清晨時(shí)刻的中星排列在后。
春分，戌初二刻五分，黃昏，北河三星為中星；寅正一刻十分，清晨，尾宿為中星。
清明，戌初三刻十三分，黃昏，七星偏東四度；黃昏和清晨，有時(shí)沒(méi)有正中的星宿，便取中星前面或后面的大墾宿來(lái)表示。
距離中星三度以內(nèi)的，作為時(shí)刻不到一刻，可以不討論；如果四度以上，離開中星漸速，所以記下它的偏度。
寅正初刻二分，清晨，帝座星為中星。
谷雨，戌正一刻七分，黃昏，翼宿偏束七度；寅初二刻八分，清晨，箕宿偏東四度。
立夏，戌正三刻二分，黃昏，斡宿偏束五度；寅初初刻十三分，清晨，箕宿偏西四度。
小滿，亥初初刻十二分，黃昏，角宿為中星；丑正三刻三分，清晨，箕宿為中星。
芒種，亥初一刻十二分，黃昏，大角星偏西六度；丑正二刻三分，清晨，河鼓二星為中星。
夏至，亥初二刻五分，黃昏，房宿為中星；丑正一刻十分，清晨，須女宿為中星。
小暑，亥初一刻十二分，黃昏，尾宿為中星；丑正二刻三分，清晨，危宿為中星。
大暑，亥初初刻十二分，黃昏，箕宿偏柬七度；丑正三刻三分，清晨，營(yíng)室宿為中星。
立秋，戌正三刻二分，黃昏，箕宿為中星；寅初三刻十三分，清晨，婁宿偏束六度。
處暑，戌正一刻七分，黃昏，織女一星為中星；寅初二刻八分，清晨，婁宿為中星。
白露，戌初三刻十三分，黃昏，河鼓二星偏束四度；寅正初刻二分，清晨，昴宿偏東四度。
秋分，戌初二刻五分，黃昏，河鼓二星為中星；寅正一刻十一分，清晨，畢宿偏西五度。
寒露，戌初初刻十四分，黃昏，牽牛宿為中星；寅正三刻一分，清晨，參四星為中星。
霜降，酉正三刻十一分，黃昏，須女宿偏西五度；卯初初刻四分，清晨，南河三星偏東六度。
立冬，酉正二刻十分，黃昏，危宿偏束四度；卯初一刻五分，清晨，輿鬼宿焉中星。
小雪，酉正一刻十二分，黃昏，營(yíng)室宿偏束七度；卯初二刻二分，清晨，張宿為中星。
大雪，酉正一刻五分，黃昏，營(yíng)室宿偏西八度；卯初二刻十分，清晨，翼宿為中星。
冬至，酉正一刻二分，黃昏，土司空星為申星；卯初二刻十三分，清晨，五帝座焉中星。
小寒，酉正一刻五分，黃昏，婁宿為中星；卯初二刻十分，清晨，角宿偏束五度。
大寒，酉正一刻十三分，黃昏，天困一星焉中星；卯初二刻二分，清晨，亢宿為中星。
立春，酉正二刻十分，黃昏，昴宿偏西六度；卯初一刻五分，清晨，氐宿為中星。
雨水，酉正三刻十一分，黃昏，參七星為中星；卯初初刻四分，清晨，貫索一星為中星。
驚墊，戌初初刻十四分，黃昏，天狼星為中星；寅正三刻一分，清晨，心宿焉中星。
《周禮，保章氏》用星辰所主之土分辨九州島的土地，所封的地域都有與它相對(duì)應(yīng)的星次，用來(lái)觀察兇兆和吉兆。
唐朝貞觀年問(wèn)，李淳風(fēng)撰寫《法象志》，沿襲《漢書》十二星次的度數(shù)，用來(lái)與唐朝的州縣相配，而二行則認(rèn)為天下山河的形象，存在于南北兩界，他們的論說(shuō)已經(jīng)詳備了。
洪武十七年，《大明清類天文分野書》撰成，分賞給秦王和晉王。
這部書大致認(rèn)為“《晉天文志》的分野以角、亢開始的原因是以東方的蒼龍為首。
唐朝的分野以女、虛、危開始的原因是以十二地支的子為首。
現(xiàn)在的分野以斗、牛開始的原因是以星紀(jì)為首。
古代說(shuō)天象的人都以斗、牛來(lái)記錄星辰，故稱星紀(jì)，取法于此而已?！边@里擇取該書相配的直隸十三布政司府、州、縣、衛(wèi)，以及遼東都司的分星，把它記錄下來(lái)。
斗宿三度至女宿一度，是星紀(jì)的星次。
直接隸屬所屬的應(yīng)天、太平、寧國(guó)、鎮(zhèn)江、池州、徽州、常州、蘇州、松江九府，以及廣德州，屬于斗宿的分野。
鳳陽(yáng)府的壽、滁、六安三州，泗州的盱眙、天長(zhǎng)二縣，揚(yáng)州府的高郵、通、泰三州，廬州府的無(wú)為州，安慶府的和州，都是斗宿的分野。
淮安府是斗宿、牛宿的分野。
浙江布政司所屬的杭州、湖州、嘉興、嚴(yán)州、紹興、金華、衢州、處州、寧波九府，都是牛宿、女宿的分野。
臺(tái)州、溫州二府，是斗宿、牛宿、須女宿的分野。
江西布政司所屬州縣，都是斗信的分野。
福建布政司所屬州縣，都是牛宿、女宿的分野。
廣東布政司所屬的廣州府，也是牛宿、女宿的分野。
惠州是女宿的分野。
肇慶、南雄二府，德慶州，都是牛宿、女宿的分野。
潮州府是牛宿的分野。
雷州、瓊州二府，崖、儋、萬(wàn)三州，高州府的化州，廣西布政司所屬的梧州府的蒼梧、藤、岑溪、容四縣，都是牛宿、女宿的分野。
女宿二度至危宿十二度，是玄枵的星次。
山東布政司所屬的濟(jì)南府的樂(lè)安、德、濱三州，都是危宿的分野。
泰安州、青州府，都是虛宿、危宿的分野。
萊州府的膠州、登州府的寧海州、束昌府的高塘州，都是危宿的分野。
東平州的陽(yáng)谷、束阿、平陰三縣，北平布政司所屬的滄州，都是須女宿、虛宿、危宿的分野。
危宿十三度至奎宿一度，是撅訾的星次。
河南布政司所屬的衛(wèi)輝、彰德、懷慶三府，北平大名府的開州，山東束昌的濮州，館陶、冠、臨清三縣，束平州的汶上、壽張二縣，都是室宿、壁宿的分野。
奎宿二度至胃宿三度，是降婁的星次。
山東濟(jì)寧府充州的滕、蟬二縣，青州府的莒州和安丘、諸城、蒙陰三縣，濟(jì)南府的沂州，直隸鳳陽(yáng)府的泗、邳二州，五河、虹、懷遠(yuǎn)三縣，淮安府的海州和桃源、清河、沭陽(yáng)三縣，都是奎宿、婁宿的分野。
胃宿四度至畢宿六度，是大梁的星次。
北平的真定府，是昴宿、畢宿的分野。
定、冀二州，都是昴宿的分野。
晉、深、趙三州，都是畢宿的分野。
廣平、順德二府，都是昴宿的分野。
祁州，是昴宿、畢宿的分野。
河南彰德府的磁州，山東高唐州的恩縣，山西布政司所屬的大同府的應(yīng)、朔、渾源、蔚四州，都是昴宿、畢宿的分野。
畢宿七度至井宿八度，是實(shí)沈的星次。
山西的太原府所轄石、忻、代、平定、保德、岢嵐六州，平陽(yáng)府，都是參宿的分野。
絳、蒲、吉、隰、解、霍六州，都是觜宿、參宿的分野。
澤、汾二州，都是參宿的分野。
潞、沁、遼三州，都是參宿、井宿的分野。
井宿九度至柳宿三度，是鶉首的星次。
陜西市政司所屬的西安府的同、華、干、耀、合五州，鳳翔府的隴州，延安府的墉、綏德、葭三州，漢中府的金州，臨洮、平?jīng)龆o寧州，都是井宿、鬼宿的分野。
涇州，是鬼宿的分野。
慶陽(yáng)府的寧州，鞏昌府的階、徽、秦三州，都是井宿、鬼宿的分野。
四川布政司所屬之地，只有綿州是觜宿的分野，合州是參宿、井宿的分野，其余都是井宿、鬼宿的分野。
云南布政司所屬之地，都是井宿、鬼宿的分野。
柳宿四度至張宿十五度，是鶉火的星次。
河南的河南府陜州，都是柳宿的分野。
南陽(yáng)府的鄧、汝、裕三州，汝寧府的信陽(yáng)、羅山二縣，開封府的均、許二州，陜西西安府的商縣，華州的洛南縣，湖廣布政司所屬德安府的隨州，襄陽(yáng)府的均州和光化縣，都是張宿的分野。
張宿十六度至干宿九度，是鶉尾的星次。
湖廣的武昌府興國(guó)州，劑州府的歸、夷陵、劑門三州，黃州府的薪州，襄陽(yáng)、德安二府，安陸、沔陽(yáng)二州，都是翼宿、干宿的分野。
長(zhǎng)沙府，斡宿旁的小星叫做長(zhǎng)沙，與長(zhǎng)沙之地相應(yīng)。
衡州府的桂陽(yáng)州，永州府的全、道二州，岳州、常德二府，澧州，辰州府的沅州，漢陽(yáng)府的靖、郴二州，寶慶府的武岡、鎮(zhèn)速二州，都是翼宿、斡宿的分野。
廣西所屬之地除了梧州府的蒼梧、藤、容、岑溪四縣屬于牛宿、女宿的分野之外，其余都是翼宿、干宿的分野。
廣東的連州，廉州府的欽州、韶州府，都是翼宿、干宿的分野。
干宿十度至氐宿一度，是壽星的星次。
河南的開封府，是角宿、亢宿的分野。
鄭州是氐宿的分野。
陳州是亢宿的分野。
汝奎盧的光坦，堡慶府的孟、濟(jì)源、溫三縣，直隸壽州的霍丘縣，都是角宿、亢宿、氐宿的分野。
氐宿二度至尾宿二度，是大火的星次。
河南開封府的杞、太康、儀封、蘭陽(yáng)四縣，歸德、睢二州，山東的濟(jì)寧府，都是房宿、心宿的分野。
直隸鳳陽(yáng)府的穎州，是房宿的分野。
徐、宿二州，壽州的蒙城縣，頒川的毫縣，都是房宿、心宿的分野。
尾宿三度至斗宿二度，是析木的星次。
北平的北平府是尾宿、箕宿的分野。
涿、通、薊三州，都是尾宿的分野。
霸州、保定府，都是尾宿、箕宿的分野。
易、安二州，都是尾宿的分野。
河間府、景州，都是尾宿、箕宿的分野。
永平府是尾宿的分野。
灤州是尾宿、箕宿的分野。
遼東都指揮司是尾宿、箕宿的分野。
朝鮮是箕宿的分野。
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