至于辛巳四年之间,即有年刻之差,而守敬未之觉也。
凡此数事,皆足订《授时》之误。今撮大要著于篇,以备治历者之参考焉。
至《授时》用平方、立方以求盈缩迟疾差,犹开方之旧术,用天元一御弧矢起数于围三径一,亦失之疏。若以弦矢求弧背,前后失均,象限以内差而多,象限以外差而少,此又不能为前人讳者也。
《历经》、《历议》,皆守敬所撰。世祖招李谦为《历议》,润色其书而已,谦不能作也。札马鲁丁之《万年历》,实即明人所用之回回历,《明史》详矣,不具论。
蒙古初无历法。太祖十五年,驻跸撒马尔干城,回鹘人奏五月望月蚀。中书令耶律楚材以《大明历》推之,太阴当亏二分,食甚在子正,乃未尽初更而月已蚀。是年二月、五月朔,微月见于西南。楚材以旧历不验,遂别造《庚午元历》。据《大明历》减周天七十三秒,岁差亦减七十三秒。以中元庚午岁,国兵南伐,天下略定,推上元庚午岁天正十一月壬戌朔子王冬至,为太祖受命之符。又以西域、中原地逾万里,依唐僧一行里差之说,以增损之。东西测侯,不复差式。乃表上于行在曰:“汉、唐以来,经元创法不啻百家,其气候之早晏,朔望之疾徐,二曜之盈衰,五星之起伏,疏密无定,先后不同。盖都邑之各殊,或历年之渐远,不得不差也。唐历八徒,宋历九更,金《大明历》百年才经一改。此去中原万里,以昔程今,昔密今疏,东微西著。今二月、五月朔,微月见于西南,较之于历,悉为先天。”自汉、唐以来历算之书备矣。俱无此说。是年正月、四月虽皆为小尽,然亦未有朔日见月者也。是时,太祖方用兵西域,其书不果颁用。
楚材尝言,西域历五星密于中国,又作《麻荅历》,今不传。楚材父履在金末作《乙未元历》,楚才益本其文之书,更名为《庚午元历》云。
至世祖至元四年,西域人札马鲁丁用回回法撰《万年历》,帝稍采用之。其法为默特纳国王马哈麻所造历,元起西域阿刺必年,即随开皇己未,不置闰月,以三百六十五日为一岁。岁十二宫,宫有闰日,凡百二十八年宫闰三十一日,以三百五十四日为一周,周十二月,月有闰日,凡三十年月闰十一日。历千九百四十一年,宫月日辰再会。此其立法之大概也。
十三年,世祖平宋,诏前中书左丞许衡、太子赞善王恂、工部郎中郭守敬,立局改治新历。先是,太保刘秉忠以《大明历》辽、金承用岁久,浸以后天,议修正之。已而秉忠卒,事遂寝。至是,世祖思用其言,遂命询与守敬率南北日官陈鼎臣、邓元麟、毛鹏翼、刘巨源、王素、岳铉、高敬等,分掌测验、推步,以衡能推明历理,俾参预之。
守敬首言:“历之本在于测验,而测验之器莫先仪表。今司天浑仪,宋皇佑中汴京所造,不与此处天度相符,比量南北二极,约差四度。表百年深,亦复欹侧不可用。”乃尽考其失,而移置之。既又别图爽垲,以木为重棚,创作简仪、高表,用相比覆。又以为天枢附极而动,昔人尝展管望之,末得其的,作候极仪。极辰既位,天体斯正,作浑天象。象虽形似,莫适所用,作玲珑仪。以表之测天之正圆,莫若以圆求圆,作仰仪。古有经纬,结而不动,守敬则易之,作立运仪。日有中道,月有九行,守敬则一之,作证理仪。表高景虚,罔象非真,作景符。月虽有明,察景则难,作窥几。历法之验,在于交会,作日月食仪。天有赤道,轮以当之,两极低昂,标以指之,作星晷定时仪。以上凡十三等。又作正方案、九表、悬正仪、座正仪,凡四等,为四方行测者所用。又作仰规、覆矩图、异方、浑盖图、日出入永短图,凡五等,与上诸仪互相参考。
十六年,改局为太史院,以赞善王恂为太史令,守敬为同知太史院事,给印章,立官府。是年,奏进仪表式样,守敬对御指陈理致,一一周悉。自朝至于日晏,上不为倦。
守敬奏:唐一行开元间令天下测景,书中见者凡十三处。今疆宇比唐尤大,苦不远方测验,日月交食分数时刻不同,昼夜长短不同,日月星辰去天高下不同;可先南北立表,取直测景。上可其奏。遂设监候官一十四员,分道相继而出。
先测得:南海:北极出地一十五度。夏至景在表南长一尺一寸六分,昼五十四刻,夜四十六刻。衡岳:北极出地二十五度。夏至日在表端无景,昼五十六刻,夜四十四刻。岳台:北极出地三十五度,夏至景长一尺四寸八分,昼六十刻,夜四十刻。和林:北极出地四十五度,夏至景长三尺二寸四分,昼六十四刻,夜三十六刻。铁勒:北极出地五十五度,夏至景长五尺一分,昼七十刻,夜三十刻。北海:北极出地六十五度,二至景长六尺七寸八分,昼八十二刻,夜一十八刻。继又测得:上都:北极出地四十三度少。大部:北极出地四十二度强,夏至晷景长一丈二尺三寸六分,昼六十二刻,夜三十二刻。益部:北极出地三十七度少。登州:北极出地三十八度少。高丽:北极出地三十八度少。西京:北极出地四十度少。太原:北极出地三十八度少。安西府:北极出地三十四度半强。兴元:北极出地三十三度半强。成都:北极出地三十一度半强。西凉州:北极出地四十度强。东平