金星在月上不揜日光圖說
如右圖,甲爲人目,庚爲物體,甲乙、甲己爲人目所射兩直線;則徑愈近愈小,愈遠愈大;故戊大于丁,而丁大于丙也。試以人手隔目,手愈近于目,則愈揜物體矣。是故金星雖大於月,乃在月天之上,去人目甚遠,故不能揜日光也;月雖小于金星,乃在金星天之下,去人目最近,故能揜日光也。此其理也。
問:「日大于月固矣,日輪較地球不知其大有幾?」曰:「吾國曆家著明此理,有論甚廣。測七政高下及大小之度分,有器甚準。日大于地一百六十五倍又八分之三。欲徵之,宜知圓光照圓體之影也。圓光若照圓體同大,其影廣恆等而無窮;若照圓體更大,其影漸大而亦無窮;若照圓體更小,其影漸小而有盡。」
日輪大于地光影漸小圖
日輪大於地光影漸小圖說
試觀右圖,甲爲圓光,乙爲圓體,丙爲體影。第一圖,甲圓與乙圓體相等,丙影亦等,無窮盡矣;第二圖,甲圓光大於乙圓體,丙形漸小而有盡矣;第三圖,甲圓光小於乙圓體,丙影漸寬大,而亦無窮矣。太陽照地之時,地影非恆等,亦非漸大。譬之物影,其爲漸小而有盡,如第二圖也,則以日輪圓光大於地形也,地之影漸銳而小,至有盡焉,甚明也。凡星月無光,借日之光,太陽照及其體,則光生焉,不然則否。倘日與地等,地或更大焉,則其影爲無窮之影,宜射蔭直過諸星之天,必見諸星有食焉者矣。今惟地體甚小,銳影有盡不到諸星之天,故日光無礙照及木火土以及列宿諸天,而諸星恆明,光無朦也。其地影之盡,可過第一、第二重天,至第三重天,而不及第四重天,所以月因地影得食,而諸星不食也。地球一周三百六十度,每度二百五十里;日天一周亦三百六十度,其每一度有數萬餘里焉。吾國曆家有器量得日天之度,每半度爲日一全徑,因知其圓形亦得數萬餘里,而非地形可比。譬如山高二十餘里,上有人焉,居下者視之如小鳥也。日天之高,自地面至太陽中心,相隔一千六百萬餘里,今視日輪如小車輪,猶之二十里高山視人如鳥矣。
問:「太陽早晚出入時近於地平見大,午時近於天頂見小,何也?」曰:「地球懸於空際,居中無著,其四際離天諸方同一,無近遠也。以理論之,其在東西出入方也,太陽離地凡一千六百萬餘里矣,而人立地面,或自東視西,或自西視東,半徑幾一萬五千里焉,以一千六百萬餘里,又加以一萬五千里,人之視日宜小也;日在午方,從下視上,止一千六百萬餘里,人之視日宜大也。今宜小而反大,宜大而反小者,此非由于地之遠近也,濕氣使然也。蓋夜中水氣恆上騰,氣行空中,悉成濕性。濕以太陽自下而上,映帶而來,晃漾焉,蓬勃焉,人望之,以爲如是其大耳。若太陽當空,浮翳盡掃,無所映隔,眞體明淨,較之旦暮爲小。凡月與諸星見于地平,必有濕氣障隔,爾時所見,亦必大于午時。試觀水中所見,或石或木,必大于水外者,皆濕性之勢也。」
問:「人在地面,視東視西者,半徑各得一萬五千里,豈以人之所立,恰在地中乎?」曰:「地是圓體,人之所立,無論遠近中邊,從其所立分之,各得一半。」
晝夜時刻隨北極出地各有長短問答
問:「晝夜長短不一,時刻亦異,何也?」曰:「晝夜長短,由于太陽及南北極出入地平也。北極出地卽夏至晝長夜短,冬至晝短夜長;南極出地反是。其時勢異也,爲此夏至,爲彼冬至,故晝短夜長;爲此冬至、爲彼夏至,故晝長夜短。南北二極與地平,則其地晝夜恆平。故晝夜長短,由於太陽及極出入地也。南北爲緯度,東西爲經度,各一周三百六十度。人在地面,凡居經度一帶之內者,其晝夜長短恆同,其日出入及晝夜時刻則異。蓋經度之自東而西者,人之所居,或東或西,雖各不同,而緯度之三十度者皆爲三十度,四十度者皆爲四十度也,此同緯度者也。若緯度之異者,自赤道以至極下,其晝夜長短各異矣。」