《天文圖説》

第五章論月 我等所居地球，有一月輪環繞，距地約七十一萬四千里。【略】較小於地其直徑僅六千四百五十九裡大，與水星略同。【略】以月與英國地相較，大小如何？月繞地約二十七日有七小時一周，而漸有盈虧之別。如初一不能見，初二三見如一綫蛾眉，【略】初七八始見半輪，【略】漸至於望則圓輪畢見。廿二三亦見半輪後漸虧缺至朔則無。夫月本無光不過借日之光以爲光而倒映於地。 月之質與地權，約得其重之半。【略】天文士測月面，無水亦無空氣包羅。【略】外之白環乃表明月質較地質更輕若干，騐之即明斯理。 月面有山，甚異，【略】其形多圓，亦高低大小不等。山下更有平地，色如墨水，或疑在昔本有水，迄今乾涸耳。月中之山較地上之山儼似更高而實，非也。蓋以地與月相較，地大於月，故月中之山似較地上之山更高耳。 月繞地，其一面常向於地，故人不得見月之後面形象如何。其自轉與繞地之時日相同，故其一日即其一年。月繞地之軌道與地繞日之軌道，兩面相斜而交，而月之軌道在地軌平面之上下各半，故其繞地一周過地軌平面兩次，而兩次經過之處名爲交點。由地軌橫推至太虛中恒星止，名爲地軌道，平面，亦名黃道。有時月繞地過交點，適與日相對，日月地同居一直綫，是爲日蝕。蓋月在交點，掩日之光，人不能見也。倘掩日全體，日即全蝕，所掩者幾何，蝕亦如之。有時月過地軌平面，其離地較常更遠，而日離地較常亦更近，則日近而大，月遠而小，不能滿掩日體則有環蝕。所謂環食者，乃月適至日中，而四外有光如環，故曰環蝕。 有時地在日與月之間，而月在外交點，日在內交點，是爲月蝕。因地掩日，日光不能射及月面，且地影大於月體，故月蝕多於日蝕。 第八章論潮汐 宇內萬物中，雖極細微，亦各具吸引之力。而物爲所吸，則有相向欲前之勢，然亦有遲速之分，且吸力能牽制日月諸星。凡兩物愈迫近，其吸力愈大，故月吸地球之正面，力較地球之中心更大。月吸地球之中心，力較背月之面更大。 海半向月而半背月。向背兩地，潮汐同時。蓋向月者，水爲月攝動而高漲，背月者，月拖吸地球離水，水亦高漲。夫向月之水，被月攝高三度，唯地體被月拖進二度。兩數對除剩一，故潮汐漲高一度。背月之水，離月遠甚，被月攝高僅一度。唯地體已拖離二度，兩數對除剩一，故潮汐亦漲高一度，儼若正面者然。 由此推之，海之潮汐，靡特係乎月之吸引，亦因遠近之差，所以吸力有大小而成其潮汐也。若地距月甚遠，或亦有吸力，而終不能成其潮汐。蓋相距太遠，則吸力至地之向背兩面略均，而無所厚薄以成其潮汐。 太陽吸力大於月，而令海水之潮汐更小於月。其故何耶？蓋日距地遠甚，其牽引地向背兩面之水，與拖進地體略同，故所成之潮汐較小於月。按地球之直徑長二萬四千里，而月距地約七十一萬裡，日距地約二十七千萬裡彼此相較是日距地向背兩面較月之距地向背兩面實多一萬餘倍。故日之全體雖大於月，而牽力亦多於月，唯因其相距之遠，所以較月牽引地之海水尤小三倍也。【略】 由此推之即有小於月之物逼近地球其吸力不難令洋海高漲淹溢大地非其吸力大於月也乃因逼近地體其距兩面之差較月距兩面之差更多故也。 以圖喻潮汐之理，中畫大小鐵球三子位一大球爲地，醜寅兩小球爲地兩面之海水。將三球用繩繫垂而下，令小球緊附大球兩旁，於其旁置大磁石，以爲月之吸引。試借圖之日位爲磁石其力能拖吸子醜寅三球略近本體。但磁石之吸力至三球處遠近不同，故球爲所吸亦有多少之別。醜球爲地面近月之水，磁石拖之自醜至卯。子球比地體距磁石稍遠，而拖之僅至辰。寅球比水隔磁石更遠，而拖之較子醜兩球尤少，僅至巳。據此可知，對月背月兩處，同時潮汐適均。 若置磁石稍近鐵球，其吸力更大，能令鐵球離本位愈遠。如是，醜球離本位亦多於寅球。蓋其遠近之差更多。 按以上所論，若置磁石離鐵球倍遠，其吸三球不特離本位無多，彼此亦能相行較近。或欲詳究潮汐之理，再以吸力更大之磁石能令吸子球至辰，則不能吸醜球至卯，若寅球，則不止至巳，三者相距不甚遠，蓋置有吸力之物於遠處，而此物受吸所差無幾。 日月皆有吸力以成潮汐，而月之拖吸潮汐較大於日。於上下弦時，日月相分力，則吸力少，而潮汐亦較小。 於朔望時日月相合力則吸力多而潮汐亦較大。 如圖，圖繪日月吸引兩向相分，便成小潮，以其吸引彼此相反故也。如圖圖繪日月吸引相合而成天潮，以日月合而吸引其力加倍。 潮汐者，以日月之吸引而成，若以天文之理論之，則潮汐爲至微。【略】圖所繪潮汐之水太高，不過取以明斯理，非實如此也，閲者當先會焉。蓋地之直徑長二萬餘裡，若將二三寸之廣繪地與潮汐，則潮汐祇容一絲，非顯微鏡莫得而見也。 第十二章論秋收之月 秋分時，日夜平分，太陽於朝六點鐘時即卯正。出，暮六點鐘時即酉正。入。月至望亦出於六點鐘時，斯時晝夜皆光。設當秋令日日如是，在農夫可謂至便。蓋晝夜皆光，則崇朝胼胝或有不足，至暮猶可少補也。 太陽本不動，自人視之，其繞天須三百六十五日一周而月之環天約二十八日一周。細按月於遞日，遲有五十二分時。其當望也出於六點鐘時，翌晚約出七點鐘時。即酉盡戌初。至第三夜，月出約在七點三刻，即略戌正。是以夕陽西墜而晚景倍覺暝昏也。 惟秋月之望也數日間其出較速，時亦略同。昔西人謂日初八，而月即有光。彼力田者，深幸明月早來，加我收獲之候，雖皎日西沉，而月光亦可資以工作，此秋收之月所由名也。 上節雲，月繞地二十八日一周。使其軌道與地赤道平列，則夜夜月出皆遲五十二分時。但月軌非平列於地之赤道，故月出漸遲，有逾五十二分時之外者，亦有在五十二分時之內者。 如圖，月軌交地平稍直，則月循軌下行自速，而地自轉須多假時刻方得見月，所以每日之遲有逾五十二分時者。 如圖月軌與地平斜交而稍平則月循軌行度如常，而自地平視之，見其下行似少。參以地之自轉，所以至夕見月之時略同，無須遲至五十二分時也。 若秋分之時恰值月望，而月適當赤道而過，則其時之三五夜或十夜，月皆出於六點鐘時。其候合西曆九月二十三前後十日，而爲秋收。月唯斯時，可逢此事，過此則無。 以遠鏡窺月而幾盡崎嶇之形，洵奇觀也。在南之處有塊然一至光至圓者，名曰太古山，其頂有白光百道四周分射而出，其狀有似於一球之極處，繪出無數經綫。月面之山高低大小不一，長高者約有一十二裡。 月面黑處，即最大之平原，其邊界多有圓形，以遠鏡窺月面，最明晰者，即大小之山其狀如環故名曰環山其光亮如金銀所製之環。 月中山之形勢，【略】如圖乃幾座小山與其窪下之處在月之南半球尤多，與此相類者，其山形皆中窪若碗口，俱正圜，酷肖地球所有之火山。惟其不同者，山中之火壑廣且深，並在月面之下。大率壑之深，較山之高恆二三倍。或謂太初之時，月面凝結，其內之流質漸冷漸縮，即下陷於此。月中之山壑有最廣者，太古山之口濶約一百六十裡，壑凹入約一千六百丈，壑底更有一小山，高約三裡。