皇朝经世文统编

为已知两边求得山顶垂与平地成直角至测处为平距数而山之斜度亦须测得大但可不计分秒用红铜版为象限仪九十分之悬垂于版心系锤使下坠自弧之一角依平边仰望高处相切视垂线所成角即为斜度行军之图斜度约分三等十五度以下车能行三十度以下马兵能行四十五度以下步兵仅能行过此须攀援矣故测斜度止于四十五瓶水地平仪以测逐层高低之数器为长铜管管之两端上安琉璃瓶刻度盛水瓶与管成直角管下承三足架当管中承处为活节置器于高低之间升降铜管视两端瓶水等平而止于器之上与下对管口植长尺自管窥上尺恰当何尺寸反窥下尺恰当何尺寸以两数较所余为上尺处高于下尺处之数高低悬远者屡测之而记其逐层之数山势磅者环测之而记其各点之向屡测者逐层之高须等以便命共距之数环测者各点之高亦须等以便成平剖面之形又山高与逐层之高之比如平距与各平剖面平距之比均求之以记于册而测高形之事毕矣

测事既毕于是始言绘绘者当首明分率分率者地与图之比例也地周三百六十度度二百里里一千八百尺是则一尺实为一万二千九百六十万分地周之一凡为图必先开方设为每方一寸十方一里是以图之一尺代地之一千八百尺也其分率为一千八百分之一然作总图者不必如是之大酌而用之每方一寸方五十里是以图之一寸代地之九十万寸分率为九十万分之一他如或大或小随人度其图之详而命之可也分率既定始布经纬度经度当赤道处每度相距二百里渐北则渐狭当用八线表以半径一千万为一率每度二百里为二率各地北极出地度之余弦为三率求得四率为其地经度相距里数按度推之列为成表以便检用而画经纬两亦不一法有经纬均作曲线者有经为曲而纬为直者有纬为曲而经为直者其经纬均曲与经曲纬直两种虽能得球形之理然不能无差一则差在东西两边一则差在于北皆由经纬相交不成直角对角线亦不相等故作图以纬曲经直者为无差其法法当求圆锥为公中心以规作各距等圈若作一省一府之分图去圆锥过远则以求零弧之法变通之又作分率微分尺如图为九十万分之一用四寸六十分之名曰度尺用四寸二百分之名曰里尺均画对角斜线表微分又作分度器密者以铜为圆弧玻璃为中心能辨六十度之分秒疏者以明角片为半周分百八十度度半分之若填州县城之经纬度可展规按度分量分率度尺纵横定点于图即得经度去赤道渐远者则按度求其相距里数以里尺量之亦得若填所测地面各三角点须用分度器之中心合甲乙之起点正其子午按左右甲乙二点之向作直线再依所测底边远近如分率量之以定甲乙二点于是转移分角器之中心合甲乙二点据所测各多点之向一一作直成无数三角形如所测地面凡两线之交即各物定点而图之平形成矣画高之法大要以山之各层平剖面平距数依分率入图如其远近方向作点以曲线联之成自天空俯视山顶及各层平剖面之形再于平剖面之间补作垂在线下交于两平剖面界必成直角其疏密定率两垂线相距等于两平剖面界相距四分之一垂线之方向即斜度之方向也粗视之斜度小者其线疏斜度大者其线密若辨其度之几何则必以共距明之共距者山之逐层高较也如共距为三十六尺图为一千八百分之一乃以一八除三六得十分寸之二为图之共距以与垂线相比而斜度得矣共距之长小于垂线三四倍则斜至十五六度小于垂线两倍则斜至三十度与垂线相等则斜至四十五度凡用共距者分率愈大则辨析愈明若日耳曼人补垂线之法不必以共距明之视黑白之多少定斜度之大小线为黑线间为白凡图中全黑者为四十五度八黑一白者四十度七黑二白者三十五度六黑三白者三十度五黑四白者二十五度四黑五白者二十度三黑六白者十五度二黑七白者十度一黑八白者五度线大则黑多线细则黑少以此辨度亦甚明确西人作垂线之法凡三英吉利之法能令图清日耳曼之法能令图准法兰西之法则清而准前所言疏密定率寔法兰西之法也苟明乎此而图之高形显矣

既测天度又测地面申之以绘法而图犹不精妙者未之有也就其湖北测绘舆地图章程互相发明录之云一测天度周礼大司徒乃以土圭之法测土深正日景土深言南北即定纬度之理也日景言东西即定经度之理也盖地为圆体其南北二点正对天空之南北两极其中腰大圈亦与天空赤道相当人立地面目力极数十里耳数十里外即属茫然天虽无涯而地平以大可仰观得之故必分地为三百六十度与天体合藉天空诸曜高弧以求地面之度而地之圆形始得今会典馆开办舆图于经纬度再三言之自应遣精通算法善用仪器者经纬仪度时表往六十八州县治所测天求度而州县幅员大者至数百里又宜览其形势于四边之界南北东西不致平行之处择四定点测其经纬度分于是一州县之境有五经纬定点先以法求各经纬点相距之鸟道次以平三角联络其间互相榰柱虽广大之地不难御之入法矣而名山之大川之口以及古郡县旧治关隘险要前人纪载言在某县某向若干里迨名号已易部位转迷测地时能考确处定其经纬度分注之于册于考古者亦为有益而一县之区于五定点外又增各点即求各点相距为三角底线尤能密合　一测地面鸟道鄂省六十八州县北极郧西南极通城西极利川东极黄梅约其面积为方里者殆六十万非测三面不能定地面各物今于州县郭平地量成底线长或一里短或半瑞安测向仪于底线两端彼此互测记其向度始各测所编号竿而记其自某测某几百几十几度几十几分于册又移仪于已测三角之外边两端插竿于未测之地而测之东西南北渐移而前各记抵界而转而三角之定点必须联络互用展转成形然后地面之上皆成三角三角之外始无余壤凡村院镇集山山峡断崖水源水口埧堰桥梁津渡交衢关隘税口厘卡盐局电局电杆营汛驿站塘铺烟墩营垒故垒炮台塔庙古迹及山脉水道道路界线四者之转向处均须作为三角定线其定点密者三角亦密若旷野荒漠地惟尽目力所集作数大三角而已　一测地面人行道凡山脉水道道路界线四者之转向均经测出固已肖其真形但三角所得者鸟道也四者蜿蜒于三角之中其小曲之远近非直边所能得故必以人行道计之今以测向仪定方向记里轮量远近一人测向一人记里而书其自某处起程若干度分行若干尺至某处转若干度分行若干尺至某处所过之地有驿站塘铺镇集桥梁埧堰矿者均分别注之凡界为两县所共测定一县即可旁及他县自应详测不必求省惟路之支径纷歧水之溪涧错出若不择要必旷时日兹道路惟测其四至之道路有驿站塘铺者余则之

水道则分别大小考求利弊鄂境之水江汉为大江水西自巴东东至黄梅约行二千三百余里汉水北自郧西南至汉阳约行一千九百余里舟楫所济水利所关自必以人行道计其流向远近并及水涨水落之沙界遥堤内堤之定基他如入江入汉之水行五百里以上者测之若水口通舟楫利停泊者则不论所行远近俱宜详测江汉之濒湖泊甚多防水为田遂成泽国民生利病胥在于此均应循湖测岸并逐测纵横交错之堤皆得其方向远近高低厚薄以便依率入图水涨之时不能识水落之界水落之际可以察水涨之痕故测水宜水落从事淤河废渠有可考者亦测大至鄂境之山以郧阳宜昌施南为最多襄阳次之嘉庆教匪之乱贼迹出没其间致稽征讨盖磅万山丛杂西接川陕皆为密箐他如大江南北亦山势奔赴若必逐层环测求其高较以表斜峭则非数年所能惟先考旧图得知山脉大始择要测之欲知山之脉络当观水之源委水源分流之冈脊必为干山迤逦于二水之间遇二水合流而止者必为支山支干既明方有把握其人迹已到之区则以人行道绕测山麓盘互远近之址及山立距平距之数深山穷僻但以测向仪望测其山得其平距及脉络委曲之势而已论测量之道以山为最难湖堤水道次之言民生之计湖堤水道为最要而山又次之自宜酌其缓急先从事于湖堤水道除测三角应及于山者自不容缓专测山址与山脉之事甚费时日俟办有成效酌量期限缓促再渐次施行可也

一用人不明算学者不足以尽测绘之能仅明算学者多未亲测绘之事故用人以施诸实事为准其精通算学能用仪器测天度地依率绘图者为上仅守成法测地面依率绘图者次之但鄂省幅员之广欲求实测必非数人所能今招聪俊生童能耐劳苦者二十人教以测绘成法习之三月始出从事学成之后即分派局中所有成材十二人及学生二十人为四大路计八人共测一州县每八人中又分四小路二人任测天度为一路测州县治所及各定点外仍应测地面三角管记里轮者一人同学生一人为一路测人行道里外亦应测地面三角余学生四人分为两路专测地面三角惟测地面甚为繁重虽能辨向分角而插竿满目屡测不已或至迷识当预编竿号属插竿之人详查竿号次第不可颠倒插置测向者按号记之庶不至乱凡两路分段相交之处尤宜留心交点南路必交测北路之原点北路必交测南路之原点不可增亦不可漏方能合其要在先察旧图预约每日所测地度方有依据约计之每八人所测一州县期阅月毕之逐各州县测去以四大路测六十八州县风雨及甚寒暑不计外约历二年当毕测事再以一年为绘事故期限止于三年　一用器古人测量莫不用器土圭所以测天短度所以测地缅怀旧制必称精密仿而为之虑不逮古近日西人之器尚属可用如经纬仪纪限仪测向仪夺材仪度时表记里轮纲练带尺分角器规笔平行尺曲线版等物均测绘家所必需其则天多用纪限仪测地多用经纬仪如测向仪夺林仪则行军人用之测平三角及高深者究之纪限仪亦可测地经纬仪亦可测天二者俱备自称完美惟是费钱既多购置亦不甚易不如酌购一种为便纪限仪便于行海及测天空天两曜相距之弧若用之陆地测午正不如经纬仪之易于从事但必如西人用经纬仪测地虽称最密而用人既多需器亦多所费殊不赀且经纬仪之大者能辨一秒小者能辨一分若测地面三角必求分秒则地圆之弧角差天空之蒙气差均应推算除清然后能得真角又非数年所能收功今酌用经纬仪能办十秒者度时表测天测向仪夺林仪测地测向仪虽不如经纬之仪密然分三百六十度又半分之能辨三十分为七十二向矣较之吾华旧法其密为十倍过之且弧角差蒙气差在地面人目所及断无多至三十分者故用测向仪均可不计　一绘法绘者当首明分率会典馆所颁格式原就书式大小而设外间测绘原本务必放大以便详测密填迨图成之后始照馆颁格式缩成定本送馆仍将外间原本副送一分以备采择今酌定外间原本分率省府总图定为九十万分之一以图之一寸代地之五十里五十里为九十万寸州县分图定为十八万分之一以图之一寸代地之十里十里为十八万寸随测随绘之草图定为一万八千分之一以图之一寸代地之一里一里为一万八千寸用圆锥通径法作纬曲经直之式使经纬相交皆成直角各如率布算定其南广北狭之式用分角器微分尺填绘各点凡测向仪所成子午仪必与图之经线平行以求各点角度则能得各处距等圈真形不至展阔而生向差矣图中作识之法送馆之图自应照馆颁格式所言外间原本所收既详名目亦多识别不嫌其繁后另为表识图附　此图未刊　一图说禹贡一书为千古志地者之祖于九州岛之后即继以导山导水师其意有作者有班固之汉书地理志伯益夷坚之山经曹魏时之水经盖地志取法乎九州岛山经取法乎导山水经取法乎导水也踵地志而作者历史之郡国州郡地形诸志皆是而自唐讫明所存元和郡县图志太平寰宇记元丰九域志诸书纪载虽有详之殊其体例固本之孟坚也仿水经作者则有而黄洲之今水经齐次风之水道提纲仿山经而作者则有水道记黄岩戴东原之李诚之万山纲目皆为名作今会典馆所发表格其叙沿革疆域乡镇盖仿班志诸书之例叙山则拟山经叙水则拟水经又详天度道里而山之矿产要隘水之圩堰桥津均叙于当处之下简而明要而详自应遵之无庸别生异议也

卷九十七　格物部三　天文

谈天

吾闻天有常度有常行天不变道亦不变故古大儒希圣希天居天下广居立天下正位行天下大道其立言也亦唯是明天伦叙天秩究天理讲天经焕九天文彩今吾于天质聪明天姿韶秀天才英伟荷天锺地毓之灵明白甚矣不亟求登天榜染天香披天衣步天堂食天依天仗列天曹作天官膺天木之选撰赞天之文而徒席地扪天画地指天量天球测天数高谈雄辩如天马行空画策出奇如天花乱坠富国强兵如天回地转保邦安民如地久天长然而言不载天册说不达天聪意者谈天之学复见于今乎何诗胆之大如天也曰子弟坐井观天而不知乘时以应天也昔者天荒破天象垂有法天之圣人出体天立极代天宣化定天纪补天功天成地平天静人和天宇澄清天休聿至然后天开文运天诞贤抒掞天才奋垂天翼辅佐天家表扬天瑞奏钧天大乐上尧天三祝颂天保九如定天山三箭士之飞不冲天者则率天真修天爵山林以养天性琴书以畅天怀风月以适天机诗歌以鸣天籁不怨天尤人咸乐天知命盖天定也今　中国天运犹是天道反常天竺人纷至天主堂林立天氓自佚天德不修奸诈者欺天凶恶者侮天荒淫者迷天残忍者伤天糜烂天产暴殄天物不畏天命不惧天诛罪恶滔天怨讟弥天岂知天容渺渺天网恢恢天方荐瘥天降丧乱雄图素称天府国穷而天不雨金小民以食天年饥而天不雨粟天厉既加天灾又至雷震天坛火毁天门山鸣河天动神威秋雪飓风天示警戒倭人助天为虐忽举连天烽火我　朝廷恭行天命六师亲伸天讨不图天魔猖狂丧失天堑险要奉天危急顺天惊惶天使行成天兵停战割天壤以予敌纳天贡以和戎天监在兹天神共怒天仓告罄天步艰难凡在普天之众应共戴天之仇呜呼唐明宗祈天无灵女娲氏补天不再勇乏射天武乙智无识天张衡野多问天屈原朝鲜告天赵抃士生天覆地载之中素荷天高地厚之德发天良以献策欲挽回已去之天缘天威之咫尺又深恐得罪于天搔首问天瞪目视天如杞人泣天为大舜泣天也久矣何幸天佑下民天心回祸今　天子嗣天位圣明天纵智勇天锡奋发天聪屡降天旨敬天勤民祭天祀地求天民之士选天将之才天量广而不择品流天限宽而不拘资格是以天涯海角之士莫不张天骨夺天工奇想天开妙穷天巧法天行以治国象天刑以用兵搜天宝以理财仿天仪以制造不愧于天不悖于天各抒参天两地之力图化日光天之治是天助士也若天既授士以能言之权而士犹学天无言之表是违天意也必有天殃矣顺天者存逆天者亡过此而欲求天眷不登天万难乎且吾闻之成王悔天而反风鲁阳愤天而麾日韩愈感天而开云邹衍哭天而飞霜历来昊天孔昭不可视天梦梦吾所以不为葛天民而思作撑天柱也子笑我为谈天徒我亦笑子为信天翁矣然则乘时应天将以求授天职食天禄乎曰富贵在天也昔天生孔子为木铎道德极天高明配天律天时假天年而仅言知我者天孟子以平治天下自任天使之不遇鲁侯其余悲天悯人之士天亦每其才而靳其遇近者天教公交车书言足以惊天动地天津格致院学法乎天健日新而皆未闻天语褒嘉天颜自喜荷天之宠受天百禄岂天忌欤借使天相吉人天报善士一旦星回于天声闻于天奉九重天綍捧五色天书校经天禄阁中歌咏大罗天上此亦天作之合天成其美也应龙泥蟠而天飞原不为天间怪事若夫苏秦张仪游说以合天范睢蔡泽徼幸而贪天与夫一切荒唐凿天者虽皆夺天之功邀天之福吾不与彼同天也亦非别有天也惟以天下为己任而已

天圆地方说

五洲之声气至今日而无处不通中国际此痛深创巨之余更当去旧谋新择行西法而一二迂拘之士犹有薄西法为不足道若谓堂堂华夏何遽不待远人者则中外之见误之也地何以有中外实泥前人地方之说故方者何四方也四方者何东西南北也有东西南北则有中有中斯有外三代以上中国舆地隘狭禹贡九州岛之域豫州为中冀兖青徐荆扬雍梁环其外至于东方九彝南方八蛮西方六戎北方五狄则在九州岛之外以古时九州岛准之今世舆地不越山陕直东河南湖北江苏安徽等省及浙江江西湖南三省之北境四川之东北境甘肃之东境而已此外浙江江西湖南三省之南境四川之西北境甘肃之西境暨福建广东广西贵州云南奉天等省在古时皆为外国迨秦汉之世中国舆地一廓至隋而再廓至元而三廓明承元制设十五行省计古时所谓彝蛮戎狄半在版图之内　国朝龙兴疆域益若广东三省内外蒙古科布多塔尔巴哈台新疆青海西藏阿里等处视内地各省何止倍之是昔之所谓外皆今之所谓中也孟子言舜为东彝之人文王为西彝之人元世祖兴于漠北入统中原满洲旧邦即金源遗裔是人才原不以中外分也然苟知地球体圆而非方则地之实无所谓中外考大戴礼曾子曰如诚天圜而地方则是四角之不揜也又管子亦有地圆之说而浑言天家言天如鸡子地如鸡子中黄则虽不言地圆其象已显然可见至近日欧西轮舶经太平洋以东来而后地体之圆乃确然共信夫地体既圆则人立地上随处皆中东方之东即西方之西中国外异邦异邦亦可外中国要之地方则有中外地圆则无中外必确知地圆之形而后中外之见泯中外之见泯而后取材异地不惮择善而从安见中国之智慧不欧西若且不日本若也或者谓地圆之说诚然矣顾中国之所以名中国自古迄今无异辞即西人亦皆云然未有闻他国者亦名中国或此中亦有区别乎则应之曰不然国之名中也以时令寒暖之适中也气强弱之得中也此一说也西儒近论地球之上三十一国以中国拟土耳其列诸中等之国此又一说也而要皆不以地论若论地则我国东南滨海以亚细亚一洲观之偏在东部固不可以言中必居乎亚洲之正中而后可为一洲之中必居乎欧罗巴亚细亚阿非利加三洲之正中而后可为东半球之中必居乎南北亚美利加二洲之中而后可为西半球之中苟分而言之则一国自有一国之中由一省一郡一邑以极之一乡一城一宅一室各有其中然合而言之则无国不可以为中即无省无郡无乡无城无宅无室不可以为中甚矣中之为名至无定也然则地方之非果非乎亦不尽非也如太平洋为亚洲之东即为美洲之西大西洋为美洲之东即为欧洲之西然究不能在欧亚二洲而指太平洋为西以大西洋为东在美洲而指大西洋为西为太平洋为东也且东西无极而南北则有极必居北极之正中而后偏指皆南无有北更无有东西若少离极中即有北与南对既有南北即有东西推之南极之形亦然是知南北东西云者虽无定位而有定向地之为方义取乎此而非谓其体之平方也推之地球与日月五星流行不息则以天圆而地亦圆天象亦有南斗北斗之分则以地方而天亦方盖以有形之体言则天地固皆为圆以无形之向言则天地又皆有方也臆度之指初无所本质之天文舆地家以为何如

天学新理

美人悭利士比威廉附

法国有一人名马梨士世居里忌路一千八百零三年五月三号曾作家书云本县地方忽有怪异神迹诚足令人惊骇夫彼所谓神迹者若火球之状日间由空际坠落旷地即当日稗官所记某年月日野火陨于地忽然大声裂开有无数碎石片星散于邻近数里者数也欲考神迹之据以此为确证矣百十年来格致家犹疑此事未确不知从来有之必非子虚其片石常有存于礼拜堂内以为证据或有不信者人必斥之但格致家仍复考究凭据近百年中法国大书院学人仍不信有空中陨石事惟于一千八百零二年咽滑侯曾在君前读报纸所载陨石之证据既毕论曰由天坠地之石或兼火光或无火光实有此种异事虽属难明亦不得没之也故传闻里忌路有大石坠地之异事法国书院急命一人名毡巴地士拜押者往审察之志在穷诘其事而释此谣言此人性理精深奉命而往果得陨石之实据复求格致之理而释之但此异事何以能明一时格致家争论纷纭莫衷一事化学家则为无数先有小质飞腾于天际结聚而成体故积重下坠成为陨石地学家则谓陨石原为地球之体质曾被火山爆出久之复近乎地相吸而降落焉又有天文家柯路罢与腊甫里士二人附会其说曰陨石必是火山爆出之质但非地上火山乃月中火山也又希腊人则以陨石为出自日球有一人胆力更壮竟为陨石既非出自日月并非出自地球实乃穹苍空隙间之游体此乃德国当代著名之人名晏士茄辣尼性理精奥一千七百九十四年彼已主持其说惟同时之格致家尚多不信空中陨石之奇而茄辣尼更敢判断此等陨石实与夜间常见之流星同种类凡有流星显见即有小体坠下空气之内茄辣尼谓此种小体或自成世界从未与日月诸星地球大体相切也此说理虽透彻但终空谈当时天文家所见太浅无以表明不学无术者哗然非之以为此理与七政有序之理相悖后有布兰士与边仙白二人测得流星之速每秒为十五为十九英里遂破月中火山爆出之理使果由月里爆出其行之若是速则火山必蓄无穷之猛力但查[月](火)中火山断无猛力之理且别有确据可以全废此说也至由地上火山爆出陨石之说未易破除为此说者适当电学大兴凡有不明之事多借电气解之因陨石之火光与闪电之火光同色遂得指鹿为马之助故一千八百二十三年有著名考究陨石之士名多马士科士打者所著书仍以陨石出于火山为确凿时人争论陨石起于地虽不一其说但晏士茄辣尼所创之说则论竟忘之及至一千八百三十三年忽有一异事足令时人之之纷论释是年十一月间夜流星四射如雨美国爷路大书院教习丹尼臣庵士铁考之觉流星之中如磨心形光芒四散此心随流星转移故知其必非起其地也凡通天文之人自见此事疑团释信服流星皆穹苍空隙间之游体尚有拘滞之人仍复固守陨石起于地面之说又有柯路罢与奈端二人推得三十三年当一次复见及至一千八百六十六年其言果验流星四射景象如前固执者至是始哑然无言自此又有分光考质之镜西名士辟吐路士吸新出相助考得流星之光而知其所含之质与陨石之质俱同故知陨石与流星同源毫无疑义更定此种流星实乃彗星别名设非彗星亦即星气之类也如是晏士茄辣尼之狂言竟成不磨之论且彼尝称说流星之众不知几千万兆人以为无稽久之自有确据天地之大事理常有意料所不及者故昔日格致家以为必无天坠大石之神奇今竟实有此事盖每日或有亿兆希奇之事经历于世上固非世人所素见亦非世人所易解也