历法上,天球有黄、赤二道,月亮则有九道。这些都是人为的命名,并非是天体实有的轨道。亦犹如天有三百六十五度,天又何尝有度数?因为太阳每运行三百六十天而成一个周期,所以强称之为“度”,不过是为了测算日、月、五星的运行方位而已。太阳所行经的轨道,叫做“黄道”;天球南、北极之间最正中的纬线圈,叫做“赤道”。月亮行经黄道之南,叫做“朱道”;行经黄道之北,叫做“黑道”;行经黄道之东,叫做“青道”;行经黄道之西,叫做“白道”。黄道内外各有四条轨道,并黄道而为九道。太阳和月亮的运行有快有慢,难以用一种方法来应对测量。所以根据它们的会合与离散,分为几个区间,每个区间用一种颜色命名,欲以区别测算的方位而已。有如算法上用赤筹、黑筹来区别正数和负数。历法家不明白这种命名的用意,遂以为月亮的运行实有九条轨道,这是甚为可笑的。
本朝在皇宫里建立了天文院,设置了漏刻、观天台、铜制浑仪,全都与司天监相同,(是为了)用来与司天监(的观测报告)互相校核验证。(按规定)天文院每天都要把观测到的星象变异、云彩的颜色、吉凶的征兆、行星的位置等记录下来,在皇城开门前报送到宫中。皇城开门后,司天监的观测奏状才送达,将两份奏状进行比较,用以防止弄虚作假。近年来这两个机构却都是暗地里预先通报有关数据和情况,写出来的奏状像符节一样互相吻合,(他们对这样做)已经习以为常。这种做法由来已久,宫廷内外的人(虽然)都知道,却也不以为奇了。他们所陈述的日、月、五星运行的位置,都只根据民间历法所计算的情况抄录上报,而并没有作实际的观测记录。这些机构的官员们只是占了官职、白领俸禄而已。熙宁年间,我任司天监时,曾经审查揭发过他们的欺骗行为,罢免了六个人的官职。没过多久,这种弊病又复发了。
司天监的铜制浑仪,是景德年间历官韩显符所制造的,是根据十六国刘曜时孔挺、晁崇、斛兰等人的方法仿制而成的,其缺点是过于简略。天文院的浑仪,是皇祐年间冬官正舒易简所制造的,用的是唐代梁令瓒、一行和尚的方法,结构与功能较为完备,但是缺点在于使用不便。熙宁年间,我重新制造了浑仪,并且创新改制了玉壶浮漏和铜制圭表,把它们都安放在天文院里,由朝廷专门派官员管理和使用。天文院中旧的铜浑仪,被送到朝服法物仓库里收藏起来,以供人们研究之用。
我曾经查考古今各种历法,发现有关五星运行的数据,以五星稽留和逆行之际误差最多。五星自黄道以北向北前行的,它们的退行必然要趋向黄道以南;自黄道以南向南前行的,它们的退行必然要进入黄道以北。五星的轨迹如同沿着柳叶运行的椭圆形,两头尖锐,中间往返的路径之间相距很远。所以在轨迹的两头,五星的运行速度稍慢,这是由于它们斜行的缘故;在轨迹的中间部分,则五星的运行速度稍快,这是由于它们直行的缘故。以往历家只知道它们的运行有慢有快,而不知道它们行经的轨道还有斜直的差异。熙宁年间,我担任太史令,聘卫朴制定历法,节气等已经修正,但五星部分没有观测记录可供检验。前世修订历法,大都只是增损旧历的文字而成,并没有实际观测天象。观测的方法,必须是每天的黄昏、夜半和拂晓时分,都测验月亮及五星所在的度数和时刻,专置记录簿记录下来,满五年,其间除去阴天及五星白天出现的天数,可得累计三年天数的五星实际运行数据,然后综合这些数据加以运算,此即古人所称的“缀术”。当时司天监的历官都是继承家族职业来的,徒隶名籍而坐吃俸禄,本无真懂历法的人,这些人妒忌卫朴的本领超过自己,遂群起攻击破坏,屡欲制造大案陷害卫朴;虽终不能动摇卫朴的制历使命,而天文观测记录至今无成。《奉元历》的五星推步方法,还是只增损旧历,纠正其特别谬误之处十之五六,仅此而已。卫朴的制历技术,古今无人能超过,而为一群历人所阻挠,不能尽其才能,可惜啊!