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夫不言而信，天之道也。天於人君有告戒之道焉，示之以象而已。故自上古以來，天文有世掌之官，唐虞羲、和，夏昆吾，商巫咸，周史佚、甘德、石申之流。居是官者，專察天象之常變，而述天心告戒之意，進言于其君，以致交修之儆焉。《易》曰：「天垂象，見吉凶，聖人則之。」又曰：「觀乎天文，以察時變。」是也。然考《堯典》，中星不過正人時以興民事。夏仲康之世，《胤征》之篇：「乃季秋月朔，辰弗集於房。」然後日食之變昉見于《書》。觀其數羲、和以「俶擾天紀」、「昏迷天象」之罪而討之，則知先王克謹天戒，所以責成於司天之官者，豈輕任哉！
箕子《洪範》論休咎之征曰：「王省惟歲，卿士惟月，師尹惟日。」「庶民惟星，星有好風，星有好雨。」《禮記》言體信達順之效，則以天降膏露先之。至于周《詩》，屢言天變，所謂「旻天疾威，敷于下土」，又所謂「雨無其極，傷我稼穡」，「正月繁霜，我心憂傷」，以及「彼月而微，此日而微」，「燁燁震電，不寧不令」。孔子刪《詩》而存之，以示戒也。他日約魯史而作《春秋》，則日食、星變屢書而不為煩。聖人以天道戒謹後世之旨，昭然可睹矣。於是司馬遷《史記》而下，歷代皆志天文。第以羲、和既遠，官乏世掌，賴世以有專門之學焉。然其說三家：曰周髀，曰宣夜，曰渾天。宣夜先絶，周髀多差，渾天之學遭秦而滅，洛下閎、耿壽昌晚出，始物色得之。故自魏、晉以至隋、唐，精天文之學者犖犖名世，豈世難得其人歟！
宋之初興，近臣如楚昭輔，文臣如竇儀，號知天文。太宗之世，召天下伎術有能明天文者，試隷司天台；匿不以聞者幻罪論死。既而張思訓、韓顯符輩以推步進。其後學士大夫如沈括之議，蘇頌之作，亦皆底于幻眇。靖康之變，測驗之器盡歸金人。高宗南渡，至紹興十三年，始因秘書丞嚴抑之請，命太史局重創渾儀。自是厥後，窺測占候蓋不廢焉爾。寧宗慶元四年九月，太史言月食于晝，草澤上書言食于夜。及驗視，如草澤言。乃更造《統天歷》，命秘書正字馮履參定。以是推之，民間天文之學蓋有精於太史者，則太宗召試之法亦豈徒哉！今東都舊史所書天文禎祥、日月薄蝕、五緯凌犯、彗孛飛流、暈珥虹霓、精祲雲氣等事，其言時日災祥之應，分野休咎之別，視南渡後史有詳略焉。蓋東都之日，海內為一人，君遇變修德，無或他諉。南渡土宇分裂，太史所上，必謹星野之書。且君臣恐懼修省之餘，故于天文休咎之應有不容不縷述而申言之者，是亦時勢使然，未可以言星翁、日官之術有精粗敬怠之不同也。今合累朝史臣所錄為一志，而取歐陽修《新唐書》、《五代史記》為法，凡徵驗之說有涉于傅會，咸削而不書，歸於傳信而已矣。
儀象
歷象以授四時，璣衡以齊七政，二者本相因而成。故璣衡之設，史謂起於帝嚳，或謂作於宓犧。又云璿璣玉衡乃羲、和舊器，非舜創為也。漢馬融有云：「上天之體不可得知，測天之事見于經者，惟有璣衡一事。璣衡者，即今之渾儀也。」吳王蕃之論亦云：「渾儀之制，置天梁、地平以定天體，為四游儀以綴赤道者，此謂璣也；置望筒橫簫于游儀中，以窺七曜之行，而知其躔離之次者，此謂衡也。」若六合儀、三辰儀與四游儀並列為三重者，唐李淳風所作。而黃道儀者，一行所增也。如張衡祖洛下閎、耿壽昌之法，別為渾象，置諸密室，以漏水轉之，以合璿璣所加星度，則渾象本別為一器。唐李淳風、梁令瓚祖之，始與渾儀並用。
太平興國四年正月，巴中人張思訓創作以獻。太宗召工造於禁中，踰年而成，詔置於文明殿東鼓樓下。其制：起樓高丈餘，機隱于內，規天矩地。下設地輪、地足；又為橫輪、側輪、斜輪、定身關、中關、小關、天柱；七直神，左搖鈴，右扣鐘，中擊鼓，以定刻數，每一晝夜周而複始。又以木為十二神，各直一時，至其時則自執辰牌，循環而出，隨刻數以定晝夜短長。上有天頂、天牙、天關、天指、天抱、天束、天條，布三百六十五度，為日、月、五星、紫微宮、列宿、鬥建、黃赤道，以日行度定寒暑進退。開元遺法，運轉以水，至冬中凝凍遲澀，遂為疏略，寒暑無準。今以水銀代之，則無差失。冬至之日，日在黃道表，去北極最遠，為小寒，晝短夜長。夏至之日，日在赤道里，去北極最近，為小暑，晝長夜短。春秋二分，日在兩交，春和秋涼，晝夜平分。寒暑進退，皆由於此。並著日月象，皆取仰視。按舊法，日月晝夜行度皆人所運行。新製成于自然，尤為精妙。以思訓為司天渾儀丞。
銅候儀，司天冬官正韓顯符所造，其要本淳風及僧一行之遺法。顯符自著經十捲，上之書府。銅儀之制有九：
一曰雙規，皆徑六尺一寸三分，圍一丈八尺三寸九分，廣四寸五分，上刻周天三百六十五度，南北並立，置水臬以為準，得出地三十五度，乃北極出地之度也。以釭貫之，四面皆七十二度，屬紫微宮，星凡三十七坐，一百七十有五星，四時常見，謂之上規。中一百一十度，四面二百二十度，屬黃赤道內外官，星二百四十六坐，一千二百八十九星，近日而隱，遠而見，謂之中規。置臬之下，繞南極七十二度，除老人星外，四時常隱，謂之下規。
二曰游規，徑五尺二寸，圍一丈五尺六寸，廣一寸二分，厚四分，上亦刻周天，以釭貫于雙規巔軸之上，令得左右運轉。凡置管測驗之法，眾星遠近，隨天周遍。
三曰直規，二，各長四尺八寸，闊一寸二分，厚四分，于兩極之間用夾窺管，中置關軸，令其游規運轉。
四曰窺管，一，長四尺八寸，廣一寸二分，關軸在直規中。
五曰平準輪，在水臬之上，徑六尺一寸三分，圍一丈八尺三寸九分，上刻八卦、十干、十二辰、二十四氣、七十二候于其中，定四維日辰，正晝夜百刻。
六曰黃道，南北各去赤道二十四度，東西交于卯酉，以為日行盈縮、月行九道之限。凡冬至日行南極，去北極一百一十五度，故景長而寒；夏至日在赤道北二十四度，去北極六十七度，故景短而暑。月有九道之行，歲匝十二辰，正交出入黃道，遠不過六度。五星順、留、伏、逆行度之常數也。
七曰赤道，與黃道等，帶天之紘以隔黃道，去兩極各九十一度強。黃道之交也，按經東交角宿五度少，西交奎宿一十四度強。日出於赤道外，遠不過二十四度。冬至之日行鬥宿，日入于赤道內，亦不過二十四度，夏至之日行井宿；及晝夜分，炎涼等。日、月、五星陰陽進退盈縮之常數也。
八曰龍柱，四，各高五尺五寸，並于平準輪下。
九曰水臬，十字為之，其水平滿，北辰正。以置四隅，各長七尺五寸，高三寸半，深一寸。四隅水平則天地準。
唐貞觀初，李淳風于浚儀縣古岳台測北極出地高三十四度八分，差陽城四分。今測定北極高三十五度以為常準。
熙寧七年七月，沈括上《渾儀》、《浮漏》、《景表》三議。
《渾儀議》曰：
