明朝滅亡,清朝建立。湯若望帶著曆局裏的曆書和天文儀器轉而為清王朝工作,按新法製定了順治二年0645年)的新曆,由清王朝頒布施行,這就是所說的《時憲書》。此後湯若望等又把已經刊行的《崇禎曆書》刪改成《西洋新法曆書》偽稱他自己的著作。所以清代的曆書基本上就是明代的《崇禎曆書》。盡管根據《崇禎曆書》所製定的新曆由清王朝頒行,而且清代的天文曆算學家都在一定程度上受到《崇禎曆書》的影響,但《崇禎曆書》仍然沒有受到人們的全麵關注。
《崇禎曆書》與舊曆最顯著的一個差異,就是采用了天體運動體係和幾何學的計算係統,還引人了“地球”這個概念,引入了球麵三角法。但是,《崇禎曆書》也存在著一些缺點。曆書中介紹了大量的西方數學和天文學知識,無論在我國文化史上還是在中外文化交流史上都寫下了光輝的一頁,但是,曆法以西法為主,對於舊法的研究和繼承都顯得不足。
已是深夜時分了。曆局的燈仍然亮著。徐光啟還在不知疲倦地給天文實習生講課。
徐光啟說:“根據厲局的推算,今年(崇禎四年)十月初一將發生一次日食,這正是驗證我們編訂的曆法準確程度的一個好機會。
“去年十月十六和今年四月十五,我們兩次觀測月食,從而驗證了曆法,為什麼大人對這次日食這樣重視呢?”曆局裏最好學的天文生朱光燦站起來問。
“應該說觀測月食、日食同樣重要,不過,由於前兩次觀測月食的結果,和我們預測的食分和時刻,都還有一定的差距,這說明我們的工作還需要改進。除了要改進推算方法外,還要改進天文觀測的儀器設備。這次日食觀測就是一次好機會。”
“那麼,這次日食觀測采用什麼儀器好呢?”徐光啟指著旁邊的漏壺說無論是水漏還是沙漏,因為他們的流速不十分均勻,總是有快有慢,水漏中,水多的時候,就漏得快,水少的時候,就漏得慢。沙漏因沙粒大小不均和幹濕不一樣,也影響計時。所以,用它計時是不精確.的。”
一位天文實習生指著那台西洋進貢給我國的自鳴鍾,問道:“西洋自鳴鍾日夜、風雨、寒暑都能用,不是比其他計時儀器更方便嗎?”
“日夜、風雨、寒暑都能用,這確實非常方便。但自鳴鍾的零件也不太精細,和漏壺一樣,也有快慢,因此,這次觀測日食時,我打算采用日晷作為計時工具。”
“那就是前幾天你讓我們在外麵安裝的那具日晷吧?”
“是的,就是漢白玉石座上的那具日晷。日晷隻能在有太陽時才能用,陰天和夜晚都不能用。”接著,徐光啟指著牆上的掛圖,繼續說道“日晷是由晷盤和晷針組成的。晷盤是一個漆成白色的有刻度的圓盤。刻度刻在圓盤的下半部,有時、刻、分三種,而且正反兩麵都有。圓盤中央有一根垂直於盤麵的暑針。安裝的時候,使晷針指向北極星方向。太陽照在針上,針影落在刻度盤上。針影在圓盤的不同位置上表示不同的時刻。針影指向正北時,就是午正(中午十二時、這日晷是靠太陽在天空的位置來定時間的,沒有比這更精確的了。而且,我們曆局的這具日暑,比你們在觀象台上的那具大得多,觀象台上的日罄,隻能觀測幾點幾分,因此,十月初十日食,我打算就在曆局進行觀測。”
“請徐大人再給我們講一下觀測儀器吧。”一個學生提出請求。
徐光啟看到學生們勤奮好學,就讓兩位學生把望遠鏡放好。“這架望遠鏡是曆局按照傳教士利瑪竇贈給朝廷的那架仿造的。有一米長,是由一根頭大尾小的細長銅管,加上兩組透鏡組成的。”徐光啟指著望遠鏡銅管的頭部說道這裏鑲著的是作為物鏡的凸透鏡。接著,他又指著望遠鏡銅管的尾部:“這裏鑲著的是作為目鏡的凹透鏡。光線先經過物鏡,然後經過目鏡,我們就在目鏡的後麵觀測,就可以觀測星星、月球和太陽。不過,用望遠鏡觀測太陽要十分小心。太陽光線通過望遠鏡的凸鏡後,在凹鏡會聚成一個焦點。如果眼睛靠近焦點,會把眼睛燒瞎的。聽傳教士說,西洋人從發明望遠鏡20多年來,燒瞎眼睛的已經有好幾個了。你們切莫掉以輕心,萬萬要細心才是。”
“觀測時不能直接用眼睛對著望遠鏡,那麼用什麼辦法來觀測太陽呢?”一個學生迷惑不解。
“這另有辦法的。不過夜已深了,今天就先講到這裏。”徐光啟邊說邊走到南牆,將頭探到窗外。天空繁星閃爍,天邊掛著一彎明月,他轉過身說:“看今晚的天空,明日將是晴天,天一明都到曆局草坪集中,我們利用實物繼續講解。”