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地球天文合論三
瑪吉士《地理備考》
《氣論》
曰：凡運動流行於地球四面者，名曰氣。由地上升，不過數十里而即止。去地近者厚而密，去地遠者薄而稀。其為氣視之莫見，撫之莫獲，放之則彌六合，卷之則退藏於密。故有輕重剛柔之殊，人物共所包羅，以通呼吸而延壽命。且又易於聚散，其散也則為熱，其聚也則為冷。是以所受之熱，愈炎而愈散，所受之冷，益寒而益聚。一散一聚，無不流動焉。夫何有是氣哉？乃地上之山川、人物、水火、金石、穀蔬、草木等萬物之所發者也。試以其重驗之，比水約輕八百五十六倍。既有輕重，其包羅人物之外者應重，勢必壓伏難舉，而人何以不覺其重。蓋因所包羅者上下周圍均同，故人不覺也。譬如人入水底，何以不覺其重，若以身接飛泉下流，何以又覺其重。蓋在水底者，上下周圍，均為水所載，故雖重而不覺其重。其接飛泉下流者，水往下傾，身之上皆為水壓，雖輕而仍覺其重也。又譬將手入桶水之中，不覺其重，若將桶開一孔瀉水，以手承之，則手自被水壓而往下。蓋手在水中，周圍有水包之，故不覺其重，手在水下，惟有上流之水下壓，故覺其重也。再譬如將海沫一團，以線係於大木桶之底，隨後用水貯滿桶內，海沫體質極軟，而其上壓之水甚多且重，何以不能將海沫壓損，蓋海沫中已浸滿水體。故外水雖多，乃周圍包之，不能壓損。況其體中所浸之水雖少，亦可敵外面之水也。氣之理亦然。氣比水尤輕，水既周圍包羅，不覺其重，氣亦周圍包羅，所以尤不覺其重也。又氣越厚密則越重，越薄稀則越輕。地方所在越高，則其氣越薄稀而輕，越低則其氣越厚密而重。是以人居地面，則服其氣，若去地遠，則氣力薄而不能保其生命也。曩者，嘉慶年間，西域有人乘風球上升，去地約十四五里之遠，其人即覺有耳聾者，有手痹者，又有受萬種淒涼，莫可明言者。諸各不同，倘若離地愈遠，不知更作何狀。可見人離地面，不可過於高遠也。又氣之輕重厚薄，各處各時皆不相同，故西域製造陰晴表，以度量其輕重，再凡運動流行之物，皆有輕重之質。而氣則除輕重外，猶有剛柔之性，其體質若有外力製之，可以由大而縮小，然其體質亦具有力。或去其外力之製，又可以舒小而復大也。譬如以皮氣球將氣裝滿，封固其口，人或以手按之，則氣必收縮而曲斂，將手離開，則必舒放而復元。惟人手按之之際，但覺其氣勢騰起而拒手。若將氣球擲地，勢必跳躍。若非氣有剛柔之力，何能如此。再其剛柔之力，有多寡之別。若按之力小，其騰起之勢亦小，按之力大，其騰起之勢亦大。且本性原有三等可見。一則雖按之不論幾多年限，其力終始如一，並無消減。二則熱之愈甚，其力愈大。三則若無阻隔，抑壓者其舒而發散，即彌漫無窮也。但氣之厚密，各處不同。故欲定其高量非易，所以氣之凝也。愈遠於地面，則愈薄焉。
《風論》
曰：夫氣既為運動流行之物，而其本性原寂靜不動。上下四旁，不偏不倚，常為均平。有一處失其均平之勢，則周圍之氣皆因之而動，其動則為風。其成風之由，一則因熱，一則因冷。熱則令氣發散，而此處較彼處尤為輕稀，冷則令氣凝聚，而彼處比此處更重密。緣氣動有遲速之殊，故風起有利迅之別。屢次試驗，嚐見四刻之內，有行二三里者，有行百五六十里者。且風所以常變不定，皆因其由來使然。若其由來常如一轍，則風亦始終不變也。凡在海上駕舟之人，常見熱道之間，周年東風，名曰不易之恒風。其故皆因日之類行，從東而西，將在下之氣曝之，使散其氣。俟日過復凝，於是其氣已歉，則東方之氣，從西流而彌縫之，故常隨日俱西，流動不息，周而復始，所以恒變為東風也。又有言其處恒發東風者，因地球本體，一日一周之故，蓋地球每日由西而東旋轉，其面上之氣，自必流行其上。從東而西，如舟行逆水，或由西而東，其水過於舟身，必從東往西而流也。其風亦有時偶因他故，稍為變易，其故不一。今就南北二帶之風言之，其風凡從一方而起，無甚變幻，其名為二帶風者，乃由赤道至北，約三十度，至南亦約三十度，南帶北帶之間所發者也，有三等之別：其一名曰恒吹風。北方永從正東而起，惟在赤道上，及去赤道或南或北二三度之處，雖恒吹東風，然亦稍有變異，不能永為一定也。其二名曰當令風。乃六個月一方而起，再六個月從相對之方而吹。其風凡轉對方之際，每有烈風暴雨，雷電交作，乃春秋二分之時也。其三名曰海地微風。乃每日自子時至午時，則由地向海而吹，自午時至子時，則由海向地而吹。因其風微細，所吹不過二三十里即息故也。
《雷電論》
曰：雷者，空中閃電發燒之聲也。其鳴為雷霆，又名霹靂。其光則為閃電，又名雷鞭。夫何以有是雷電哉？凡天氣炎熱從地面必有能然之氣，如硝磺等之類，發泄而上騰，至其氣在空中，積滿之際，則然而化為雷電。故夏令居多，冬令甚鮮。至雷鳴之聲，或云皆因於硝氣迅然發泄所至。若雲中無硝氣，則惟有電掣而無雷鳴。又凡雷鳴必先閃電而後雷響。其鳴聲長短，亦因有山應之則其聲悠長，若在穀中其聲更長。且其聲之大小疾緩乃相離遙遠，故先見其光，後聞其聲也。其雷在熱道一帶，時所恒有。若在赤道之上，則聲愈洪巨，屋宇舟車人物無不震動。凡雷行縱橫不定，常於空中且進且退，往返回環，一時則千盤萬旋不已。其所以致雷下降者，每因雲積甚厚。倘一遇風，則吹散消滅而雷不鳴。凡塔頂之金銅等物，亦皆有吸雷下降之力。故凡雷鳴時在高處較低處為尤多。再雷鳴之時，撞鍾放炮，皆屬不宜。蓋因鍾炮之聲，均能動氣，恐氣動而致雷下降也。又雷鳴時，所有硝磺火藥等易然之物，必須藏匿恐被雷火引著而轟擊也。
《日月重見論》
曰：日重見者，乃雲上所形之日體也。皆由太陽之光，映射於浮雲內，故人視之如別有一日也。凡日遇有重見，即有光環相隨於後，且必有或雨或雪相繼而下。日之重見有多寡不等，其二日尚為人所時見，然已覺其少。其三四五六日，則人罕見之。順治十八年，波羅尼亞有同時見七日者，尤少之少也。月重見者，乃雲上映照之月體，其數之多寡與日略同，其所重出之月，一時或旋繞於真月之外，一時或並列於真月之旁也。
《冰論》
曰：冰者，乃嚴寒所凝結之水也。夫水本流行之物，一凝則靜而不動，其體堅實，必須剖之始開，擊之方碎。且凝結之量包涵甚大，試觀貯水之器，往往被其鼓裂。凡石罅中若凝結充滿，亦可裂開，而山或為之崩墜。凡寒冷至極，則凝結如山，距赤道數十度之處，見於海面者甚高且大，宛如島嶼，半浮水上半沒水中。春初及穀雨時，人尚可近之，迨穀雨後則無人敢近，恐其融化傾墜而被壓也。近二極之處，雖大暑時亦不融化，所以南方離赤道六十八度，北方離赤道八十一度之處，恒為積冰所阻，不能越過。
《潮論》
曰：潮者，乃海水之動而不失其常也。每日十二時三刻四分，必有二次之消長，長足則漸消，消盡而復長。其長也則名曰上潮，其落也則名曰下潮。蓋日月眾星皆有吸水之力，視遠近為微甚。而月尤近於地，是以地球月圍所包之海水，凡在月正對之下者勢必被月吸起，故各處地方月至當頭其處，海水必然長高，其長則為上潮也。不惟月至當頭為然，即月至下面天頂，其上面地球之處，亦如月在當頭，仍為長潮，可見月至上面天頂，上面地球正對處長潮，而下面亦長，月至下面天頂，下面地球正對處長潮，而上面亦長，蓋地球上下二面各處正對之水，其與月相離至近者，則月吸之甚力，其潮上起其與月相離至遠者，則月吸之不力，其潮下墜。勢必相離於地球中心，而較周圍各處之水逾高愈下。所以地球上下二面之水各為增長，地球各處地方，凡距上下二頂各九十度之間者，其海水一上一下分流，勢必消減而並落。其落則為下潮也。又因月行於本道，每至一午線之上必經由二次，一則於上面，一則於下面，並須十二時三刻四分，方能一周，是以四海之水十二時三刻四分二次消長焉。夫潮每月朔望，定有兩次消長，較平日為尤甚，名曰大潮。蓋因朔乃日月相遇，交會並在一處，其相吸之力更大，故地球上面甚高，而下面之潮其墜亦甚大也。望乃日月相距間，對列在兩邊，其所分吸之力亦大，故地球上面之潮較盛，而下面之潮其墜亦較甚也。其長既較平日甚大，而其落亦比平日尤低，理所必然也。又每月之內，定有兩次消長，較平日為尤小，名曰小潮。即在月之上弦下弦。蓋因二弦之時，日月相距九十度之遠，若月與潮長之處，正對其落處，乃日正對之下。若日與潮長之處，正對其落處，乃月正對之下，其因月吸而落之水，又被日吸而長，其因日吸而落之水，又被月吸而長，故兩分其水勢，然月近於地，其吸力較大，日遠於地，其吸力較小，故此時之潮，雖長而不能大，因月吸之力勝於日吸之力也。再大潮每年有二次，較各月尤大，小潮亦有二次，較各月尤小者。則在立春立秋之時，日近於地而吸力較大，所以潮之或長或落較他月為尤甚。且潮之長落因乎月，時常與月相隨，由西而東。是以每月於朔望而至一處午線之上，其處即為潮長，至次日則月遲三刻四分，方能再至午線上，而潮亦必須遲至三刻四分始能再長也。故凡各處十二時三刻四分之內，有二次之長落，六時一刻九分三十秒，有一次之長落，凡知一處每日長潮落潮之時，以後每一日多加三刻四分，即明曉矣。然地球並非四面全水，故潮之長落，各處亦不能盡同。況且山峽洲島阻束水勢所以同時之潮，又有或高、或低、或大、或小、或長落、或不長落之別焉。
夫海水之動，前於《潮論》已為詳釋。此外尚有別動之端，其名曰流。而流之動與潮之動，迥不相同，亦不相礙，皆因地球本體西向東旋。是以洋海之水，其流大抵由東而西。但為山峽洲島阻隔，不能盡屬順流，故有分歧，或變為南向北流，北向南流，西向東流不等，然終歸一派，仍西向而流也。總而言之，其各流甚急且大，常令舟行退回，十分險要，故駕舟之人，凡過其處，務宜預為防備，以免失落遲誤之患。
《地震論》
曰：地震者，乃地內硫磺各石類之然燒也。避之不得亦莫知其動至何處。其為硫磺等各石類然燒而成者，已有實據可證。西域有勒美裏者，將鐵末硫磺與水三和勻，通共重三十八斤，穴埋地中，越數日，竟致地面震動墳起，且有火焰發出。又乾隆二十年，布路亞國都，地動傾覆之害，自古罕見。地縫中所出黑塵劫灰及有水翻滾，皆具硫磺氣味。總之地中有溫泉，及硫磺各礦，其處則必頻頻遭地震。因硫磺各石其性不一，有相合者，有相反者。譬灰與水二性相反，若兩相值勢必驟發。其在地中亦然，一遇聚合，即然燒爆發。若地竅寬闊，足以舒其所發之性，則無地動。倘地竅窄狹，不能舒其所發之性，其發必將周圍搖動，然盡方息也。又地中有一竅然燒，而臨近各竅，亦必被其殃。譬如火藥，若有少許引線，則各處皆然。故凡地動一處，相離則數十里轉瞬皆動也。又凡地中各竅既然，其上面周圍之處，均為搖動。譬如以重物擊壁之中心，其壁上下兩旁周圍，必皆震動。其體愈剛堅者，其震動愈遠。再地動有因本處而震動他處者，有因他處而震動本處者。凡本處之動，上下搖動，其動也大。他處之動，兩旁搖滉，其動也小。再凡地動之際，皆有聲響，乃地中然燒，其氣發散之音也。再凡地大震，必有各預兆於其先，或天邊有黑雲出現，緩緩上騰，彌漫空中，或地上酷熱，上騰之氣，被其散漫，而大風暴發。或天氣極熱，微風不動，萬物煩燥，故凡風暴地震，必先有異兆，即天地寂靜，萬籟無聲，而樹木無風自動，此皆災變之將至也。
《火山論》
曰：火山者，乃地中之火，由此發竅而出之路也。其穴口所吐者，並有浮石溫石等隨火發出，上為黑煙，灰燼渣滓騰空如濃雲，俯不見日。其火山高低不等，其低者則火由穴口發出，高者則山旁綻裂，火由縫出。其山中噴出之石灰漿水等則低者常多，高者常罕。總計天下之火山，現有火出者，大小共六十八處。其在洲上者二十有八，其在島中者四十。今已無火，其形仍舊者，大小共九十二處，其在洲上者四十有五，其在島中者四十有七，後釋其地，再為注明。