在世界各民族文化发达的过程中,天文学总是最早发达的一门科学。无论是农耕民族或是游牧民族，统要依照四季循环来安排他们的生活，决定他们的行动。浮海为生的民族,要在茫茫大海中知道方向,必须认识星宿和太阳的位置。人类的生活既逃不了空间和时间,所以凡是具有高度文化的民族,必须有丰富天文知识。古代天文学最发达的民族要算巴比伦、印度、希腊和中国。可是过去资本主义国家谈天文学史的人，多推崇巴比伦和希腊,蔑视中国在天文学上的伟大成就。一方面固由于西洋写天文史的人,不懂得中国文字。但自命为中国通的人,也鄙夷中国古代天文学的成就而弗肯称道,如十九世纪中叶英国传教士谌约翰著的《中国天文学史》,把中国古来在天文学上的创造,统以为是传自印度和巴比伦即是一个例子。也有少数学者如《星辰考源》的作者荷兰人薛莱格，误解了中国的经典,把中国天文学史推到一万六千年前,以为西方天文知识多源于中国，这也未免过于夸张。我们若用实事求是的眼光来研究世界科学发达史,中国古代在天文学上的成就，自有其辉煌卓越的贡献,值得我们的探讨和宣扬。

中国古代天文学上的成就,有两点和巴比伦与希腊不同的。第一是注重实用,我们天文学上的成就，许多是为配合实际需要而得到的。在同一时期我们的理论也许不比希腊高明，但是技术的应用上却超过了他。第二我们有悠久的历史，各时代继续不绝的有记录、有发现、有创造。我们若把中国天文学发达史分为三个时期，即(1)从殷周到两汉、三国,(2)从六朝到唐,(3)从五代到元、明。则每个时代统有杰出的人才,和一群勤劳的科学工作者,在继续不绝的劳动着,才能创造我们古代在天文学上伟大的贡献。

在一个时期,我们最大的贡献是在历学上。从殷墟小屯时代起，我们已是农耕社会。一年四季寒来暑往的规律对于农产品的培养、生长和收获是有决定性作用的。必得把握这寒来暑往的规律才能把农产品搞好。稻麦五谷早种或迟种十天的差别,常会使农人一年辛苦的劳动变为成功或失败。过去受了帝国主义宣传的毒素，总以为阳历是从西洋传来的,西洋古代历法要比中国来得精密高明,这是完全错误的。我们从甲骨文上可以看出三千年前殷代已经有十三月的名称。《书经·尧典》说:“綦三百有六旬有六日以闰月定四时成岁。”所谓三百有六旬有六日就是阳历年,以闰月定四时成岁乃阴阳历并用。西洋在巴比伦时代或希腊罗马时代,也夹用阴阳两历,和中国原是一样。不过同一时代我们的历法要比希腊罗马来得进步。《孟子·离娄章》说:“天之高也,星辰之远也,荀求其故,千岁之日至可坐而致也。”古人称冬至、夏至为日至。象孟子所说，在战国时代我们测定阳历年的长短,已极有把握。西洋到了我们西汉末年的时候,历法还是非常纷乱，十八世纪法国文学家伏尔台讽刺那时罗马历法说道:“罗马人常打胜仗，但不知道胜仗是在哪一天打的。”到罗马凯撒皇帝定了儒略历,历法遂上了轨道。

阳历和阴历调合的困难,在于月亮绕地球,和地球绕日两个周期的不能配合。月亮绕地球一周所需时间为29.53059天，就是29天12小时44分3秒。地球绕太阳一周所需时间为365.242216天，即365天5小时48分46秒。两个周期不能相互除尽。中国古代农历把阴阳两历调和得相当成功。阴历月大三十天,月小二十九天。一年十二个月只354天,要比阳历年少十一天有余。每隔三年插入一个闰月,却尚多了几天。但若十九个阴历年,加了七个闰月,和十九个阳历年几乎相等。我国在春秋中叶，已知道十九年七闰的方法要比希腊人梅冬发明这个周期,在时间上早一百六、七十年。二十四节气，也是中国历的特点。节气完全跟太阳走的，可称阳历的一部分。二至、二分在春秋时候已经知道了。

其余二十个节气到秦汉之间才完备。西洋到如今只有春分、夏至、秋分、冬至四个节气,并不象我们中国有立春、雨水、惊蛰等名称。这二十四节气于实用上，给一般老百姓以极大方便。明顾炎武《日知录》说:“三代以上人人皆知天文。七月流火,农夫之辞也。三星在户,妇人之语也。月离于毕,戍卒之作也。龙尾伏辰,儿童之谣也,后世文人学士有问之而茫然者矣。”春秋以前没有二十四节气，所以人们的衣食住行统要看星宿的出没来决定，天文常识就很普遍。秦汉以后,有了节气月令,象“清明下种,谷雨下秧”,这类谣谚，和九九歌等流行以后,一般老百姓就无需仰观天文了。

中国古代定一年四季的方法，最初以黄昏星宿的出没为主。《尚书·尧典》以鸟、火、虚、昴四宿为仲春、仲夏、仲秋、仲冬黄昏时之中星。殷墟甲骨文中已有“火”和“鸟”的星名。司马迁《史记》称古代有火正,专门观测大火的昏见。可见我国三千年前,春季黄昏大火即心宿第二星初见,为一年中农业上的大事,季节由大火的昏升而决定。到了春秋中叶我国历学有了显著的进步。依据日本人新城新藏氏的推断,这是由于在鲁、宣公时代，即公历纪元前七世纪,已采用土圭来观测日影,以定冬至和夏至的缘故。希腊用土圭测定冬夏至,始于纪元前六世纪的亚纳雪曼达、尚在我国之后数十年。春秋以后,秦用颛顼历，汉武帝时用太初历,统以三百六十五天又四分之一日为一岁,和罗马凯撒所颁的儒略历同，但却比儒略历要早200年到60年。我们祖先能这样很早就定出一年四季正确的周期,和二十四节气分段的方法,使老百姓作息时间统有所遵循,这显示了二千年前，我们中国人的无上智慧,和继续不绝观察的努力。

除历学而外,我国古代可靠的天象记录,也多在世界各国之先，不但时间最早而且也最详尽。其中日食是最受人注意的,大白青天,太阳忽然不见,满天星斗出现,这在古代是一件惊心动魄的事。为了要明白这道理，我们的祖先三千年前就不绝的在记录和观测。我们即使把股墟甲骨上所记的日蚀和《书经·胤征》、《诗经·小雅》所载的日蚀因为年代不能确定不谈外，单《春秋》一书242年中纪有三十六个日蚀。其中有三十二个已证明是可靠的。最早的是鲁隐公三年二月朔的日蚀,即在公元前720年2月22日。比西方最早可靠的记录,即希腊人泰耳所记的日蚀要早到135年。

彗星俗名扫帚星,是寻常肉眼所不常见的一种星。古代中外统相信扫帚星出现,同国家治乱,民生祸福有关。我国从春秋时侯起即有彗星的记载。秦汉以后,更为详细，彗星当中有一颗很明亮的,西洋叫哈雷彗星,为了十七世纪英国天文学家哈雷而出名。哈雷在公元1682年看到此彗星后,他查西洋记录上在1607年，1531年和1456年，也有同样彗星的出现。那时牛顿的万有引力原理已为大家所公认,哈雷就断定这彗星和行星一样,也是绕太阳而行,他的周期是75年。四颗彗星原是一个星,并且说75年后这同一彗星还要出现。在我国历史上哈雷彗星的记载可以上数到秦始皇时代。从始皇七年(公元前240年)直到清初哈雷时代,这彗星出现,我们历史上全有记载,这证明了我们历史上记录天象的可靠性，统是二千年来无数天文工作人员积年累月观测和记录的成果。日中黑斑是太阳上的一种风暴。因为风暴的温度,要比太阳旁的部分温度来的低,所以它的光芒也比较幽暗些。我们历史上从汉成帝河平元年(公元前28年)起，即有记载，一直继续到明清。

在西洋明末以前,不知道日中有黑斑。著名天文学家刻卜勒在1607年5月间看到了日中黑斑，尚以为是水星凌日。不久以后伽利略用天文镜来看太阳，西洋才知道太阳里有黑斑。这足以证明我国天文学在明以前有许多地方是胜过西洋的。

我国有二十八宿，印度也有二十八宿。我们若把中国二十八宿和印度二十八宿相比较,知道中国二十八宿距星和印度相同者有角、氏、室、壁、娄、胃、昴、觜、轸、九宿。距星虽不同,而同在一个星座者有房、心、尾、箕、斗、危、毕、参、井、鬼、柳、十一宿。其距星之不同属于一个星座者,只有亢、牛、女、虚、奎、星、张、翼八个宿。而其中印度却以织女代我们的女宿,河鼓即牛郎,代我们的牛宿。从此可以知道二者是同出于一源的。这二十八宿究竟起源于中国还是起源于印度,从十九世纪初叶起,西洋人热烈地辩论了一百多年，不得结论。但从中国二十八宿以角宿为带头,和牛女两宿的变动看起来,二十八宿的发祥地，无疑是在中国。

二十八宿全部名称,虽到秦汉时代的《吕氏春秋》《礼记·月令》《史记·天官书》《淮南子》等书里才看到，可是《诗经》里已经有火、箕、斗、定、昴、毕、参、牵牛、织女、诸宿之名。大概在周朝初年已经应用二十八宿。到战国中期，楚人甘公，魏人石申，著有甘石《星经》。书中载有一百二十个恒星黄道度数和距北极的度数。从这些数目，可以断定这位置是战国中叶，即公元前三百五、六十年所测定。西方古代最著名的恒星表要算托勒密的恒星表,在公元后二世纪所成,系抄录公元前二世纪伊巴谷观测的结果。其中载有1020个恒星的位置。甘石《星经》所载的星数虽较少,但观测年代却早了200年，而且精密程度也不相上下。西洋最早的《恒星表》是希腊阿列士太娄和地莫切利司二人合著的,也在甘石《星经》之后七、八十年,到了东汉，和托勒密同时的张衡，已知道中外之宫，常明者百有二十四,可名者三百二十,为星二千五百，而海人之占未存焉。张衡创浑天学说。作浑天仪,立黄赤二道,相交成二十四度。分全球为三百六十五度四分度之一。立南北二极。布置二十八宿及日月五星,以漏水转之。某星始出,某星方中,某星今没,和实际完全一样。其精巧为以前中外所未有。张衡不但对于天文有很好的成就，他还发明了候风地动仪。同时他也是有数的文学家和艺术家。他死后崔瑗为之碑说他“数术穷天地，制作侔造化”。无疑地象张衡这样人,在任何时代,任何国家,统可成为一个凤毛麟角的人物。

在两汉的时候,我国和西域诸国陆路上有来往。到了晋朝以后，海路畅通,和印度、大食、波斯交通频繁。所以在第二个时期从六朝到唐,六百年中,我们和印度、大食间的文化交流是很强大的。我们天文学从印度、大食吸取了不少经验,可是在这个时期天文学上最大的成就仍是我们自己的创造。在晋成帝时候(公元330年左右)虞喜比较古代星宿位置与当时不同,发现了岁差,定出每五十年春分点在黄道上要西移一度。这虽比西洋伊巴谷的发现要迟到四百五、六十年,但却比伊巴谷的每百年差一度的估计为精密。到七世纪初隋朝刘焯定岁差为七十五年差一度，则与实际已相差极近。但西洋同时尚牢守百年差一度的旧说。

在六世纪中,北齐的张子信,因为避乱到海岛上，化三十年工夫专以浑仪测候日月五星，发现一年中太阳的行动快慢，和日月蚀的规律。他说“日行在春分后则迟，秋分后则速。合朔月在日道里则日食,若在日道外虽交不亏。月望值交则亏，不问表里。”张子信这两种发明,于预告日食大有裨益。到唐明皇时代，僧一行和工人梁令瓒造黄道铜浑仪，以测量星宿的经纬度,发现了一桩重要事实,即把当时的星宿位置和古代相比，不但赤道上位置和离极度数，因为岁差的关系有不同。而且黄道上位置亦有不同。如建星古在黄道北半度，开元时测得在黄道北四度半。其余还有天关、天尊、虚梁、长恒等十余星其黄道位置已统和古代有异。若从此作进一步的推断，可以知道恒星本身在天上的位置在移动。此种移动可称为恒星本动。不过一行并没有用这类名称,他只说:“古历星度及汉落下閎等所测,其星距远近不同，但二十八宿之体不变”。恒星本动在西洋到十八世纪初叶英国哈雷才发现的。在唐开元的时候,我们在天文学上还做过一件大事,即是量子午线一度的长短。地球的大小,是人生渴想欲知的一件事,俗语说“不知天之高，地之厚”。同时也是天文学上一个基本数字。关于这个问题，古代希腊人很费一番心思来研究。因为他们几何学已有很好的根底,所以能得到相当精确的结果。在公元前三世纪末,伊拉托色尼在埃及亚历山大城，于夏至日中午测量太阳的高度。从这角度和亚历山大城离开北回归线的距离,他便算出地球一周是25万埃及里，比实际只多了18%。这虽相当精确，总还是一个估计。我国从汉代以来，天文学家被《周髀算经》的唯心学派所误。周髀假托周公之说,以为天圆地方,圭表之影，千里差一寸。从汉到隋没有人能推翻这荒谬的理论，影响了我们天文学的进步。隋朝的刘焯是第一个人用事实来证明周髀影千里差一寸之不可靠。他上隋炀帝的书里说“今交爱之州,表北无影,计无万里南过戴日,是千里一寸，非其实差……清一水工并解算术士,取河南北平地之所,可量数百里,南北使正。审时以漏,平地以绳。随气至分,同日度影。得其差率,里即可知。则天地无所匿其形，辰象无所逃其数。“刘焯这种进步的理论要隋炀帝实行,隋炀帝不听。这事搁了100年，到唐开元十二年,(公元725年)刘焯的主张,终于实现了。大吏监南宫说择河南平地，以水准绳墨引度距离。从黄河以北的滑州起经汴州、许州，直到豫州。并量了滑州、开封、扶沟、上蔡四个地方的纬度。结果得出子午线一度之长是351里80步(唐以300步为里)。这是世界第一次实测子午线的长度。结果虽并不那么精确，可是在方法上是一个极大进步。西洋最早子午线的测量,是回教王阿尔曼孟于公历814年在美索伯达米亚地方举行的,已在南宫说的测量之后九十年了。这次子午线的测定唐史虽无明文,但主动者,无疑是一行。一行俗姓张名遂,是唐初襄州都督郯国公谨之孙。曾在道士尹崇那边学天文,并在沙门普寂那边学梵历。但一行创的大衍历，却比唐初印度人瞿昙悉达的九执历高明的多。这可知我们古代天文学家一边吸取外国的经验,一边却在不断的创造。一行在天文史上亦是一位杰出的人才。欧阳修《新唐史》竟不为之立传。即《旧唐书》一行传亦极短略。统是因为他是方外,是一个僧人。幸而在天文志上我们还能看到一行一生的工作和学说,我国古代士大夫这种封建的观念,不知道埋没了多少真才。

在第三个时期即从五代到元明亦是600年,我们在天文学上继续有不少光辉的贡献。在这个时期我们最伟大的发现是指南针之应用于航海。普通不把指南针当作一种天文学上的器械，但是古代指南针和天文学很有关系。航海上罗盘却和星宿、太阳有一样的功用。讲指南针功效最早的记录,见之于一位优秀天文家的著作中，即是北宋沈括的《梦溪笔谈》。《笔谈》说磁针能指南且微向东,以及四种如何能使磁针指南的方法。但并没讲到应用于航海。沈括死后不到25年，即北宋宣和元年(公元1119年)朱彧作《萍州可谈》记广州蕃坊市舶。其中有“舟师……夜则观星,昼则观日,阴晦观指南针”等语，可知那时指南针用以航海已极普通。美国哥伦比亚大学前中文教授夏德著《中国古代史》。误引朱彧《萍州可谈》之言,说指南针虽是中国发现,而利用罗盘航海却传自阿拉伯。他误会了那时中国来往商人所坐的船全是外国船。哈佛大学教授乔治·沙顿著《世界科学史》更附和其说，真所谓一知半解以误传误。他们不知道在唐朝以前中国人海上来往如法显、义净赴印度求经概坐外国船。但唐以后,中国船已大有进步，船只结构和驾驶技术统在波斯、大食之上,即外国人来往亦坐中国船了。宣和五年北宋要和高丽结好,派徐竞出使高丽，留了一个多月。回国后，写《宣和奉使高丽图经》上陈徽宗。其中很生动地讲到指南浮针如何在风暴中应用着。徐竞是那时派往高丽的大使,他去时从宁波出发,有神舟二只，客舟六只。他所记的尽是亲身经历之谈。指南针应用于航海为中国之发现，乃确切无可疑的一桩事。西洋讲罗盘航海最早的书籍见于十三世纪初，在《萍州可谈》和《高丽图经》之后约一百年。

沈括是我们历史上一位勤劳而富于创造精神和奋斗精神的科学工作者。他为了测定天空北极所在,化了三个多月功夫,夜夜观测,画了二百多张图,方知那时北极离开极星尚三度有余。冬天的一昼夜和夏天的一昼夜,并非均24小时正。冬天地球靠近日点，昼夜稍长。夏天靠远日点,昼夜稍短,中国古代以漏壶定时刻,总以为冬夏不同，是水的关系。

到沈括才知道冬夏日行有快慢。他说：“冬至日行速故百刻而有余。夏至日行迟,故不及百刻。既得此数然后覆求晷影莫不吻合。”沈括化了十几年工夫做了一部晷漏的书。可惜这书今已不传了。沈括对于历法主张抛弃一切前人之说,以节气定月。彻底为阳历,不管月亮的朔望,把闰月完全去掉。他说：“今为术莫若用十二月气为一年。直以立春之日为孟春之一日,惊蛰为仲春之一日,如此则四时之气常正。”这样彻底的一个阳历,较现行历法合乎农民实用。但在当时代这种主张是很受人的疯狂攻击的。二十年前英国气象局局长肖纳伯有同样的计划,不过他把元旦放在阳历的11月6日，即中国的立冬节。称其历为农历。到如今英国气象局统计农业气候和生产，是用肖纳伯农历的。沈括说：“予今此历论，尤当取怪怒攻骂,然异时必有用予之说者。”他料想不到九百年以后他的历会在英国行起来的。

元朝的时候,中国版图扩充到了东欧,把西域各国也包括在内。所以在这时期，我们的天文学和历学又从西域诸国吸取了不少经验。元世祖至元四年波斯人札马鲁丁进西域仪象,并造万年历。但不久郭守敬创立授时历,以365.2425天为一岁，和实际地球绕太阳一周的周期只差26秒。与目前世界所用格里高里历一岁周期相同。但授时历在元至元十八年(公元1281年)已应用，西洋则到1582年才开始颁发。格里高里历比授时历要迟300年。郭守敬又制造了简仪、候极仪、玲珑仪、浑天象等十三种仪器,机巧精密胜过前人。

1947年版大英百科全书，也承认郭守敬所制简仪等器，早于西洋丹麦天文家第谷氏所发明同样仪器计凡300年。郭守敬又发起全国测量纬度的大事业。计东起高丽,西至凉州、成都、昆明，北至铁勒,凡二十七个地点,并立了二十二个测候所。这可称为中国古代天文学极盛时代。

从元郭守敬到明末徐光启300年间，中国天文学无若何的进步。这可从明崇祯五年徐光启日食奏议中看出来。他说:“日食自汉至隋凡二百九十三。而食于晦日者七十七，晦前一日者三,初二者三,其疏如此。唐至五代凡一百一十。而食于晦者一,初二者一,初三者一，稍密矣。宋凡一百四十八。则无晦日，更密。犹有推食而不食者十三。元凡四十五,亦无晦食,犹有推食而不食者一,食而失推者一,夜食而书昼者一。至加时先后，至四五刻,当其时已然。至今遵用,安能免此。乃守敬之法,三百年来,世共推归，以为度越前代何也。高远无穷之事,必积世累时,乃稍见端倪。故汉至今千五百岁，立法者仅十有三家。盖于数十百年间一较工拙,非一人之心思知力所能黾勉者也。守敬集前古之大成,加以精思广测,故所差仅四五刻。比于前代,洵为密矣。若使守敬复生今世,欲更求精密,计非苦心极力,假以数年恐未易得”。

预告日食,在中国历代统当作一桩大事。预告日蚀技术的进步,很可以代表天文学的进步。我们天文学从两汉经唐、宋、元各时代统代有进步,为什么到明朝却会墨守旧法,停顿下来呢。清阮元作《畴人传》评量明朝人天算的成就说:“明季士大夫率以空疏相尚。”又说:“明代算学陵替习之者鲜。”大概明朝提倡科举,以八股文取士。使一般知识分子统把时间化在玄而又玄的八股文上,是一个大原因，明末顾炎武说道:“八股之害,甚于焚书。”并不言之过甚。到满清怕汉族的民族革命,更要利用八股文来做欺骗人民的工具,所以虽是西洋天文学上有许多经验可吸取，但终清的一代我们在天文学上却没有什么创造。在明弘治年间意大利人哥伦布利用指南针发现了新大陆,引起了西洋十六、七世纪时代工商业的繁盛,间接刺戟近代科学的兴起。在徐光启时代我们的天文学并不比西洋差多少,和徐光启同时的伽利略应用了天文镜,大大的推广了天文学家天空探视的范围,遂使我们以后在天文学上的成就,望尘莫及。但是我们回顾郭守敬以前张衡、虞喜、刘焯、一行、沈括等的伟大创造,以及千万天文工作人员积时累世的劳动成绩,我们很可以自信在人民政府所提倡爱祖国、爱人民、爱劳动、爱科学、爱公物的文教政策领导之下,给以相当的时间,我们的天文学,和旁的科学一样,必会有更灿烂光辉的成就。