天文学·史略·体系的形成:从春秋到秦汉

由《春秋》294年史料中记有的700多个月名，394个干支日名，37个日食记录(后证明有33次可靠)得知，春秋时期一年分为十二个月;已有了春夏秋冬四季之分。朔、晦日定于月的首、尾;中期后朔日推算已相当准确。因十二个月共354或355天，为与回归年(天)结合，隔两年或叁年插入一个闰月，中后期置闰已大致符合十九年七闰法，大小月的安排渐有规律。大约在公元前五世纪前后诞生了四分历。

战国时代四分历已很成熟。随着周天子权威的削弱，各诸侯称王并颁行自己的历法。这些历法都是四分历，只是岁首、历元各不相同。《汉书·律历志》有“三代既没，五伯之末，史官丧纪，畴人子弟分散，或在夷狄。故所记有黄帝、颛顼、夏、殷、周及鲁历”这六种古历，除颛顼历因在秦及汉初用过，现已发掘获得不少资料外，其他五种历法至今只留下一些片断资料，存于唐《开元占经》、《后汉书·律历志》、《新唐书·历志》之中。

从长期的观象经验中，古人已意识到日月五星的位置变化。作为度量天体运行标志的二十八宿在春秋战国渐趋成熟。赤道坐标和用来测量天体位置的赤道式仪器也开始发展起来。出现了甘德、石申等有名的天学家，他们对五星运动周期及顺、逆行有了一定认识。保存于《开元占经》中的《石氏星表》是最古老的星表之一。春秋战国时期百家争鸣，产生了宇宙本原的元气说; 关于宇宙结构的盖天说、浑天说;关于天体演化的思想。留下了哈雷彗星、流星雨、陨石等记录。

秦统一中国后，颁行统一的历法——颛顼历。它一直使用至汉武帝太初改历止。这期间历法基本没有变化。从长沙马王堆汉墓发掘出的帛书《五星占》和《天文气象杂占》可知，当时对金、木、土星的会合周期已定得相当准确，对彗星的描绘也很细致。

颛顼历行用一百多年，误差经积累已使得“朔晦月见，弦望满亏多非是”(《汉书·律历志》上)。同时，汉武帝为表明自己“受命于天”，下诏改历。先大力制定仪器进行测量，其中落下闳改进的赤道装置除没有黄道圈外，已和后世的浑仪结构大体相同;征召二十多位民间天学家共同工作，收集七、八家历法，最后选定邓平的八十一分历，制订出“太初历”。它已具备了后世历法的各项主要内容，比颛顼历有进步：规定以无中气置闰;记有日、月食周期，为预报日、月食打下了基础;测定的五星运行周期也有显著进步。其附会黄钟自乘所取朔望月长比四分历误差大，正是古代中国天学神秘化特征的体现。奇怪的是，太初历遭到了几代太史令的反对，至汉昭帝时经三年观测验证，才确立了太初历的优势地位。

宣帝时大司农中丞耿寿昌经长期观测发现日月运动赤道度数计算的不均匀性，其原因为黄道和赤道有一相当大的交角;耿寿昌还创造了浑象——一种类似天球的仪器，它立足于浑天说，又成为后世进行黄赤度数换算的辅助工具。

至西汉末，刘歆附会一些神秘数字解释《太初历》的基本数据，并把其改造成为《三统历》。同时撰附了一篇主要用来说明《春秋》和其他古史的《三统历谱》。它们被收入《汉书·律历志》中，成了保存至今的最完整的历法。而《太初历》却失传了。

由于太初历回归年、朔望月数值太大和历元的误差，到东汉初年已发现朔日置后现象。永平二年开始逐渐改进，元和二年正式颁行李梵等人编的四分历。它改正了先秦四分历以来一直沿用的冬至点位置;用黄道度数计算日月运动和位置;根据实测定下了二十八宿距星间的黄赤道度数，二十四节气时太阳所在位置和昏旦中星，昼夜漏刻和八尺表的影长等重要数据。发现了月行速度的迟、疾现象。

东汉末刘洪的《乾象历》是第一部传世的引进月行迟疾的历法。它定出了比较精确的近点月日数和近点月内每天月球实际所行度数; 据月球实际运动修正平均运动即以定朔(望)修正平朔(望)，改进了回归年、朔望月数值，从而更准确地预推日、月食;第一次定出了食限数值。但它在东汉并没颁行。

汉和帝永元十五年创造了太史黄道铜仪。其后的大天文学家张衡发明了漏水转浑天仪，它把天浑仪与传动机械和漏壶联接，是我国水运仪象传统的首创者。

中国古代最重要的三家宇宙理论——盖天说、浑天说和宣夜说在两汉都有重大发展。起源于先秦的盖天论在公元前一世纪成书的《周髀算经》中完成了它的数学模型。随着浑仪、浑象等天文仪器的发展，浑天说也至迟在公元前一世纪建立并在浑、盖之争中取得优势。由对浑、盖的怀疑，进而产生了宣夜说。

古代天体演化说史上比较系统的理论也首见于两汉。《淮南子·天文训》和张衡的《灵宪》中都表现出了宇宙从虚无中创生的思想。