天文学·史略·鼎盛到衰落: 宋元明

经过五代十国的短暂分裂，宋朝统一了除北方契丹外的中国。宋代科技发达，制造了大型天文仪器如铜制浑仪，在结构和精度方面都比以前有所改进。其中特别是沈括设计制造的熙宁浑仪，较周密地考虑了仪器安装方面的误差，开创了简化浑仪规环的设计方向等; 宋代的水运机械钟的创造更是达到了新的高峰，张思训制造的太平浑仪不但复杂且使用水银代替水作动力。在太平仪的基础上由苏颂领导，韩公廉等人设计制造了水运仪象台——一座仪、象、钟三结合的大型仪器，苏颂还专门撰写了《新仪象法要》以说明之，并有一份星图。宋代还发明使用了平水壶提高报时精度，改进了圭表。

北宋分别于1010年、1034年、1049～1053年、1078～1085年、1102～1106年进行了五次恒星观测。其中前两次记录已失传;最后一次也是最精确的一次，由姚舜辅主持进行，使用了度以下单位(1/4、2/4、3/4)，著名的苏州石刻星图就是以此次观测为基础。

宋代虽然改历频繁，平均约二十年一次。但各次改历大都是数据的变更和经验公式的改善，几乎没有基本理论的改进。北宋颁行的历法中，以姚舜辅的《纪元历》最佳，它创立了观测金星以定太阳位置的方法，许多经验公式也较以前的简便、精密。南宋颁行的历法以杨忠辅的《统天历》最富创造，其回归年长度为天， 与格里高利历一致， 虚设上元积年。

辽、金都颁行过自己的历法。金朝重修大明历在月亮运动周期方面具很高的精确性。它的黄赤交角值和现代理论推算所得相当接近。

元灭金、宋后，组织集中三国原有司天监人员建造仪器，进行实测，然后编历，使中国古代天文学发展到顶峰。

郭守敬针对浑仪的缺点，把它分解成两个独立的仪器，组装在同一长方形底座上，分别称为简仪和立运仪，方便了观测，提高了精度;他创造的仰仪大大有利于太阳的观测;采用高表、景符都能提高观测精度。

元初除在一些重要城市设观测点之外，从北纬十五度起每隔十度设一个点，直到北纬六十五度止。进行了一些天文常数的重新测定，如二十八宿距度(误差绝对值平均小于十分之一度)、黄赤交角。另外还测量了一些无名星，并编成星表，可惜已失传。赵友钦在他的《革象新书》中提出了观测恒星赤经差和去极度的新方法——其原理类似现代的子午观测。

在大规模天文测量的基础上，同时对前代历法进行仔细研究，吸收各历精华，从而创制了中国古代最精密的历法——《授时历》。其基本数据几乎都是历史上最先进的，如朔望日、近点月、交点月等数据取自重修大明历，回归年数据取自统天历;彻底废除了上元积元和繁重的分数计算;使用了三次内插法;引进了类似球面的三角公式。

把蒙古人赶出塞外的朱氏明王朝一直使用的《大统历》实质上就是元授时历。明朝天学厉禁，学风崇尚空疏，加之中国传统天学与数学本身的局限，天文历法无任何进展。

中国的元朝与欧、亚诸汗国的统治者都是成吉思汗的后代，故各国文化交流颇为活跃。在此背景下中国天文学与伊斯兰天文学之间有了接触。耶律楚材的《西征庚午年历》就是西方天文学方法影响中国传统天文体系的一例;《长春真人西游记》载有道士丘处机在中亚的天文活动。著名的《乌鲁伯格表》和《伊儿汗表》中都载有中国的天文历法内容。阿拉伯天文学家扎马鲁丁等人也来到中国，带来了七件译名古怪的天文仪器，其中五种在古希腊早已有之，另两种具明显阿拉伯特色。扎马鲁丁撰写的《万年历》在元初曾颁行过。此后元朝专设回回司天台，并且每年颁行回回历书以满足信奉伊斯兰教者。元代的《秘书监志》中记有回回司天台上的异域天文学书籍目录一份，共有58部之多。郭守敬造的大型天文仪器可能间接受了阿拉伯影响，因为“巨型化”正是阿拉伯仪器的特征风格。

明初专设有回回司天监，后被并入钦天监称为回回科，职责是编制每年的回回历书。钦天监还奉旨译了两部阿拉伯天文著作，即传世的《明译天文书》和 《七政推步》，保存了阿拉伯天文学史料。