中國天文考古學
《中國天文考古學》
作者: [馮時]
出版社: 中國社會科學出版社
出版年: 2011-11
頁數: 559
叢書: [當代中國學者代表作文庫]
ISBN: 9787500459194
作者可以說是以一己之力創建了中國天文考古學這一學科分支。利用考古學和古文獻等材料研究中國古代天文學的成就和思想，探幽發微，非常精彩。上古天文學既無文獻可征，只能依據考古學遺跡，結合傳世文獻，展開猜想、分析與驗證。書中對濮陽西水坡墓葬和牛河梁三環石壇的研究就是很好的例子，作者廣博的學識、強大的構建能力讓人嘆服。
以下是推特讀書筆記。
天文考古學研究，首先需要運用考古學的資料和方法探討古代先民的天文思想和天文活動，進而深入于上古政治史、宗教史、哲學史和科學史的研析。展現著對古代人文與古典科學的新的研究視野和研究方法，從天文學的角度，研求文明起源的動因和發展脈絡，直探人類思維的原始及文明的初基。
古代的宇宙觀建立在先民對于時空認識的基礎上，因此，天文學不僅是古代科學的淵藪，也是文化的淵藪。
東西方天文學存在本質的差異，這種差異根植于兩種不同的文化。亞里士多德天體完善的理論深深影響著西方天文學，使他們幾乎放棄了對天文學中某些領域的研究。而中國天文學與星占學的密切聯系極大地束縛了中國人的思想。
天文考古學興起于20世紀初對英國著名的索爾茲伯里巨石陣的研究，當時洛克耶提出其在公元前2000年已被用于觀測太陽。1965年霍金斯出版了關于古人如何利用巨石陣進行天文觀測的論著，首次明確提出了“天文考古學”這一概念，標志著這一新學科已作為一個獨立的分支正式誕生。
夏鼐于1965年發表了對洛陽西漢壁畫墓星象圖的研究，首次根據考古資料系統探討了中國古代的恒星觀測。十年之后，他的《從宣化遼墓的星圖論二十八宿和黃道十二宮》，對二十八宿的起源時間和地點作了詳細闡述，成為中國天文考古學的代表性論作。
天文考古學屬于廣義的歷史學，它是有意識地對古代人類禮天活動留棄的各種物質遺存及文獻的天文學研究，以闡釋古代人類的社會歷史的學科。
農耕文明的發達需要觀象授時，而敬授人時與占星術預言又是統治者維持統治的必要工具，顯然，天文學對于農業與祭祀無疑有著重要意義，在當時嚴肅而隆重的觀象活動必然于先民的遺跡和遺物中留有痕跡。
湖南長沙子彈庫戰國楚墓出土的帛書，是迄今所知最早、且最為完整系統的天文學文獻。其創世章所敘說的創世神話，如今對我們已顯得陌生了。它所展現的原始古史觀與原始創世觀不僅新穎，而且也相當獨特。
在天地尚未形成的遠古時代，大能氏伏義降生，他生于華胥，居于雷夏，靠漁獵為生。當時的宇宙廣大而無形，晦明難辨，草木繁茂，洪水浩渺，無風無雨，一片渾沌景象。后來伏義娶女媧為妻，生下四個孩子，他們定立天地，化育萬物，于是天地形成，宇宙初開。
以后夏禹和商契開始為天地的廣狹周界規畫立法，他們于大地勘定九州，敷平水土， 又上分九天，測量天周度數，辛勤地往來于天壤之間。大地上山陵橫阻而敏塞不通，致使洪水泛濫，禹和契便導山導水，跋涉于山陵、急流與泥沼，命令山川四海的陰氣陽氣疏通山川。
當時日月還沒有產生，于是伏義、女媧的四個孩子依次在天蓋上步算時間，輪流更替，確定了春分、夏至、秋分和冬至。
在分至四時產生的千百年之后，日月由帝俊孕育而產生。當時九州的地勢不平，大地和山陵都向一側傾斜。四子這時又來到天蓋之上，推動天蓋開始繞北極轉動，并護守著支撐天蓋的五根天柱，使其精氣不致散亡而朽損。
接著炎帝又命祝融，讓四子定出春分、秋分和冬至、夏至時太陽在天蓋上運行的三條軌道，又將天蓋用綱繩固定于地之四維，同時定出東、南、西、北四正方向。在三天四極奠定之后，帝俊終于開始操縱著日月正常地運行起來。
后來因為共工步算歷法過疏而使陽歷長于陰歷十日，從而導致四時失度，但四子歸歲馀為閏，創設閏法，終使年歲有序而無憂。共工的疏失又使風雨無定，七曜之行無常，朔晦失序，四子于是恭敬地迎送日月，使日月各行其道。人間這才有了朝、昏、晝、夜的分別，創造宇宙的過程終于完成了。伏羲氏居燧人氏之后，宇宙混沌未分，廣大無形，反映了其時人類尚未有認識天地的要求，或者說還沒有明確的天地的概念。這大概描述了整個舊石器時代人類處于蒙昧時期的真實情況。帛書言伏義"厥佃漁漁"，也是對農業發明之前人類依靠漁獵為生的事實的客觀寫照。
帛書直言伏羲娶女媧為妻，這種傳說淵源甚古，到漢代仍十分流行。三國吳人徐整作《三五歷紀》，始創盤古開天辟地之說，這是后出的古史。顧頡剛指出，盤古未出現之前，女媧實為開辟天地的第一人。女媧補天的傳說，仍是伏羲女媧定立天地以及其四子鞏固天地的先秦創世觀的融合與訛變。
帛書言伏羲女媧“是格參化”，意即參錯陰陽，萬物化生。其時天地奠定，已有陰陽的區分。女媧化育萬物實際就是使陰陽合洽協調。女媧化育萬物，為萬物之主，因此也就出現了女媧創造人類的神話。
天地形成之后，接下去的工作便是如何對它們進行布測戡劃。帛書系統講述了禹、契在這方面的功績。秦漢以后，禹、契治理在天周的事跡并未像他們治理大地的事跡那樣得以廣泛流傳，大概因為天文占驗畢竟為少數統治者所壟斷，相關的創世神話逐漸湮沒無聞。
天地開辟并規劃之后，四時便相繼而生。帛書所講的四時并非指春夏秋冬四季，而是指春分、秋分、夏至、冬至四個時間標記點。二分二至由四神所司，他們是伏羲女媧的四子，分別為春分神羲仲、夏至神羲叔、秋分神和仲、冬至神和叔；商代卜辭中，四子則另有一套名字：析、因、彝、(九)。
分至四時日行軌道的奠定無疑是日月得以運行的前提，四神從此把司掌四時的任務交給了太陽，這反映了上古天文觀的進步。
共工觸山致使天傾西北，所以日月星辰由東向西移動；地不滿東南，因而水由西向東流泄。根據歲差計算得到的公元前5000年的天象表明，當時的赤道圈確實向著西北傾斜。同時中國地理西北高、東南低，那么這種“天傾西北”、“地不滿東南”的天文地理現象顯然早就被古人注意了。
帛書創世章所描述的種種神話具有十分豐富的內涵，它不公系統彰明了先秦古史觀與創世觀，而且也正是由于這種系統性，為我們了解中國古代天文學的起源給予了極大幫助。
帛書顯示，天地乃由伏羲娶女媧為妻之后才得以開辟，意味著人類對于天地的認識似乎與一種固定的婚姻制度的產生同步出現，而最早的嚴格意義上的婚姻制度正是標志著母系氏族社會誕生的族外婚制。大約在舊石器時代晚期，先民顯然已具備了明確的天與地的概念。
這些概念應該適應著一種原始的對祖先審的景慕心理，表現為早期先民對于人類生死異界的樸實的想象。這種想象不僅最終導致了天文學的產生，同時也造就了獨具特色的原始宗教。人死之后，靈魂應該升上天界。大約公元前第六千至第五千紀，這種觀念已相當成熟。
天文學作為一種觀象授時的神秘學問，它的進步應伴隨著原始農業的發展，似可追溯到新石器時代早期。《世本·作篇》以羲和占日，常儀占月，后益作占歲，臾區占星氣，大撓作甲子，隸首作算數，伶倫造律呂，容成則綜斯諸術而著歷法。它表明中國天文學的主要部分在黃帝時代就已完成了。
天地開辟之后如何建立天與地的聯系，是古人首先要考慮的問題，而巫覡則是建立這種聯系的人物，逐漸確立了他無可取代的重要地位。這使中國早期天文學從一開始便具有鮮明的星占學特點和強烈的政治色彩。天文學是古代政教合一的帝王所掌握的神秘知識。
君王及官吏皆出自巫，這是中國上古史的顯著特點，因而古代的政治領袖一定是作為群巫之長。殷周時期稟承前代傳統，王與巫有著特別密切的關系。禹、契均為大巫；成湯即為巫履；群巫中最有名望的巫咸，是殷代神巫，其地位在商代的直系與旁系先王之間。
商代建有龐大的貞人集團，以行占卜之事。商王作為群巫之長，或卜或筮。卜是龜卜，乃觀龜之兆象變化而斷吉兇；筮是數占，為揲蓍草布算，查其數字變化而定禍福。龜卜可由貞人和商王分別操作，作為效驗的筮占似乎只由商王親自施行，顯示王在群巫中具有不可替代的重要地位。
巫是古代溝通天地的人物，他的地位取決于他在觀象授時的活動中，通過尋找天象與人間禍福的某種聯系而作出預言的正確程度。對生產季節的準確把握，對于天災人禍的及時示警。早期天文學也就隨著這種 以星占為目的的觀象活動緩慢發展，在相當長的時期內都無法擺脫星占術的羈絆。
商代無疑已出現了專職的占星家，其中最著名的一位就是巫咸。甲骨文顯示某些貞人的記錄充滿了占星的味道，而另一些人的記錄則與天文毫不相干。那些以占星為業的貞人的身份也屬于占星家，他們很可能是周代保章氏的前身。保章氏在周代是一個很重要的職位，是世襲的。
作為占星學的全部基礎在周代已建立，特別是在春秋戰國時期，中國天文學的各種體系都已奠立完備，傳統星官的命名已基本完成，它實際成了人間社會在天上的復制品。天上星宿與地上郡國的對應關系，即分野，也已建立，將天上日月五星的運動與地上列國的命運聯系起來。
不僅中國古代的天文著作都是星占著作，早期的天文學家也肯定都是占星家。占星家關注的天象主要有兩類，一類屬于奇異天象，另一類則是五星運動。
“熒惑守心”是對最高統治者極為不利的天象。有學者對中國古代全部23次熒惑守心記錄進行研究，發現其中竟有十七次是虛構的；另一方面，自西漢以來實際發生過的近四十次這類天象，卻多未見于記載。很明顯，占星家為適應政治的需要，對天象的記載是極不忠實的。
星占學由于要了解各種天體的運動規律，因而對推動中國天文學的發展起過積極的作用。但是它把自然天象視為上天的警告和人間禍福的征兆，從而在根本上淡化了人們對于這些天象的發生原因等問題的深入探索，最后終于成為束縛中國天文學發展的枷鎖。
分野觀念在遠古時代已具雛形，而且也經歷了從簡到繁的完善過程。中國古代的分野體系具有諸多不同的形式。大汶口文化和良渚文化普遍流行一種斗魁形象，應反映了一種原始的分野觀。因此，早期分野思想的形成上溯至公元前第三千紀應該沒有問題。
古代中國，主要的球面坐標系統有地平坐標、黃道坐標、赤道坐標和銀道坐標，其中地平坐標系統雖產生最早也最為直觀，但赤道坐標系統在天文學上則得到了最廣泛的應用。
太陽每天在恒星背景中向東移動約一度的角距離，一年大致行移一圈。太陽在天球上的這個周年視運動軌跡就稱為黃道，它實際則是地球圍繞太陽運轉的公轉軌道。中國古人認識黃道較早，二十八宿體系自古被視為"日月舍"，顯然在這個星宿體系創立之初，黃道概念就已經萌芽了。
戰國時代的《石氏星經》是最早明確提到黃道的古代文獻，然而書中記述的冬至點位置，“黃道規牽牛初直斗二十度”，這個天象的出現時間最早只能上溯到公元前80年左右，說明今本《石氏星經》的成書年代不像傳統認為的那樣早。
公元前1世紀的劉向，其《五經論》：“日月循黃道，南至牽牛，北至東井。”根據這個記載，黃道的南點，即冬至點位于牽牛，這個天象至少出現在公元前5世紀。因此，中國古人很早就開始了以黃道為基本大圓的天體位置測量。
天球赤道是地球赤道平臺向外延伸并與天球相交形成的大圓，赤道坐標系統的形成需要人們首先認識赤極，即天北極。其他文明古國，如埃及、巴比倫、希臘，都建立了完善的黃道坐標體系，而中國先民重視拱極星的傳統使他們最終選擇了利用赤道坐標觀測恒星的方法，形成獨具特色的觀測體系。
公元前125年，古希臘天文學家喜帕恰斯首先發現了歲差。冬至點會沿黃道向西緩慢退行，一周約需26000年。歲差在中國是由4世紀東晉天文學家虞喜發現的。歲差使天球赤極以黃極為中心做圓周運動，26000年完成一次循環。
中國古人對北斗的崇拜在世界文明史上極富特點，這個傳統至少可以上溯到公元前第六千紀。華夏文明發祥于北緯36度左右的黃河流域，對先人來說，以北天極為中心，以36度為半徑的圓形天區，是一個終年不沒入地平的常顯區域，古人稱為恒顯圈。
北斗是恒顯圈中最重要的星象，而且由于歲差的緣故，它的位置在數千年前較今日更接近于北天極，終年常顯不隱，觀測十分容易，從而成為終年可見的時間指示星。
隨著地球自轉，北斗圍繞北天極做周日旋轉，可以指示夜間時間的早晚；隨著地球公轉，北斗圍繞北天極做周年旋轉，根據斗柄或斗魁的不同指向，可以了解季節變化。古人正是利用北斗這個特點，建立起了最早的時間系統。
隨著古人觀測水平的提高，利用北斗決定時間的方法逐漸完善，凡陰陽、五行、四時、八節都要依靠北斗來決定，它已成為無所不紀的授時樞紐。北斗還被想象成天皇大帝的乘車，這種觀念應來源于北斗作為極星的史實。北斗本身其實就是天帝的象征，它在天穹中央旋轉，猶如天帝巡行天界。
天極與極星是兩個概念。天文學所指的天極實際是指某一時代北天中的不動點，也就是所謂的赤道北極。星辰的周日運動以北極為中心。尚未了解歲差之前，北極被認為是固定不動的定點。古人把最接近這個定點的星定為極星，并借助對它的觀測來判斷真天極的位置。
北斗在公元前第四千紀前后距真天極的位置十分接近，因而斗魁以天極為圓心所繪出的圓周非常有限，這使古人應該很容易認識天極。 北斗第一星名為天樞，反映了北斗曾經作為極星的久遠歷史。
根據《周髀算經》，北極樞、北極與璇璣是三個完全不同的概念，北極乃指真天極，即北天正中的不動點，它的位置在璇璣的正中心。而北極樞則是當時的北極星，它圍繞北極運轉，璇周四極，由此畫出的圓形天區就是璇璣。
璇璣高于天蓋，古人從地上觀去，極星畫定的中心天區陡然收成一錐狀深穴，這個錐穴的頂點便是天極。 根據蓋天理論，太陽在天蓋上回環運轉，而錐狀璇璣深陷于天蓋，受不到日光，故為萬物不生的陰寒區域。《周髀算經》中這些內容反映了原始的蓋天思想和原始的天極觀。
中國東部新石器時代文化的各種天蓋形玉飾及天蓋形圖像，核心部分為中央尖聳凸起的天蓋形狀，而且普遍地作為冠或冠形飾的基本形象。很明顯，這些天蓋圖像中央尖聳凸起的部分就是璇璣。
在公元前二、三千紀接近天極的星辰中，有名為天一、太一的，其名稱頗值得玩味。它們星等較低，并不明亮。史記：“中宮天極星，其一明者，太一常居也。...前列直斗口三星，隨北端兌，若見若不，曰陰德，或曰天一。”古人認為它們是不同時代真天極之所在，也就是天帝的居處。
考古學證據顯示，至少在新石器時代晚期，這些原始的天極與極星思想僅于中國東部黃河及長江兩河下游地區廣泛流行。
有些新石器時代禮器圖像中以豬為母題。《詩》以豕知天時；《周易》：“坎為豕。”坎為水，屬北方。郭店楚簡：“大一（天一）生水”。上古天數觀以一主坎位水，屬豕，配北方，而北斗作為極星，實為天神太一（天一）所居，也即水和豕之所在，故古人以豬象征北斗。
古人以豬比附北斗，確切地說，根據對于“四月生，應天理”的理解，豬其實更應是斗魁四星及其中天理四星的象征。紅山文化的豬形禮玉過去被稱為“玉豬龍”，與另一種玉龍同樣看待。其實不論其外觀形象還是形體大小都存在顯著區別。
中國古代曾存在過一部以火紀時的歷法，它的濫觴約當大火星處于秋分點的公元前2800年左右，即傳說的堯舜時代。大火星即心宿二，是一顆紅色的一等亮星。原始農業以焚田為生產工作的第一步，古人發現焚田時間確定在大火星昏見于東方之時最為適宜，由此使大火逐漸成為授時星象。
大火星即商星、辰星，參星則是史記天官書所說的白虎，獵戶座的主星。這兩個星座正好位于黃道的東西兩端，每當商星從東方升起，參星便已沒入西方的地平，而參星從東方升起時，商星也已沒入西方地平，二星在天空中絕不同時出現，這便是參商不相見故事的由來。
作為一個完整的授時體系，參商兩星在融入龍、虎兩象之后，在新石器時代已經存在了。目前最早的物證是河南濮陽西水坡仰韶文化后岡類型的星象圖，時代約為公元前4500年。按當時的實際天象，參商兩星恰好分別處于春分和秋分兩個分點上，授時標志十分明確。
古人以恒星定季節，礙于太陽過于明亮，只有偕日法和沖日法兩種方法可行。中國素以沖日法觀測恒星而自成體系，但對于古人，運用偕日法觀測恒星比沖日法更為簡單易行，因為后者需要有比較精確的記時制度和子午線的概念。
古埃及人以天狼星偕日升為一年之始，約當公歷的7月19日；巴比倫人以五車二之晨見為歲首；古印度人則以阿耆尼的朝見確定歲首；古希臘人、羅馬人以及古墨西哥的阿茲臺克人也都以恒星的偕日升作為確定歲首的標志。
研究表明，殷人不僅崇祭大火星，而且以其偕日升作為確定歲首的標志。在商代的歷法中，一年的歲首一定被限定在大火星于黎明前第一次晨見之月。晚至戰國時代的楚國歷法，仍以它作為確定歲首的一項有效標準。
中國先民供奉的太陽神名叫義和，義和最早是在《堯典》中作為義與和兩個人物出現的，他們是分至四神的父母。義和的名字應該就是伏義、女媧的演變。伏義主日，女媧主月，后人把他們合并成一個人之后，才別造出一位主月的常儀。據《山海經》，羲和成了帝俊的妻子，生了十個太陽。
十個太陽在東方的扶桑樹上輪流出入，經過天空，再回到暘谷扶桑。太陽是由它們的烏載負著飛去飛回的。后來后羿射日，實際是把載日的烏射下來。烏后來變成了一種三足鳥。早在新石器時代，這個赤烏載日的傳說就已經存在了，直到漢代，它的表現形式幾乎沒什么改變。
中國古人長期使用干支記日法，天干的產生似乎比地支更古老。天有十日的神話實際反映了天干的起源，十個太陽輪流出沒，自甲日至癸日，周而復始，旬的概念便產生了。
太陽有十個，那么月亮是否也不只一個呢？屈原《天問》：“夜光何德，死則又育？”《山海經》：“帝俊妻常羲生月十有二”。十二月傳說應該直接反映了十二地支的形成。
完整的二十四節氣要到戰國時代才最終定型，不過遠在數千年前，先人就運用各種手段尋找時間標記點了。最重要的基點是春分與秋分，它們是確定二十四節氣的基礎。通過平分兩分日之間的距離，得到兩至日；平分四時得到立春、立夏、立秋、立冬；再將八節三分，于是定立了二十四節氣。
把一年中每一天太陽東升時躍出地平那一瞬間的 日影記錄下來，再把這些天太陽西落時沒入地平之前一瞬間的日影也同樣記錄下來，那么兩個日影記錄重合的時間就只有春分和秋分，這意味著二分日時太陽出升的位置是正東方，而日落的位置則是正西方。
分至四中氣與四季分別來源于兩個不同的系統，分至由于可以借助圭表直接測得，因而是建立太陽年的時間標記點，而季節則本之于農業周期。殷代雖已有體現分至四中氣的四方風系統，但尚未建立四季。殷代并行兩季，首季為秋，次季為春。四時與四季這兩個體系的結合在殷代尚未完成。
《堯典》：“稘三百有六旬有六日，以閏月定四時成歲。”以閏月調整分至四氣而成歲。殷代的四方風構成了完整的標準時體系，四方是依據分至時太陽的天球視位置而定，四風則是四時之氣，反映了原始的物候歷，可稱是一種早期的鳳歷。卜辭鳳、風同字，象鳳鳥之形，鳳鳥則為古之歷正。
古人測度四時的方法不限于量度晷影。古人認為，“天效以景，地效以響”。效于景是日影的朝夕長短，而效于響則是音律。音律與節氣的聯系在今天聽來有些不可思議，但律管候氣是我們的祖先曾經使用過的古老方法，它可能只是眾多已經失傳的古法中的一種。
最早的律管應該用竹制成，律聲的調定則是為模仿鳳鳥的鳴唱，模仿雄鳳的六支律管發出的音律為六陽聲，模仿雌凰的六支律管發出的音律則為六陰聲。六陽聲為六律，六陰聲為六呂，合稱十二律。純粹欣賞性的音樂的出現其實是很晚的事情，候氣實際可以說是先民們創造音律的真正目的之一。
在古人看來，鳥的鳴叫、毛色、遷徒都會隨季節變化而改變，鳥當然最可能被認為是善知天時的神物，它的鳴唱預示著天時變化的和諧一致，而這種聲音自然也就是表現天地陰陽調和的協和之音。先民模仿鳳鳥的鳴叫創制了十二律，能發出協和之聲的律管也就成為檢驗天時和諧與否的工具。
十二律應二十四節氣之變的古制，一定有其更原始的形式。二十四節氣的產生不早于周代，而候氣法的起源卻顯然在此之前。古人最初的做法應是用四律四呂八律管主候四氣，而后用八律八呂十六律管主候八節。候氣法誤差在前后五日之間，因此二十四節氣確立之后，十二律管的古制遂定型。
河南舞陽縣賈湖新石器時代遺址出土了22支用丹頂鶴腿骨制作的骨笛，多為七孔，對其中一支的測音表明，已備黃鐘、大呂等八律。距今已逾七千年。
《山海經》：“夸父不量力，欲追日景，逮之于禺谷。”所以夸父追逐的其實并不是太陽，而是太陽的影子。測量日影是中國古代天文學的一項重要內容，觀測太陽自日出到日落的運行軌跡，不斷度量變化中的日影，從這個意義上說，這則神話似乎正暗示著中國古代天文學測度日影方法的起源。
天文儀器發明之前，古人的觀測活動往往要借助于某些天然標志物。山東莒縣出土的一種約屬公元前3000年的陶器符號可能反映了這種習俗。圖中描寫了一個有翼太陽從五峰山的中峰上方升起的景象，而實地考察的結果表明，這種現象只有在春分和秋分才能出現。
古人為觀測太陽運動首先創制了一種簡易的儀器，即“表”。原始的表又叫“髀”，實際是一根直立在平地上的桿子，傳統表的高度一般為八尺，約相當于一個人的身高。表可以通過對太陽投影來確定方向；根據一年中表影的長短變化確定節氣。測量影長需要使用一種標有刻度的量尺，叫土圭。
古代圭表有兩種形制，一種為建置于露天的常設觀測儀器，如西漢長安靈臺所置之八尺銅表，圭長一丈三尺，正合冬至影長。因此種圭表不能隨意拆卸，故度圭的長度必須足夠讀出一年中任何一天的影長數據。另一種則為可以隨時裝拆的圭表，土圭的長度只有一尺五寸，唯為適合夏至致日的需要。
"允執其中"之 "中"即為槷表，亦稱“髀”，是天文觀測、計時的工具。
周代皇家的測影工作可能一直在古代的陽城（今河南登封縣告城鎮）進行，那里至今還保存著傳說是周公測影的遺跡。
自古以來，中國歷算家一直在為追求回歸年日數（歲實）奇零部分（歲馀）的精確值而不斷探索，其基本方法就是用圭表對冬至日影長度做精細的測算。《堯典》中保留的歲實記錄是366日，還沒有歲馀，這種情況至遲在商代已有改變。
春秋以前，四分歷已為天文學家所掌握，以365又1/4日為回歸年長度。兩漢時期，回歸年的實際長度為365.2423日，四分歷與其相比，誤差為四年累積45分鐘。
東漢末年劉洪的《乾象歷》得到365.24618日的歲實新值。祖沖之提出了一種具有比較嚴格數學意義的測定冬至時刻的方法，《大明歷》的歲實值為365.2428日。南宋楊忠輔
《統天歷》得到365.2425日，他還發現回歸年的長度并不是永恒不變的。明末邢云路利用六丈高表定出回歸年長度為365.242190日，與用現代理論推算的精確值相比，誤差僅為-0.000027日，相當于一年誤差2.3秒。
最早的子午線也是由表測出的。南朝祖沖之的兒子祖暅之演示過一種方法。中國古人習慣于中星觀測，需要定出子午線，可能就是采用這樣的方法取得的。
將表垂直立于地面，以表為圓心畫一個圓，將日出和日落時的表影與此圓的兩個交點記錄下來，連接兩點的直線就是正東西的方向。由于日出日落時表影較為模糊，與圓周的交點不易定準，此種方法測定的方向較為粗疏。
西漢初年《淮南子》提出另一種測定方位的方法，運用兩根表來完成，測得的精度要比前一種方法提高很多。
漢代的記時法并用時刻、時辰兩法，時刻即為漏刻，分晝夜為百刻，為官制；時辰則為十二時，陳夢家認為又有十八時。一日百刻之制來源于中國古老的十進制傳統；戰國末期已有十二辰與十二時相配之俗，甚至商代的甲骨文也反映了殷人使用十二支記時的痕跡，足見其制淵源甚久。
傳統的表和日晷在陰天和夜晚是無法使用的，因此，古人創制了漏刻計時的方法作為補充，后來發展成為一種獨立的計時系統。周代已在皇家機構中設定了一種掌管漏壺的世襲官職——挈壺氏。
中國最早的彗星記錄出現在公元前7世紀末。《春秋》記載，魯文公十四年（前613年）秋七月，“有星孛入于北斗”，這個“星孛”很可能就是哈雷彗星。
湖南長沙馬王堆漢墓出土了畫有29幅各種形態的彗星的帛書，研究表明，此圖出于戰國時代的楚人之手。
二十八宿在中國古代天文學中占突出重要的地位，它何時何時產生、劃分標準如何？恒星月是指月亮在恒星間回到同一位置的周期，為27.33天。一個恒星月中，月亮每晚在恒星間都有一個旅居的住所，每月共換27或28個住所，這就是二十八宿的本義。
如果二十八宿僅僅是為記錄月亮的位置，那么將天球平均分為二十八份當為理想，然而二十八宿中各宿的距度懸殊很大。因此，二十八宿確定的目的應是古人企圖通過間接參酌月球在天空中位置，進而推定太陽的位置。
自公元前3500年至前3000年間，赤道星座的位置與赤道符合得最為理想。由于二十八宿部分分布在黃道帶，部分分布在赤道帶，因此這個時間可以考慮為二十八宿體系建立的理想年代，事實上它反映了二十八宿大致平分于黃、赤道帶的年代。
二十八宿在早期文明古國中普遍存在，因此它起源于何處，一直爭論不休。波斯、阿拉伯和埃及的“月站”體系都源自印度。印度的古代歷法分一年為六季，即冬、春、夏、雨、秋、露，但其“納沙特拉”卻同中國一樣分為四宮，殊為矛盾。
印度關于“納沙特納”的記述最早見于公元前14世紀，至公元前10至前8世紀，其體系已基本形成。而中國二十八宿體系的形成要早于這個時間。考古學最新資料顯示，中國二十八宿體系的初創期至少可以上溯到公元前第四千紀中葉。因此，二十八宿體系應起源自中國。
中國古代的宇宙觀大致包括三種學說，即蓋天說、渾天說和宣夜說。第一次蓋天主認為天像一個半球形的大罩子，扣在方形平坦的大地上，即天圓地方說；第二次蓋天說不認為大地是一個平整的方形，而將其描述成拱形，將天穹的形狀視為斗笠，而大地的形狀則像倒扣的盤子。
中國傳統天文學體系將天赤道附近的星空劃分為二十八宿，并分別由四象統轄。象是中國傳統星官體系最基本的概念，而四象后來作為四個赤道宮的象征，最終形成了由五種動物組成的四組靈物，分別具有四種不同顏色以及代表四個不同的方向，這便是東宮蒼龍、西宮白虎、南宮朱雀和北宮玄武。
四象體系遲至公元前2世紀已形成。四象的產生以及它所具有的天文學含義，來源于早期人類對于象的概念的普遍重視。古人觀測星象并不僅僅是去簡單地記憶某一顆星，而更重視觀測由某些星組成的象，這些星最終被連接起來，形成各種常見的圖案，從而建筑起古人觀象授時的觀象基礎。
蒼龍戲珠的神話深深烙印在中國傳統民俗之中，而所有這些蒼龍戲珠的形象中，龍珠都描繪成烈焰熠熠。而比較其他藝術主題，丹鳳所朝之陽，金烏所居之日，在古人筆下均僅以圓圈表示，并無火焰。說明龍珠并非指太陽，它的本義是位于蒼龍龍心的大火星。
四象以蒼龍配屬東宮，所轄七宿依次為角、亢、氐、房、心、尾、箕。如果以房宿距星作為連接點而把七宿諸星依次連綴，那么，其所呈現的形象與甲骨文及金文"龍"字的形象完全相同。不僅商周古文字的"龍"字取象于東宮七宿，甚至龍的形象也源自于此。
東宮蒼龍星宿何以備受古人關注，并最終作為王權的象征？這其實直接來源于蒼龍諸宿所具有的觀象授時的重要作用。
與龍的原始含義同樣令人感興趣的問題是它的形象演變。龍的形象來源是對東宮星宿所呈現的自然圖像的復制和藝術化，我們很難在現實生活中找到類似的形象原型。然而祭祀的需要總會要求古人把抽象的形象具體化，先民們便根據身邊熟悉的事物而對天上的龍星進行比附。
在黃河或長江流域，人們習慣于把鱷魚作為龍的世俗形象，在內蒙古草原，這一形象卻被人們更為熟識的馬所取代，內蒙古三星他拉紅山文化玉龍即生著揚鬃的馬首。中華民族對巨龍的崇拜，實際就是對東方星宿的崇拜，其緣起則在于這些星宿所具有的對于遠古先民的授時意義。
四象以白虎配屬西宮，所轄七宿依次為奎、婁、胃、昴、畢、觜、參，然而這種完整形式的出現，無論如何不能早過東漢。西宮白虎其實并不指西宮七宿，而只針對觜、參兩宿。古人最初很可能只把觜、參作為一個星座來處理，它很像是一張懸掛于天空的虎皮。
四象以朱雀配屬南宮，所轄七宿依次為井、鬼、柳、星、張、翼、軫。根據古代星名的考定，柳宿八星又名咮，意即鳥口， 星宿七星意為鳥的咽頸，張宿六
星意指鳥嗉，翼宿二十二星則為鳥之羽翅。四宿相連，組成了一只展翅飛翔的大鳥形象。四象以玄武配屬北宮，所轄七宿依次為斗、牛、女、虛、危、室、壁。玄武在傳說中是一種龜與蛇組合的形象，為什么古人以龜蛇合體而稱為"武"，現在還不清楚。在戰國文獻中，玄武雖然已與蒼龍、白虎、朱雀一起出現，但在更早的遺跡中，玄武的位置上原是一只神鹿。
大約于公元前第四千紀的中葉，龍、虎、鳥、麟（鹿）四象已經形成，這個傳統后來可能一直保持到戰國時期。公元前3世紀中葉，《呂氏春秋》顯示了一種奇特的變化，麒麟不僅為靈龜取代，而且開始轉配中宮。至公元前2世紀中葉，以龍、虎、鳥、玄武為代表的新的四象體系基本定型。
戰國以前，中國的傳統星官分屬三家，其中巫咸是商代的占星權威，另外兩家則是戰國時代齊國的甘德和魏國的石申。這三家星官代表了不同的星占流派，如巫咸一派占有大理、御女等星，甘氏一派則有尚書、陰德等星。
至少從西晉時代開始，中原的天文學知識已經明顯對周鄰地區產生了影響，目前發現的高句麗墓葬中已有多座于墓室穹窿頂中央繪有四象和北斗、南斗等中國傳統星官，而遠及西陲的西域地區也出現了相同的情況。
唐代天文學水平大大提高，雖然圓式全天星圖迄今一直沒有發現，不過通過目前留存下來的公元10世紀的星圖可以看出，唐代 已經出現科學的圓式星圖是沒有問題的。中國傳統的圓式全天星圖的繪制到兩宋達到相當高的水平。
圓式蓋圖存在投影上的缺陷，使星圖上位于赤道以南的星官形狀變形很大，本來越到南天的星彼此相距應越近，在星圖上反而越遠。為彌補此不足，古人采用以直角坐標投影的方法，將全天星官繪成長方形的橫圖。這種橫式星圖至遲出現在隋代，不過西漢以前顯然已對其繪制方法進行了探索。
早期橫圖在使赤道附近的星與實際情況較為接近，卻使北極附近的星官與真實天象相差很遠。于是把全天星官一分為二，將赤道附近的星繪在橫圖上，而將北極附近的星繪在以北極為中心的圓圏上。
敦煌星圖（甲本）是現存采用這種方法繪制的星圖中最早的一種，它的抄寫年代約在公元8世紀初葉，繪制的星數已達1350馀顆。可以肯定，它也是世界上最古老的星數最多的星圖。而西方在1609年望遠鏡發明之前，始終沒有出現超過1022顆星的星圖。
巴比倫的黃道十二宮體系與中國的二十八宿體系在形成時間上不相上下，是把黃道帶等分為十二份，以跨越黃道的星座作為每宮的標識。黃道十二宮體系的影響遍及世界，成為西方天文學的主要內容。它首先傳入希臘，并經此西傳到埃及和羅馬，公元前后東傳至印度，最后隨佛教一起傳入中國。
印度占星術兼用黃道十二宮和二十八宿，這種將兩個體系聯系在一起的做法，隨著佛經也一起傳入了中國。但是，由于黃道十二宮體系與中國固有的二十八宿和十二次相重復，因此在明末耶穌會傳教士把它和近代天文學聯系起來再行入傳之前，這個體系始終沒有受到中國人的重視。
中國古代宇宙理論主要包括三種學說，即蓋天說、渾天說和宣夜說。劉昭《續漢書?天文志注》引蔡邕《表志》：“言天體者有三家，一曰周髀，二曰宣夜，三曰渾天。宣夜之學絕無師法。周髀數術具存，考驗天狀，多所違失，故史官不用。唯渾天者近得其情，今史官所用候臺銅儀，則其法也。”
宣夜家認為，天是空的，而且無限高遠，沒有物質，沒有邊界。大地以外到處都充滿了氣體，日、月和眾星自由地浮在空中，并由氣的推動而運動，或由氣的阻礙而停止。宣夜說應該是較進步的宇宙學說，但在東漢已失傳。
渾天說則是一種典型的天球理論，它臆想出了一個在宣夜家看來根本不存在的天殼。東漢張衡曾形象地用蛋殼與蛋黃來比喻天與地的關系。盡管球形大地的認識比天球的認識更需要勇氣，然而這個概念卻可以從天球概念中自然地產生出來，漢代以后的渾天理論正是沿著這個思想發展的。
以往東西方的一些學者始終認為中國的天文學至少部分地接受了巴比倫天文學的影響，但是，今天所能見到的中國早期天文學的確鑿物證，要遠早于巴比倫的天文學遺跡。牛河梁的三環圖比之巴比倫的三環圖也要提早近二千年。因此，中國的天文學是自生而非外來應該已是可以接受的事實。
圜丘祭天，一年數行，而以冬至舉行的一次為大祀；方丘祭地雖常有時祭，而以夏至所祭為大祀。春分朝日于圜丘，秋分夕月于方丘，也是一年中的大祭，地位次于天地之祭。公元前3000年的牛河梁紅山文化的方丘其實就是迄今最早的地壇、月壇，而圜丘則是最早的天壇、日壇。
"河圖"是由龍自黃河中銜出，而"洛書"則由龜自洛水中負出，所以這圖、書才被稱為"河圖"和"洛書"。這個故事至少在戰國秦漢之間已經流傳甚廣了。圖、書乃是所謂圣人出現的祥瑞。
早期的"太極圖"是在 一個黑色大圓中繪出一條盤環卷曲的龍，龍繪成白色或其他顏色。這樣，龍形所映襯的黑色部分也顯示了同樣的龍形，久而久之，"太極圖"變成了由黑白兩條龍相互盤繞的圖形，最后兩條龍形經過抽象和簡化，變成了今日所見的這種黑白回互的圖像。
漢代儒者把"河圖"稱作"龍圖"，宋明儒者又把"太極圖"稱作"河圖"，現在看來，人們探尋已久的"太極圖"與 "河圖"實際就是同一幅圖像，它們都以繪有卷曲的龍形而可同稱為"龍圖"。"河圖"由神龍銜出于黃河的說法，只不過是"河圖"歷經數千年之后，人們編織出的一則神話。
"太極圖"的原本實際就是在一個象征天蓋的圓圖上繪出了蒼龍星象，這個圓形的天蓋可以理解為"太極"。古人認為，天上的河漢起于東方的箕宿和尾宿之間，因此東宮七宿作為龍的象征，正像巨龍躍河而出。這可能是太極圖與河圖名稱的來歷，河指的是銀河。
宋人指定的河圖、洛書其實表現的只是兩個不同的布數過程，這兩個圖形在古彝文文獻中仍然完整地保存著，但并未冠以河圖、洛書之名，而是分別名為"五生十成圖"、"十生五成圖"，這些名稱與易數原理十分吻合，顯然也應較河、洛之名更接近這類圖數的本質。
所以，“河圖”其實就是太極圖，而宋人所謂河圖洛書，其實都是洛書。新石器時代文化中出現的這種特殊八角圖形，就是最原始的洛書圖像。
八卦有所謂的先天、后天兩種方位，相傳先天方位為伏義所創，后天方位為文王所創。先天八卦配屬河圖，后天八卦配屬洛書，這種神秘的配置關系始終令人百思不解。其實所謂先天八卦方位至少在宋以前是根本不存在的，它是宋儒為迎合自己的學說杜撰出的一種奇怪東西。
事實應該是這樣的，原始的洛書本包括兩幅圖，第一幅為四方五位圖，第二幅為八方九宮圖。這兩幅圖的本義至少在漢代就已經被人混淆了， 他們把其中的四方五位圖送給了河圖，而將另一幅八方九宮圖留給了洛書，一個完整的洛書體系就這樣被人為地割裂了。
古代式的種類很多，常見的有太一式、六壬式和遁甲式，另外還有九宮、雷公諸式。各式的演式方法雖然不同，但布式特點卻主要表現為兩個系統，一系以北斗為主，另一系則以九宮為主。
含山玉版出土時夾放在玉龜的背甲和腹甲之間，其式占性質不言自明，而運式的關鍵則取決于玉版中央布列的洛書九宮。洛書即為龜書。這類五、十圖數為什么會有"洛書"之名，不妨推測，靈龜為水物，洛水又居周王朝的中心，這與九宮的思想十分吻合，因而也就很自然地移用于龜書。
易卦卜甲所揭示的帝乙歸妹的史實及當時的殷周關系簡直如同一部邏輯嚴密、發展有序的史書，看來古人確曾用卦這樣的特殊形式記錄過某些歷史真實。卦所記錄的某些事實也就是卦文辭的來源。這種記史形式第一次獲得了實物的印證。它大大提高了 《周易》這樣一部筮占著作的史料價值。
