中国古代天文学，最辉煌的成就主要有三个方面：1、天文观测与记录；2、是历法授时；3、天文仪表器具。本篇简要介绍历法和授时的发展历程。
日出而作，日落而息。这大概是最古老、最原始的历法。无论是原始的采集狩猎，还是稍晚出现的农耕畜养，春耕夏耘，秋收冬藏，表明先民们已经懂得了顺应物侯变化来安排生产活动。
有史记载的天文历法，可以追朔到尧舜时期。但是根据考古探索，实际的天文探索要更早一些。据《尚书·尧典》记载，当时已经确定了一年是366天，分四时（后来说的四季），并有闰月的安排。
关于夏的史料实在太少，不过可以确定，十日为一旬，以天干来纪日。商代祭祀先祖的时候，祭祀名称都是按天干记录的，也可以佐证夏代已经出现了天干。
《殷历》中明确记载了商代的纪日法，为十天干配合十二地支，六十天为一个周期，这些都是“观日”计时法。而大月30天，小月29天，则为“观月”计时法。并且商代有了“南至日”的认识，即后来的冬至日。可以说，这是阴阳合历的早期运用。
周代的材料相对丰富些，青铜器中出现了关于月相的描述：初吉、既望、生霸、死霸等。《诗经》中，第一次出现了“朔”的概念。在“朔”被作为初一的之前，“朏”是旧历的初一，这时候的月亮已将显现出来了，观察者是可见的。周人通过完整月相的分析，把“朔”定为初一，把“朏”改为初三。朔，也称“新月”，当时的月相是完全看不见的。这说明当时“观月”测算已经非常成熟了。
东周的时候，人们把“闰月”进一步精确到了“十九年七润”，并起了个名字叫做“章”。古希腊天文学学家默冬也计算出了这个周期，西方称之为“默冬周期”。《四分历》中，一年为365.14天，每年历法误差0.14天，19年下来阳历和阴历就会相差7个月。由于列国争霸，他们采取的历法基本上都是《四分历》，只是“正月”时间不同，鲁国分别用过11月和12月，晋国是1月，秦汉用过10月。
汉武帝历法改革，《太初历》正在在历法领域完成了“大一统”。此后的历法，都是基于这个版本进行改革和精进。两千多年出现了近百种历法，当然也有一些民间学者研究出来的，虽然没有被官方采用，但是对后世影响很大。历法的改革和发展，大致可以分为
第一时期，从先秦《古六历》到后汉《四分历》。这一时期的历法表现为“固定周期内的均速运动”，基于当时观测条件有限，认为日月星都是以固定的周期作匀速运动，并根据这种周期来确立“历元”，如此循环叠加。采取皇帝年号纪年法和干支六十年周期纪年法。(哥白尼日心说运行模式）
第二时期，从三国时候的《乾象历》到隋朝的《皇极历》。这一时期发现了行星运行速度的不均匀，并且尝试着通过修正历法来符合日月星的周期。（开普勒日心说运行模型）
第三时期，从隋朝的《皇极历》到元代的《授时历》。这段时间内，唐代完成了子午线的实地测量，彻底否定了”盖天说“，确认了东汉张衡的“浑天说”。并且通过二次、三次内插法和逼近法等数学手段，解决了行星运行速度的不均匀导致计算误差的问题。这是古代历法的成熟期。（无限宇宙论，浑天之外还是天）
第四时期，从是元代的《授时历》，这时候认识到了，回归年、朔望月、交点月的周期并非固定的，而是“古大今小”，也就是说古人的一年，要比我们的一年长那么一点点。这需要非常精确的天文观测和非常精密的数学计算才能发现这种以秒为单位的误差。在杨忠辅看来：每隔100万年会偏差一日。根据现在天文数据计算，每隔一百万年实际相差半日左右。
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