古代天文观测仪器
我国古代在创制天文仪器方面，作出了杰出的贡献，创造性地设计和制造了许多种精巧的观察和测量仪器。我国最古老、最简单的天文仪器是土圭，也叫圭表。它是用来度量日影长短的，它最初是从什么时候开始有的，已无从考证。此外，西汉的落下闳改制了浑仪，这种我国古代测量天体位置的主要仪器，几乎历代都有改进。东汉的张衡创制了世界上第一架利用水利作为动力的浑象。元代的郭守敬先后创制和改进了10多种天文仪器，如简仪、高表、仰仪等。
一、 圭表
圭表是一种既简单又重要的测天仪器，它由垂直的表（一般高八尺）和水平的圭组成。圭表的主要功能是测定冬至日所在，进而确定回归年长度。此外，通过观测表影的变化也可确定方向和节气。
很早以前，人们发现房屋、树木等物在太阳光照射下会投出影子，这些影子的变化有一定的规律。于是便在平地上直立一根竿子或石柱来观察影子的变化，这根立竿或立柱就叫做“表”；用一把尺子测量表影的长度和方向，则可知道时辰。后来，发现正午时的表影总是投向正北方向，就把石板制成的尺子平铺在地面上，与立表垂直，尺子的一头连着表基，另一头则伸向正北方向，这把用石板制成的尺子叫“圭”。正午时表影投在石板上，古人就能直接读出表影的长度值。在现存的河南登封观星台上，40尺的高台和128尺长的量天尺，也是一个巨大的圭表。（如右图所示）
经过长期观测，古人不仅了解到一天中表影在正午最短，而且得出一年内夏至日的正午，烈日高照，表影最短；冬至日的正午，煦阳斜射，表影则最长。于是，古人就以正午时的表影长度来确定节气和一年的长度。譬如，连续两次测得表影的最长值，这两次最长值相隔的天数，就是一年的时间长度，难怪我国古人早就知道一年等于365天多的数值。
二、日晷
日晷又称“日规”，是我国古代利用日影测得时刻的一种计时仪器，通常由铜制的指针和石制的圆盘组成。其中铜制的指针叫做“晷针”，垂直穿过圆盘的中心，起着圭表中立竿的作用，因此，晷针又叫“表”；石制的圆盘叫做“晷面”，安放在石台上，呈南高北低，使晷面平行于天赤道面。这样，晷针的上端正好指向北天极，下端正好指向南天极。在晷面的正反两面刻划出12个大格，每个大格代表两个小时。当太阳光照在日晷上时，晷针的影子就会投向晷面，太阳由东向西移动，投向晷面的晷针影子也慢慢地由西向东移动。晷面的刻度是不均匀的。于是，移动着的晷针影子好像是现代钟表的指针，晷面则是钟表的表面，以此来显示时刻。早晨，影子投向盘面西端的卯时附近；接着，日影在逐渐变短的同时，向北（下）方移动；当太阳达正南最高位置（上中天）时，针影位于正北（下）方，指示着当地的午时正时刻；午后，太阳西移，日影东斜，依次指向未、申、酉各个时辰。
由于从春分到秋分期间，太阳总是在天赤道的北侧运行，因此，晷针的影子投向晷面上方；从秋分到春分期间，太阳在天赤道的南侧运行，因此，晷针的影子投向晷面的下方。所以在观察日晷时，首先要了解两个不同时期晷针的投影位置。
三、刻漏
漏刻是古代的一种计时工具，不仅在古代中国使用，而且古埃及、古巴比伦等文明古国也都使用过。漏是指计时用的漏壶，刻是指划分一天的时间单位，它通过漏壶的浮箭来计量一昼夜的时刻。最初，人们发现陶器中的水会从裂缝中一滴一滴地漏出来，于是专门制造出一种留有小孔的漏壶，把水注入漏壶内，水便从壶孔中流出来；另外再用一个容器收集漏下来的水，在这个容器内有一根刻有标记的箭杆，相当于现代钟表上显示时刻的钟面，用一个竹片或木块托着箭杆浮在水面上，容器盖的中心开一个小孔，箭杆从盖孔中穿出，这个容器叫做“箭壶”。随着箭壶内收集的水逐渐增多，木块托着箭杆也慢慢地往上浮，古人从盖孔处看箭杆上的标记，就能知道具体的时刻。
漏刻的计时方法可分为两类：泄水型和受水型。漏刻是一种独立的计时系统，只借助水的运动。但是后来古人发现漏壶内的水多时，流水较快，水少时流水就慢，显然会影响计量时间的精度。于是在漏壶上再加一只漏壶，水从下面漏壶流出去的同时，上面漏壶的水即源源不断地补充给下面的漏壶，使下面漏壶内的水均匀地流入箭壶，从而取得比较精确的时刻。
现存于北京故宫博物院的铜壶漏刻是公元1745年制造的，最上面漏壶的水从雕刻精致的龙口流出，依次流向下壶，箭壶盖上有个铜人仿佛报着箭杆，箭杆上刻有96格，每格为15分钟，人们根据铜人手握箭杆处的标志来报告时间。（如右图所示）
四、浑仪
浑仪是我国古代的一种天文观测仪器，是以浑天说为理论基础制造的古代天文测量天体的仪器，上古时称“璿玑玉衡”，简称“玑衡”。在古代，“浑”字含有圆球的意义。“浑天说”认为天是圆的，形状像蛋壳，出现在天上的星星是镶嵌在蛋壳上的弹丸；地球则是蛋黄，人们在这个蛋黄上测量日月星辰的位置。因此，把这种观测天体位置的仪器叫做“浑仪”。
浑仪的改进和完善，经历了一个由简而繁，而又由繁而简的历程。最初，浑仪的结构很简单，只有三个圆环和一根金属轴。最外面的那个圆环固定在正南北方向上，叫做“子午环”；中间固定着的圆环平行于地球赤道面，叫做“赤道环”；最里面的圆环可以绕金属轴旋转，叫做“赤经环”；赤经环与金属轴相交于两点，一点指向北天极，另一点指向南天极。在赤经环面上装着一根望筒，可以绕赤经环中心转动，用望筒对准某颗星星，然后，根据赤道环和赤经环上的刻度来确定该星在天空中的位置。
后来，古人为了便于观测太阳、行星和月球等天体，在浑仪内又添置了几个圆环，也就是说环内再套环，使浑仪成为多种用途的天文观测仪器。从汉代到北宋，浑仪的环数不断增加。首先增加的是黄道环，用以观测太阳的位置。接着又增加了地平环和子午环，地平环固定在地平方向，子午环固定在天体的极轴方向。这样，浑仪便形成了二重结构。唐代起，浑仪又发展成三重结构。最外面的一层叫六合仪，由固定在一起的地平环、子午环和外赤道环组成，因东西、南北、上下６个方向叫六合，故名。第二重叫三辰仪，由黄道环、白道环和内赤道环组成，可以绕极轴旋转。其中白道环用以观测月亮的位置。最里层是四游仪。北宋时，又增加有二分环和二至环，即过二分（春分、秋分）点和二至（夏至、冬至）点的赤经环。（左图为多重环结构的浑仪）
多重环结构的浑仪虽是一杰出的创造，在天文学史上也起过重要的作用，但其自身也存在着两大缺陷。一是要把这么多的圆环组装得中心都相重合，十分困难，因而易产生中心差，造成观测的偏差。一是每个环都会遮蔽一定的天区，环数越多，遮蔽的天区也越大，这就妨碍观测，降低使用效率。
为解决这两个缺陷，从北宋起即开始探索浑仪的简化途径。这个浑仪改革的途径由北宋的沈括开辟，元代的郭守敬完成。沈括在两个方面进行改革，一是取消白道环，借助数学方法来推算月亮的位置；一是改变一些环的位置，使遮蔽的天区尽量减少。而郭守敬又取消了黄道环，并把原有的浑仪分为两个独立的仪器，即简仪和立运仪。（见右图所示）
简仪由四游仪、赤道环和百刻环组成，赤道环的位置移至旋转轴的南端，这种方式在各国的天文台上安装望远镜时，至今还被广泛采用。百刻环的安装是一创新，环上等分成100刻，分为12个时辰，每刻又分作36分。它固定在赤道环内，既可承托赤道环，又可得到读数。四游仪窥管两端各设有十字线，这是后世望远镜中十字丝的肇始。
立运仪与简仪装于同一底座上，由两个圆环组成。一个是平铺的“经纬环”，代表地平环，环面上刻有方位；一个是“立运双环”，中夹有窥管，可测量天体的地平经度和纬度。
简仪和立运仪的设计和制造，在世界上领先300多年。近代天文台的赤道装置，测量仪器经纬仪等，都可从中找到其原始形态。还应该指出的是，中国古代浑仪采用的是赤道坐标系统，比西方采用的黄道坐标系统要先进得多，今天已为各国天文台所广泛采用。现在，人们还可以在南京紫金山天文台，看到明代正统年间制造的浑仪和简仪。
五、天体仪
天体仪，古称“浑象”，是我国古代一种用于演示天象的仪器。我国古人很早就会制造这种仪器，它可以用来直观、形象地了解日、月、星辰的相互位置和运动规律，可以说天体仪是现代天球仪的直接祖先。北京古观象台上安置的天体仪，是我国现存最早的天体仪，制于清康熙年间，重3850公斤。由来华的比利时传教士南怀仁监制。该仪曾于1900年被德国侵略者掠至柏林，1921年才重新安放在北京古观象台上，至今球面上还留有侵略者打下的弹痕。
天体仪的主要组成部分是一个空心铜球，球面上刻有纵横交错的网格，用于量度天体的具体位置；球面上凸出的小圆点代表天上的亮星，它们严格地按照星星之间的相互位置来标刻。整个铜球可以绕一根金属轴转动，转动一周代表一个昼夜，球面与金属轴相交于两点：北天极和南天极。两个极点的指尖，固定在一个南北正立着的大圆环上，大圆环垂直地嵌入水平大圈的两个缺口内，下面四根雕有龙头的立柱支撑着水平大圈，托着整个天体仪。利用天体仪，无论是白天还是阴天的夜晚，人们都可以随时了解当时应该出现在天空的星空图案。
我国东汉天文学家张衡，曾经在天体仪上安装了一套传动装置，利用相当稳定的漏刻的水推动铜球，均匀地绕金属轴转动，每24小时转一圈，这一业绩已载入我国光辉成就的史料库中。后来，唐朝的一行和梁令瓒、宋代的苏颂和韩公廉等人，把天体仪和自动报时装置结合起来，发展成为世界上最早的天文钟。
六、水运仪象台
水运仪象台是中国古代天文学家发明的一种大型天文仪器，由北宋天文学家苏颂等人创建。它是集观测天象的浑仪、演示天象的浑象、计量时间的漏刻和报告时刻的机械装置于一体的综合性观测仪器，实际上是一座小型的天文台。这台仪器的制造水平堪称一绝，充分体现了中国古代汉族劳动人民的聪明才智和富于创造的精神。
整座仪器高约12米，宽约7米，是一座上狭下广、呈正方台形的木结构建筑。其中浑仪等为铜制。全台共分三隔。下隔包括报时装置和全台的动力机构等。中隔是间密室，放置浑象。上隔是个板屋，中放浑仪。这台仪器的制造水平堪称一绝，充分体现了中国古代汉族劳动人民的聪明才智和富于创造的精神。
国际上对水运仪象台的设计给予了高度的评价，认为浑象一昼夜自转一圈，不仅形象地演示了天象的变化，也是现代天文台的跟踪器械 — 转仪钟的祖先；水运仪象台中首创的擒纵器机构是后世钟表的关键部件，因此它又是钟表的祖先。水运仪象台为了观测上的方便，设计了活动的屋顶，是今天天文台活动圆顶的祖先。
水运仪象台是十一世纪末我国杰出的天文仪器，也是世界上最古老的天文钟。国际上对水运仪象台的设计给予了高度的评价，认为水运仪象台为了观测上的方便，设计了活动的屋顶，这是今天天文台活动圆顶的祖先；浑象一昼夜自转一圈。从水运仪象台可以反映出中国古代力学知识的应用已经达到了相当高的水平。
天文历法著作
中国古代在天文历法方面取得了很大的成就，留下了很多相关记载和著作。除了一些零散的记录出现在史书之外，比如《春秋》《史记》等，还有大量专门的著作问世，这些著作，不仅是古人智慧的结晶，也是天文历法领域的宝贵遗产。
一、《夏小正》
《夏小正》为中国现存最早的科学文献之一，也是中国现存最早的一部农事历书。《夏小正》本是《大戴礼记》中的第47篇，在唐宋时期散佚。现存的《夏小正》是宋朝傅嵩卿根据以前的资料汇集而成的，但因为没有说明原有经文与后来传文在各篇章中的关系，现在的《夏小正》已不全是原来的篇章。因原稿散佚等问题，《夏小正》成稿年代争论很大，但一般认为最迟成书在春秋时期，是孔子及其门生考察后所记载下的农事历书，所收录的大多是与夏朝物候相关的文化讯息。（左图为《夏小正经传集注》）
《夏小正》依据北斗星斗柄所指的方位来确定月份，并按照十二个月的顺序，分别记述每个月的星象、气象和物象，以及所应从事的农事和政事。书中除了二月、十一月与十二月之外，其他九个月都载有确定季节的星象，主要是拱极星象与黄道星象，包括昏中星（黄昏时南方天空所见的恒星）、旦中星（黎明时南方天空所见的恒星）、晨见夕伏的恒星、北斗的斗柄指向、河汉（银河）的位置以及太阳在星空中所处的位置等等。另外，《夏小正》中也有当月植物生长形态、动物活动习性与祭祀的相关记载。据说，“夏历”也是根据《夏小正》的相关内容来确定的，现在常说的农历也源于此。
由于长期流传的缘故，这一文献可能有残缺和其它的错误，也可能混杂有后人或其它的附会成分。但是《夏小正》作为我国现存的一部最古老的天文历法著作，按十二月的时序详细记载上古先民所观察体验到的天象、气象和物象，形象地反映出上古先民对时令气候的朴素认识，在一定程度上反映了夏代农业生产的发展水平，保存了我国最古老的比较珍贵的天文历法知识，对古代天象与先秦历法研究有相当重要的参考价值。
二、《甘石星经》
《甘石星经》是古代中国天文学专著和观测记录，是世界上现存最早的天文著作之一。仅次于前1800年的巴比伦星表。在长期观测天象的基础上，战国时期齐人（一说楚人或鲁人）甘德、魏人石申(一名石申夫)各写出一部天文学着作。后人把这两部着作合起来，称为《甘石星经》。他们观测了金、木、水、火、土五个行星的运行，发现了这五个行星出没的规律。据我国科学家席泽宗研究证明：甘德已发现木星的3号卫星，比意大利伽利略和德国麦依尔的同一发现早近2000年，甘德、石申所测定的恒星记录，是世界上最早的恒星表。书中记有120颗恒星的位置，以现在的观察结果来看，还是比较准确的。它比欧洲第一个恒星表——希腊伊巴谷的星表早约200年。《甘石星经》入选中国世界纪录协会世界最早的天文学著作。
中国在春秋战国时期天文学已发展，在这一时期出现了一大批天文学专著和关于天文的观测记录用以皇帝星占之用。其中楚国（齐国）的天文学家甘德著有《天文星占》八卷，魏国的天文学家石申著有《天文》八卷，后人将这两部著作合为一部，取名为《甘石星经》，是世界上最早的天文学著作；原著已散佚，现只能在同期之相关史籍中零碎抄录，如《开元占经》中。
作者介绍
甘德，又名甘文卿，一般史书称之为甘公。《史记·天官书》记载甘德是齐人，而刘宋裴骃《史记集解》却说他是鲁人，《史记正义》还说甘德是楚人，以后《汉书》和《三国志》都说甘德是楚人。石申是魏国人，对此并无争议。而他的名字却有石申和石申夫两种说法，经后人考证，确认为石申夫。甘德和石申夫曾在书中提到赵燕之战，鲁楚之争，据此推断，甘、石的著作时代大致在周烈王元年(前375年)至周显王十九年(前350年)之间。作者生平事迹不可考。
甘德写有《天文星占》八卷，石申写有《天文》八卷，后人把这两部著作合为一部，称《甘石星经》。 《甘石星经》是我国、也是世界上最早的一部天文学著作，可惜它在宋代以后失传了，今天只能从唐代的天文学书籍《开元占经》里见到它的一些片断摘录。这些片断摘录表明，甘德和石申曾系统地观察了金、木、水、火、土五大行星的运行，发现了五大行星出没的规律；他们还记录了八百颗恒星的名字，测定了一百二十一颗恒星的方位。后人将甘德和石申测定的恒星记录称为《甘石星表》，这是我国、也是世界上最早的恒星表，比希腊天文学家伊巴谷测编的欧洲第一个恒星表大约早二百年，后世许多天文学家在测量日、月、行星的位置和运动时，都要用到《甘石星经》中的数据，因此，《甘石星经》在我国和世界天文学史上都占有重要地位。
三、《太初历》
西汉的《太初历》是中国古代第一部比较完整的汉族历法，也是当时世界上最先进的历法。其法规定一回归年为一年，一朔望月为一月，所以又称“八十一分律历”。以夏历的正月为岁首。太初历第一次把二十四节气编入历法，以没有中气的月份为闰月。它还首次记录了五星运行的周期。太初历共使用了188年。
太初历正式启用于公元前104年，比古罗马儒略历早了58年。公元前45年，尤里乌斯·恺撒才正式启用儒略历。值得一提的是元初实施的《授时历》也比《格里高利历》早了300多年。无论是天文精度，还是辅助农业生产的二十四节气，都领先于西方。
历法是长时间的纪时系统。具体地说，就是对年、月、日、时的安排。因为农事活动和四季变化密切相关，所以历法最初是由农业生产的需要而创制的。中国的农业生产历史悠久，古代曾制定过许多历法。
《太初历》规定一年为365.2502日，一月等于29.53086日，以正月为岁首，以没有中气的月份为闰月，这就调整了太阳周天与阴历纪月不相合的矛盾，使月份与季节配合得更合理，是我国历法上一个划时代的进步。《太初历》还根据天象实测和多年来史官的记录，将行星的会合周期测得很准，如水星为115.87日，比今测值只小0.01日；同时算出135个月的日食周期，即一周期中太阳通过黄白交点23次，两次为一食年。除此之外，《太初历》还把二十四节气第一次收入历法，这对于农业生产起了重要的指导作用。
《太初历》的编制是中国历法史上的第一次大改革。它不仅是我国第一部比较完整的历法，也是当时世界上最先进的历法。自问世以后，一共行用了189年。只可惜，《太初历》原著已失传，留下的也只是后人补写的。
四、《大明历》
大明历，是由南北朝时期中国著名数学家、科学家祖冲之创制的一部历法，也称“甲子元历”。在历法中，祖冲之首次引入了“岁差”的概念，从而使得历法更加精确，是中国第二次较大的历法改革。
《大明历》规定了回归年的长度为365.2428日，这在当时是最理想的一个数据；同时，提出了用圭表测量正午太阳影长以定冬至时刻的方法，这在当时也是最方便最准确的方法。
在《大明历》中，祖冲之首次引入了“岁差”的概念，将“回归年”和“恒星年”这两个概念区分开来，从而使得历法更加精确，是我国第二次较大的历法改革。所谓“岁差”就是由于地球在运行过程中受到其他天体的吸引作用，地球自转轴的方向发生了缓慢而微小的变化。因此从这一年的冬至到下一年的冬至，从地球上看到的太阳并没有回到原来的位置，而是岁岁后移，这也就引起了24节气位置的变动。祖冲之确定每45年11月差１°，这个岁差值虽然很不精确，但引进“岁差”编制历法，使得历法有了更科学的基础。
《大明历》采用391年置144闰的新闰周，比以往历法采用的19年置7闰的闰周更加精密。祖冲之还利用精确的数学计算，首次求出历法中“交点月”的日数为27.21223日，使得准确的日月食预报成为可能。祖冲之曾用大明历推算了从元嘉十三年到大明三年23年间发生的4次月食时间，结果与实际完全符合。
通过观察和计算，祖冲之得出木星每84年超辰一次的结论，即规定木星公转周期为11.858年，与现今测得的数据（11.862年）十分接近；同时，历法给出了更为精确的五星会合周期，其中水星和木星的会合周期也接近现代的数值。
祖冲之的卓越才华，使得《大明历》成为古代历法发展过程中的又一个里程碑。虽然开始遭到皇帝众臣的反对，但在他死后十年，即天监九年，《大明历》最终得以施行，使用长度达八十年之久。
扩展—祖冲之
祖冲之（429年—500年），字文远，南北朝时期著名数学家、天文学家。
祖冲之祖籍范阳郡遒县（今河北涞水），为避战乱，祖冲之的祖父祖昌由河北迁至江南。祖昌曾任刘宋的“大匠卿”，掌管土木工程；祖冲之的父亲也在朝中做官，学识渊博，受人敬重。
祖冲之公元429年生于建康（今江苏南京）。祖家历代都对天文历法素有研究，祖冲之从小就有机会接触天文、数学知识。在青年时代祖冲之就博得了博学多才的名声，宋孝武帝听说后，派他到“华林学省”做研究工作。公元461年，他在南徐州(今江苏镇江)刺史府里从事，先后任南徐州从事史、公府参军。公元464年他调至娄县(今江苏昆山东北)任县令。在此期间他编制了《大明历》，计算了圆周率。宋朝末年，祖冲之回到建康任谒者仆射，此后直到宋灭亡一段时间后，他花了较大精力来研究机械制造。公元494年到498年之间，他在南齐朝廷担任长水校尉一职，受四品俸禄。鉴于当时战火连绵，他写有《安边论》一文，建议朝廷开垦荒地，发展农业，安定民生，巩固国防。公元500年祖冲之在他72岁时去世。
五、《大衍历》
亦称“开元大衍历”。唐开元十七年（公元729年）起施行二十九年的历法。一行撰。因立法依据《易》象大衍之数而得名。一行测各地纬度，南至交州北尽铁勒，并步九服日晷，定各地见食分数，复测见恒星移动。十五年而历成。共分七篇，包括平朔望和平气、七十二候，日月每天的位置与运动、每天见到的星象和昼夜时刻、日食、月食和五大行星的位置。
传说大衍历为唐代僧一行所作。唐开元九年（721），帝诏令一行制新历，此乃因李淳风所作之麟德历渐为人所忽用，且麟德历中之日蚀推测的误谬亦日益显著，故帝诏一行另撰新历。一行曾南赴交州，北抵铁勒，以测量各地之纬度，又用各种测日之仪器以定下各地日蚀之日期，并测见恒星之移动，撰妥草稿，然其于开元十五年十月寂灭，故所谓开元大衍历五十二卷，概系为草稿。其后，帝又诏令张说、陈玄景编订历数七篇、略例一篇、历议十篇等，开元十七年颁付有司，实行至宝应元年（762）改用郭献之之五纪历。大衍历之名即依据周易系辞‘大衍之数’一语而来。
《大衍历》共分七篇，包括平朔望和平气、七十二候，日月每天的位置与运动、每天见到的星象和昼夜时刻、日食、月食和五大行星的位置。历法中首次提出“定气”的概念，并用它来编制太阳运动表；在计算中使用了不等间距的“二次差内插法”，这在数学史上也是一个创举，把李淳风关于蚀差的计算向前推进一步，提出全国不同地点相对于标准点阳城的计算蚀差的方法，称为“九服蚀差”；在五星计算方面，《大衍历》对五星运动不均匀性的改正计算上，使用了具有正弦函数性质的表格和含有三次差的近似内插公式，比同代人的方法更为科学。
经过检验，该历法比唐代已有的其他历法都更加精密；同时在历法的编排，结构严谨，条理分明，共有历术七篇、略例一篇、历议十篇。这表明了中国古代历法体系的成熟，为后世历家相沿袭用。
六、《授时历》
《授时历》，为公元1281年（元至元十八年）实施的历法名，因元世祖忽必烈封赐而得名，元朝统一中国以前，中国所用的历法是《大明历》。由于这部使用了七百多年的历法误差很大，所以元世祖忽必烈决定修改历法。郭守敬、许衡等人奉命在东西6000余里，南北长11000里的广阔地带，建立了27个测验所，进行实地观测。终于在至元十七年春天，完成了新历法。元世祖按照“敬授民时”的古语，取名为《授时历》，又叫《授时历经》，是我国历史上施行最久的历法，达364年。
《授时历》规定每月为29.530593日，以无中气月为闰月；它还规定一回归年为365.2425日，比地球绕太阳公转一周的实际时间，仅差26秒，和现代世界通用的公历完全相同；《授时历》正式废除了古代的上元积年，而截取近世任意一年为历元，打破了古代制历的习惯，是我国历法史上的第四次大改革；在编制过程中，他们所创立的“三差内插公式”和“球面三角公式”，也是具有世界意义的杰出成就。
《授时历》反映了当时我国天文历法的最新水平，同时还有不少革新创造。在中国古代历史发展进程中，《授时历》经受住了时间考验，产生了重大影响。同时，《授时历》一年的周期与现行公历基本相同，但问世却早于西方300多年，很多周边国家如朝鲜、越南等都曾采用过《授时历》。
扩展—修者简介
许衡
许衡，字仲平，学者称之鲁斋先生，祖籍怀州河内（今河南省焦作市沁阳 ）。出生于金卫绍王大安元年（宋宁宗嘉定二年、元太祖四年）四月初三，为农历己巳年己巳月丙寅日、公元1209年5月8日，卒于元至元十八年三月初三，为农历辛巳年壬辰月戊戌日、公元1281年3月23日。许衡通过传道授业，对于汉、蒙文化的融合和交流作出了卓越的贡献。许衡精通天文、历算。至元十三年（公元1276年）元世祖“以海宇混一，宜协时正日”，故须摒弃沿用已久舛误甚多的金代《重修大明历》而修订历法。于是，遂命许衡“领太史院事”，全面负责这一工作，并以王询、郭守敬为副，共同研订。经过全们的积极努力，至元十七年（公元1280年），终于完成了这一艰巨复杂的任务。 在此期间，许衡以年届七旬的高龄，辛劳擘划，艰苦备尝。创制了简仪、仰仪、圭表、景符等天文仪器，在全国各地修建27所观测台，进行实地观测。制订了《授时历》。他用近世截元法代替了上元积年法，并推算出了365.2425日为一年，这个结论，比地球围绕太阳公转一周的实际数字只差26秒，比欧洲著名的《格列高利历》还要早三百年。《授时历》使用的时间，前后达363年（公元1281年～1644年）之久，是我国历史上使用时间最长的一部历法，是我国历法史上的第四次重大改革。明初著名学者宋濂赞扬许衡等的功绩说：“至元十三年，世祖诏前中书左承许衡、太子赞善王恂、都水少监郭守敬修订历法，……自古及今，其推算之精，盖未有出于此者也。”这是十分中肯、公允的评价。许衡对程朱理学的造诣也是很深的，对程朱理学的研究有其独到之处，提出了“命”“义”之说。许衡精研程朱理学而不拘泥，提出了著名的“治生论。”他说：“言为学者，治生最为要务。”许衡是元代儒学的主要继承人和传播人。元代有人赞扬他说，“继往圣，开来学，功不在文公下。”明代大儒薛则称为之“朱之后一人”。
王恂
王恂（1235-1281）是元代数学家、文学家。字敬甫。中山唐县（今河北唐县）人。生于元太宗七年，卒于元世祖至元十八年。幼小从刘秉忠学习数学、天文、后与郭守敬一道从刘秉忠学习数学和天文历法，精通历算之学。1253年，荐于忽必烈，命辅导皇太子真金。中统二年（1261年），擢太子赞善。真金任中书令，凡有咨禀，必令他与闻。后领国子祭酒。至元十三年（1276年）奉命改历，议修金《重修大明历》，和郭守敬一道组织太史局（后改称太史院），王恂任太史令，分掌天文观测和推算方面的工作，推步于下，遍考历书四十余家。在《授时历》的编制工作中，其贡献与郭守敬齐名。《授时历》编制后，至元十八年，王恂的父亲去世。王恂悲伤过度，每日只能喝一小勺水，不久去世，时年四十六岁。王恂死后，他的推算方法没有定稿，由郭守敬加以整理为《推步》七卷、《立成》二卷、《历议拟稿》三卷、《转神选择》二卷、《上中下三历注式》十二卷。由于王恂书生出身，家里没有什么储蓄，皇帝重赏他家。1315年（延佑二年），赠他为推忠守正功臣、光禄大夫（从一品）、司徒、上柱国（从一品）、定国公，谥号文肃。王恂为我国天文、历法、数学科学事业的发展，做出了一定的贡献。
郭守敬
郭守敬（1231-1316），元朝的天文学家、数学家、水利专家和仪器制造专家。字若思，汉族，顺德邢台（今河北邢台）人。生于元太宗三年，卒于元仁宗延祐二年。郭守敬曾担任都水监，负责修治元大都至通州的运河。1276年郭守敬修订历法，经4年时间制订出《授时历》，通行360多年。是当时世界上最先进的一种历法。1981年，为纪念郭守敬诞辰750周年，国际天文学会以他的名字为月球上的一座环形山命名。
七、《崇祯历书》
《崇祯历书》是明代崇祯年间为改革历法而编的一部丛书，它从多方面引进了欧洲的古典天文学知识。崇祯二年九月成立历局﹐开始编撰，到崇祯七年十一月全书完成。本套丛书主编是徐光启，他死后由李天经主持，参加翻译欧洲天文学知识的有瑞士人邓玉函、意大利人龙华民、日耳曼耶稣会士汤若望和葡萄牙人罗雅谷等人。
《崇祯历书》共有46种﹑137 卷，内容包括天文学基本理论、天文表、必需的数学知识(主要是平面及球面三角学和几何学)、天文仪器以及传统方法与西法的度量单位换算表五类。由于主编徐光启强调把历法计算建立在了解天文现象原理的基础上，因此理论部分共占全书三分之一篇幅。《崇祯历书》采用了第谷创立的天体系统和几何学的计算方法，有很多优点。首先它引入了清晰的地球概念和地理经纬度概念，以及球面天文学、视差、大气折射等重要天文概念和有关的改正计算方法；其次它还采用了一些西方通行的度量单位，如度﹑刻、时等，时以下采用60进位制等。
《崇祯历书》所达到的成就，在当时的世界上是最先进的。它不仅代表“西学东渐”的学术成果，还表明中国古代天文学向现代迈出了一大步。可贵的是，明朝科学家对西方的科技知识加以批判地吸收，政府也为科学研究提供良好的环境氛围。正是因为它结合了东西方的长处，所以才能汇聚优点于一身，被誉为“欧洲古典天文学百科全书”。
作者简介
徐光启(1562-1633)，字子先，号玄扈。上海徐家汇人。科学家。万历三十二年(1604)中进士，同年任翰林院庶吉士。崇祯五年(1632)任礼部尚书兼东阁大学士，崇祯六年(1633)兼任文渊阁大学士。他研究的范围十分广泛，在天文学、数学、农学方面的贡献最为突出。万历二十八年(1600)在南京结识了意大利耶稣会传教士利玛窦，与其交往十分密切，向其学习西方先进的天文、数学、水利等科学知识，并与其合作译出西方科学名著《几何原本》、《筒平仪说》和《泰西水法》等，成为最早将西方先进的科学技术引进我国的代表人物，对我国近代科技事业的发展起了积极的作用。著有《勾股义》一卷、《农政全书》六十卷（遗稿由陈子龙整理补辑，1639年刊印）等。崇祯二年(1629)受命组织历局，从事改历工作。徐光启主张利用西方先进的天文历法知识编制历法，申请制造了纪限仪、象限仪、望远镜等西式天文观测仪器，并聘请邓玉函、汤若望等西方传教士参与工作，翻译了大量有关的西方天文历法著作，编撰卷帙浩繁的《崇祯历书》。但尚未完成，徐光启就去世了。后由李天经主持编纂，于崇祯七年(1634)十一月完成。
