中國最早的天象觀察，可以追溯到好幾千年以前。無論是對太陽、月亮、行星、彗星、新星、恆星，以及日食和月食、太陽黑子、日珥、流星雨等罕見天象，都有著悠久而豐富的記載。古人對於天象的觀察仔細、記錄精確、描述詳盡、都使今人感到無比驚訝。

中國古代的先民為了觀測天體，創造性地設計和製造出了許多種精巧的觀察和測量儀器。

很早以前，人們發現房屋、樹木等物在太Sunny照射下會投出影子，這些影子的變化有一定的規律。於是便在平地上直立一根竿子或石柱來觀察影子的變化，這根立竿或立柱就叫做“表”。

用一把尺子測量表影的長度和方向，就可以知道時辰。後來，發現正午時的表影總是投向正北方向，就把石板製成的尺子平鋪在地面上，與立表垂直，尺子的一頭連著表基，另一頭則伸向正北方向，這把用石板製成的尺子叫“圭”。

每當正午時表影就會投在石板上，古人就能直接讀出表影的長度值。經過長期觀測，古人不僅瞭解到一天中表影在正午最短，而且得出一年內夏至日的正午，烈日高照，表影最短。冬至日的正午，煦陽斜射，表影則最長。

於是，古人就以正午時的表影長度來確定節氣和一年的長度。比如，連續兩次測得表影的最長值，這兩次最長值相隔的天數，就是一年的時間長度，這就是中國古代先民是怎麼測得一年等於365天多的數值。

現存在河南登封觀星臺上，40尺的高臺和128尺長的量天尺就是一個巨大的圭表。

它的主要結構包括瞄準待測天體的窺管、反映各種座標系統的讀數環、支承結構和轉動部件等。在使用渾儀的過程中，只要利用窺管對準某個需要觀測的天體，就能夠從多組環圈中顯示出該天體的幾種座標。

在北宋年間，蘇頌和韓公廉一起製作了一臺渾儀，後來被安裝在兩人制作的水運儀象臺中。這一動力裝置科學而實用，能夠幫助古代天文學家全方位地觀測各種天體的運轉，而且它的屋頂可以隨時開啟，算是開創了現代天文臺活動屋頂的先河，可見中國古代的天文學家是有著多麼先進的思想和驚人智慧！

中國古人很早就製造出了這種儀器，它可以很直觀、形象地瞭解到日、月、星辰的相互位置和運動規律，可以說天體儀就是現代天球儀的祖先。

在北京古觀象臺上安置的天體儀，是中國現存最早的天體儀，它製造於清康熙年間，重3850公斤。天體儀的主要組成部分是一個空心銅球，球面上刻著縱橫交錯的網格，用來量度天體的具體位置。

利用渾象，無論是白天還是陰天的夜晚，人們都可以隨時瞭解到當時應該出現的星空圖案。

古人透過長時間的觀察日月星辰的位置及其變化規律，並且詳細記錄。主要目的是要透過觀察各種天象，掌握他們的規律性，用來確定四季，編制曆法，為生產和生活提供服務。

中國古代曆法不僅包括節氣的推算、每月的日數的分配、月和閏月的安排等，還包括許多天文學的內容，如日月食發生時刻以及可見情況的計算和預報，五大行星位置的推算和預報等。

這些都可以說明中國古代對天文學和天文現象的重視，同時，各種天文現象也是用來驗證曆法準確性的重要手段之一。

古代人怎樣觀測天文並且研究出曆法的？

這個問題其實很大。

依據《史記·五帝本紀》中的內容，黃帝得到寶鼎，並迎日推筴。有人解讀“迎日推筴”為“指縫迎日推筴”。也叫“迎日推策”。

也就是說，是觀測者選擇一個適合觀察太陽的位置站定，面向太陽，以遠方的山體等為背景。然後舉起一隻手，當然舉起的手和通常情況下來觀察太陽執行規律時是大致一樣的位置和高度，來觀察太陽昇起和執行的狀況。長年累月，古人可能會從其中的變化發現規律性的東西，從而得出一些結論。

這似乎可以從《山海經》中找到一些旁證，比如“大荒東經”中說日月出於東方六座山。如果這六座山有一定間隔，日月出於不同的山，其實是日出位置如正東、正東偏南或偏北的位置的變化。這其實就和我們今天所知的季節變化聯絡上了。

到了夏代，有人說是在堯帝時代就有了，出現了“柱縫迎日推策”。

在適合的地上立一排柱子，共12根，柱子呈半圓形狀，等距離分開。觀測者居於圓心位置，觀察並記錄太陽執行的變化。

考古發現山西襄分陶寺城遺址還有這樣的遺存。

這樣的觀察準確度就提高了許多。

即冬至夏至，春分秋分的發現。

古人可能透過觀察或測量如柱縫間日影的長度、方向及其變化，發現了太陽執行的規律，比如較容易發現的“二至二分”日的規律。從而得出“四分曆”。

比如太陽在某一天某一時刻照射柱子，柱子的影子最短或最長，而這個影子的方向也變化到相對固定的位置。透過比對長期的觀察結果，就會得出相應的結論。這樣一年四季、東西南北都基本上能形成概念了。

二至二分發現後，把觀察到太陽反覆週期性執行的總表天數（年）除以四，就有四季了。如果分成十等份，就是十月曆，分成十二等份就是十二月曆。

大致就這樣說吧。

圭，就是測量影子長度的尺子；表，是立起的杆。

就是立杆測影。這比柱縫迎日推策又要先進得多。而且更加準確。對前人的觀測資料可以更進一步完善和修正，使曆法相應地得到修訂和完善。

當然，除了這些古人還會仰觀俯察。比如“夜考極星”，就是觀察北斗七星的位置變化，當然也有木星、金星、火星等標誌性極強的星星，它們最先被發現，然後用於天空定位，再發展起來與人間四季四方配合。

這樣天文地理和曆法就逐漸產生和完善了。

當然，這有一個漫長的歷史過程。