001 ■ 我国古代用什么仪器观察天象？
我国古代科学技术很不发达，无论是农业生产，还是天文观测，都是一些极为简单的工具和仪器。当时观测天象所用的仪器，大致可以分为两类：
一类是“表”，形制是一根直立的杆子，通过太阳光的照射，人们根据表在地上的投影方向和长度的变化来观测天象。“表”是起源最早的天文仪器，它是古人在长期的生产和生活实践中，观察太阳投影的变化而发明的。古人利用“表”可以达到定方向、定节气、定时刻的目的。
一类是“浑仪”，是专门用以观测天体在天体球面上坐标的天文仪器，也是我国古代天文观测的主要仪器。它是我国古代关于宇宙模式的浑天说理论建立后的产物。古人通过它不仅可以达到观测天象的目的，还可以测定昏、旦和夜半中星以及天体的赤道坐标，有时也能测黄道经度和地平坐标。
趣味链接：我国古代行星运行的记录
1973年，在湖南长沙马王堆出土的《五星占卜书》，详细描述了水、金、火、木、土等行星的运行情况，还一一列出了从秦始皇元年（公元前246年）到汉文帝三年（公元前177年）的70年中，金星、木星、土星的准确位置，并推得了它们的会合周期（指该行星连续两次走到与地球最近处的时间间隔）和公转周期，其精密度已与现代测得的精确值差不多。
据多方考证，这本书的写作年代不迟于公元前170年，这比古希腊权威喜帕恰斯的记录至少早1个世纪。
002 ■ 世界上最早的天文观测仪器是什么？
勤劳的中国人民很早就开始了天文观测，随着观测的不断深入，观测技术也不断提高，前后发明了很多观测仪器，其中有一些被认为是世界上最早的。除了观测地震的地动仪是世界上最早的天文观测仪器以外，比较有代表性的还有浑仪和浑象两种仪器。
浑仪和浑象，都是世界上最早的天文仪器。浑仪出现在春秋战国时代，甚至更早。浑仪是用来测量天体的位置和两个天体之间角度的天文仪器，它由照准器（即望筒）、转动装置、读数装置三部分组成。
照准器是浑仪的主要部分，测量天体坐标时，只需用照准器对准要观测的天体，照准器上所设的各种环圈就能将该天体的坐标标示出来。照准器上的这些环圈有的代表着地球自转的轨迹赤道，有的代表地球公转的轨迹黄道。
而浑象是东汉科学家张衡发明的，它是用来观测天体位置的一种仪器。浑象是用铜铸造的，形状像个圆球。圆球装在一根倾斜的轴上，轴和球有两个交点，分别代表南极和北极，类似于今天的地球仪。
球面上刻有二十八星宿和其他星辰，采用齿轮装置，用漏壶滴出的水的力量推动齿轮，带动浑象绕轴转动。铜球转动一周和地球自转一周的时间相同。球外面安有一个水平的环，表示地平线。
此球由东往西运动，刻在上面的恒星就从东方升到地平线以上，又向西落到地平线以下，这和天空中星象出没的实际情况完全相同。坐在屋子里，便能从浑天仪上看到天体运行的情况。
趣味链接：日珥最早发现在什么时候？
日珥是太阳表面上经常会出现的一种情况。具体来说，太阳表面像一个火海，时常有一串串巨大的“火舌”腾空而起，这便是日珥。由于日全食特别受人关注，在公元前1400年前，我国在甲骨卜辞中就已经有了日珥的记载，那时人们只说它是“火焰”，日珥这个词是近代才出现的。
003 ■ 我国古代的天文观测起源于何时？
中国古代的天文观测起源很早，但确切时间现已无法考证了。殷商时代，据甲骨文记载，已经有了日食、月食的记录。并且出现了原始历法——阴阳历。
春秋战国之际，影响后世的二十八宿体系建立起来了。二十八宿是古人在观测日、月、星辰及五星运动时，沿天球黄、赤道带所划分的二十八个区域，分别是：角、亢、氐、房、心、尾、箕、斗、牛、女、虚、危、室、壁、奎、娄、胃、昴、毕、觜、参、井、鬼、柳、星、张、翼、轸。二十八宿的建立为观测提供了一个较为准确的量度标准。
此外，对异常天象的观测，也有了更大的把握。除了多次记录了日、月食外，还有关于哈雷彗星的记录。《春秋·文公十四年》中记载：“秋七月，有星孛入于北斗。”
战国时魏人石申绘制了人类历史上第一张星象表。在我国历法中占有重要地位的二十四节气经过逐步发展，到战国时已完备，二十四节气是把周年平分为立春、雨水、惊蛰、春分、清明、谷雨、立夏、小满、芒种、夏至、小暑、大暑、立秋、处暑、白露、秋分、寒露、霜降、立冬、小雪、大雪、冬至、小寒、大寒。它的建立不仅具有天文意义，而且对古代农业生产有指导作用。
秦汉时期对天象的观测更为精确，《汉书·五行志》中记载：“河平元年三月己末，日出黄，有黑气，大如钱，居日中央。”这段话对太阳黑子出现的时间、位置、形状作出了准确的记录。
随着天文学研究的深入，出现了系统的天文学理论。自此以后，我国的天文观测经历了突飞猛进的发展。明清两代，古天文学开始走向没落，随着西方科技的传播，开始和近代天文学知识相结合。
趣味链接：中国第一座天文馆出现在什么时候？
中国最早的天文馆出现在18世纪末，但并不是我们现代意义上的一座大房子，而是一座高5米、周长约4米的“架子”。
据《掌故丛编》记载，1793年（清朝乾隆五十八年），大臣梁肯堂向乾隆皇帝奏呈英使进贡单上说，英国国王谨进天朝大皇帝贡件清单：“第一件，西洋语布蜡尼大利翕（天文馆）大架壹座。乃天上日月星宿及地球全图。其上地球照依分量是极小的。所载日月星辰同地球之像，俱能行动效法天地之运转，十分相似。”
当时，这座天文馆安放在北京圆明园的正大光明殿里。它“依天文地理规矩”而造，“何时应遇日食月食及星辰之愆（差错），俱显著于架上，并有年月日时之指引及时辰钟，历历可观”。
可惜，这座“天文馆”建成还不到100年，英法联军就在第二次鸦片战争期间，火烧了圆明园，将其毁掉了。目前，中国第一座“天文馆”只有遗址供游人凭吊。
004 ■ 古代没有钟表，他们用什么计时？
古人的时间安排，大多是日出而作，日落而息的。可是在没有太阳的阴天里该怎样安排时间呢？听鸡鸣当然是一个方法，但除此之外，还有没有科学的计时仪器呢？
在很长一段时期里，古人都是根据太阳的起落和人兽的活动来计时的。他们把一天分为夜半、鸡鸣、平旦、日出、食时、隅中、日中、日昳、晡时、日入、黄昏、人定十二个时段。由于四季昼夜长短的变化，一天十二时段的分法并不科学，具体的时间差竟达两小时。因为不太科学，终于被十二地支计时法所替代。
古人用地支（子、丑、寅、卯、辰、巳、午、未、申、酉、戌、亥）把一天分为十二个时辰，每个时辰相当于现在的两个小时，如巳时相当于九时至十一时。这些只能知道大概的时间，可是要得到精确的时间还是比较困难的。
于是古人又发明了用漏壶计时的方法，漏壶是中国最古老的计时器，也叫更漏。根据史书记载，周代时已有漏壶，到春秋时期，漏壶的使用已相当普遍。我国最早的漏壶是用铜壶盛水，壶底穿一个小洞，壶中插一只标杆，叫做箭，它的上面刻有度数，箭下有箭舟托着，浮在水面上，壶里的水逐渐地漏下去，箭上的度数陆续显现，以此来计时。这种漏壶也有箭漏之称。
除此之外，古代还有报更，又叫打更的计时法，把夜间分为五更。一更相当于现代的十九时到二十一时；二更相当于二十一时到二十三时；三更相当于二十三时到一时；四更相当于一时到三时；五更相当于三时到五时。
由此看来，古人每天并不是很糊涂地生活，他们对时间还是知道大概的。
趣味链接：古时如何用沙漏计时？
漏壶分两种，一种装水，一种装细软的沙子。装沙子的这种漏壶就被称为沙漏。沙漏的记载最早见于元代，使用并不普遍。沙漏的计时方法是，观察沙子的流漏程度，从而判断时辰。
有一首歌里唱道“幸福只剩一杯沙漏”，取的是比喻意，是说幸福好像这沙漏里的流沙一样，越来越少。
005 ■ 闰年的规律是怎样确定的？
有闰月的年叫闰年，没有闰月的年叫平年。气候由冷到热，再由热到冷，这个周期就是一个回归年。在这个回归年内，月亮的圆缺变化会发生12次。
所以，阴历的一年12个月，共有354天或355天。例如丙申年（1956年）就是354天（6个大月，6个小月），戊戌年（1958年）是355天（7个大月，5个小月）。阴历一年是354天的时候，比回归年短11天多，一年是355天的时候，比回归年短10天多。
这样三年就要短30多天，为了适应气候冷热的周期，所以每三年就要增添一个月。这个额外增加的月就叫闰月。但是每三年增添一个闰月，并不能完全解决问题，因为阴历每三年比回归年短33天左右，而增添一个闰月只是增添了29天或30天，仍短3天左右，为此，我国劳动人民很早就采用了“19年7闰”的方法，也就是每19年中，安排7个闰月。如此一来，19个阴历年和19个阳历年的日数就差不多了，只有2个小时之差。
趣味链接：农历的闰月
农历3年一闰，5年两闰，19年七闰，每逢闰年所加的一个月叫闰月。有闰月的这一年就有十三个月，即383天或384天。农历的闰月是为了减小农历的误差、协调农历年与公历年的对应关系而设置的，它的设置是有规律可循的。
早在春秋时期，古人就采用了“十九年七闰月”的方法设置闰月，即在19个回归年（6939.6天）中，安插7个闰月，这样算来，19个农历年有228个朔望月，再加上7个闰月，就有235个朔望月（6939.7天）了，这样两种历法就基本平衡了。
那么这7个闰月应该加在什么位置呢？这与我国的二十四节气的“中气”有关。所谓中气就是二十四节气中双数的气，即雨水、春分、谷雨、小满、夏至、大暑、处暑、秋分、霜降、小雪、冬至、大寒等称为十二中气。如果哪个农历月份没有“中气”，那么它就是闰月，它在哪个月份的后面就被称为闰几月。如农历丙戌年（公历2006年）闰七月小，只有白露，而无中气。
006 ■ 二十四节气的由来及其对农业生产的指导作用是怎样的？
中国古代把一年分为二十四节气，这个独特的创造，是中国古代科学史上的一个辉煌成就。二十四节气是古人在生产实践中总结出来的，有掌握季节时令和指导农业生产的作用。
早在春秋时期，人们就已经会利用土圭来测量正午太阳影子的长短了。一年之中，土圭在正午时分影子最短的一天为夏至，最长的一天为冬至，影子长度适中时为春分或秋分，由此确定出了夏至、冬至、春分、秋分四个节气。
在秦汉时期，二十四节气的概念己完全确立，人们根据月初、月中的日月运行位置、天气及动植物生长等自然现象之间的关系，把一年平分为二十四份，用来表示一年里天时和气候变化的24个时期，也就是表示地球在围绕太阳公转的轨道上24个不同的位置。
后来在公元前104年，由邓平等制定的《太初历》，正式把二十四节气编于历法中，从而明确了二十四节气对应的天文位置。自此，二十四节气逐渐固定下来。
二十四节气将天时、气象与农业联系起来，对于农业社会的耕种收割有着举足轻重的指导作用。如“立春”是农历新年的第一个“节气”。惊蛰、清明、谷雨等，这些名词与天气、物候的对应，同农业、畜牧业与人民生活一样息息相关。曾有外国学者称赞：“中国人在阿拉伯人之前，是全世界最坚毅、最精确的天文观察者。”
二十四节气的传统含义是：立春，春季开始的意思；雨水，降雨开始；惊蛰，开始响雷，冬眠动物复苏；春分，春季的中间，昼夜平分；清明，气候温暖，天气清和明朗；谷雨，降雨量增多，对谷类生长有利。
立夏，夏季开始的意思。小满，麦类等夏熟作物子粒逐渐饱满。芒种，即忙种，麦类等有芒作物成熟。夏至，夏天到，此时白天最长，夜晚最短。小暑，正当初伏前后，气候开始炎热。大暑，为一年中最炎热的时节。
立秋，秋季开始，气温逐渐下降。处暑，“处”有躲藏、终止的意思，表示炎热即将过去。白露，此时节因夜间较凉，空气中的水汽往往会凝成露水。秋分，秋季的中间，昼夜平分。寒露，气温明显降低，夜间露水很凉。霜降，开始降霜。立冬，冬季开始的意思。小雪，开始降雪。
老百姓在灵活地运用二十四节气的同时，也创作出了许多农谚，如“大麦不过小满，小麦不过芒种”、“芒种不收草里眠”等。人们还运用二十四节气指导田间管理和推算作物发育，比如谚语说“白露白迷迷，秋分稻莠齐，寒露无青稻，霜降一齐倒”。湖北对于晚稻有“寒露不低头，割回喂老牛”之说，意思就是，晚稻如果播晚了，到寒露时还未抽穗，就不会有什么收成了，还不如割去喂牛。
可见，二十四节气是我们祖先智慧的结晶，是一笔宝贵的文化遗产。
趣味链接：二十四节气歌
有人按春夏秋冬的排列顺序，编了一首二十四节气歌，流传很广。并且后人还为它谱了曲。二十四节气歌完整内容如下：
春雨惊春清谷天，夏满芒夏暑相连。
秋处露秋寒霜降，冬雪雪冬小大寒。
每月两节不变更，最多相差一两天。
上半年来六廿一，下半年是八廿三。
注：大雪，降雪较大。冬至，进入数九寒天，白天短，夜晚长。小寒，气候已比较寒冷。大寒，为最冷的时节。
007 ■ 我国古代天文学成就有哪些？
天文学与人类的生产、生活紧密相关，从而成为各门自然科学中发展最早的一门科学。
我国天文学萌芽于原始社会的新石器时代，当时人们在劳作之余，已开始注意到太阳升落、月亮圆缺的变化，从而产生了时间和方向的概念。但在当时仅是人们大脑里的一种概念而已，并没有形成文字。从考古发掘的一些遗址来看，当时人们建造房屋时，已经懂得选择向阳之地，且注重房屋大门的朝向问题。生活中所使用的器具上，也有了太阳、月亮，乃至星辰的纹样。
进入奴隶社会以后，天文学逐步得到发展，相传在夏朝便已有历法，所以，今天还把农历称为“夏历”。根据甲骨文的记载，商代时一年只有春秋两个季节，平年有十二个月，闰年十三个月，大月三十天，小月二十九天。除此之外，还有关于日食、月食的最早记录。西周时，已经有了专门从事天文工作的人员。
春秋时期，把一年分为春、夏、秋、冬四个季节，并且还能从月亮的位置变化中推出每月太阳的位置，并在此基础上建立了二十八宿体系。此外，我国最早关于哈雷彗星的记录也出现在这一时期。
战国时，出现了世界上最早的天文学著作——《甘石星经》。二十四节气的大体雏形在这时已经创立，农业生产开始受益于天文知识的指导。
随着天文观测的进步，秦汉时期，全国制定了统一的历法。西汉武帝时，司马迁参与修订的《太初历》，具有节气、闰法、朔晦、交食周期等内容，显示了很高的水平。这一时期还发明创造出了一批浑仪、浑象等重要的天文观测仪器，对后世有着深远的影响。