第4章 中国传统科学与技术.docx
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第4章中国传统科学与技术
第四章中国传统科学与技术
由于高山荒漠海洋的阻隔，中国古代科学技术是在一个难以与世界其他文明地区交流的环境下相对独立发展起来的，因而具有很多独特性。
科学技术史国际权威李约瑟（J.Needham）认为，从第3世纪到第13世纪，中国的科学达到了西方所望尘莫及的高度。
在当代，研究中国和以古希腊为代表的西方科学的不同体系，以及它们对世界近现代科学技术的不同影响，一直是一个热门话题。
第一节源远流长的传统技术
一、石器技术
旧石器（打制石器）时代，最重要的发明是火的使用和弓箭的制作。
新石器（磨制石器）时代，约一万年前中国进入农耕文明，约7000年前到4000年前达到了技术发展的第一个高峰。
其一，人工培育动植物。
种类有：
水稻、小麦、粟、黍、高梁、稷、芝麻、蚕豆、白菜、生姜、葫芦、甜瓜、桃、核桃、枣、莲藕；鸡、鸭、猪、羊、马、牛、狗、骆驼、草鱼、鲤、鲫、青鱼、鳖等。
其二，发明各种农具，包括耕、种、中耕、收割、加工等用具。
原材料除石器外，还有骨、蚌壳、木头等。
如河姆渡出土的7000年前的大量骨耜，以及耒、锄、铲、镰、刀、镐、犁、磨盘和杵臼。
其三，发明陶器，有灰陶、黑陶、红陶和彩陶。
陶器制作需要600℃以上高温。
它第一次将天然自然物的物理化学性质加以改变，使得烹饪、酿造等食物加工方式成为可能。
其四，发明土木结构建筑。
带有榫卯木构的典型遗物在河姆渡。
甘肃秦安大地湾发掘有5000年前的人造陶土粒轻型建筑材料和料礓石烧制的轻混凝土。
辽宁凌源与建平交界的牛河梁发掘的红山文化时期大型石砌建筑女神庙遗址，被誉为“东方文明的曙光”。
其五，发明纺织和编织。
其六，加工矿物。
如制作玉器，制作石磬、埙等乐器，冶炼自然铜、红铜、锡和铅，制造兵器，用矿物的有色粉末制作涂料。
二、青铜器技术
青铜是铜锡合金。
春秋战国时颁布的技术标准《考工记》有世界上最早的不同青铜器制作的合金配比。
商朝开始进入青铜时代。
1938年湖南省宁乡县出土的商后期祭器四羊方尊，重34公斤，是我国现存商代青铜方尊中最大的一件，也是造型艺术独一无二的一件。
1939年河南省安阳市出土的商后期祭品司母戊鼎，高133厘米，长110厘米，宽78厘米，重875公斤，是迄今世界上发现的最大、最重的青铜器。
1978年湖北省随县出土的战国初期曾侯乙墓青铜器总重量达10吨，包括鼎、簋、编钟、编磐、鉴缶、尊盘等，是我国出土青铜器数量最多、种类较全的一次。
其中，曾侯乙编钟一套65件，是迄今发现的最完整最大的一套青铜编钟。
采用了浑铸、分铸、等冶铸技术和平雕、浮雕、圆雕、透雕、错金、镶嵌、铸镶、铜焊、鑞焊、铆接等多种工艺，集先秦青铜制造技术之大成。
现在发现的铜矿采掘遗址，湖南麻阳为春秋战国时期，江西瑞昌铜岭属商中期，湖北大冶铜绿山为商后期至汉代。
开采技术由群井竖采发展到斜井、平巷联合挖掘，需要解决一系列掘进、运输、通风、排水、照明、支护等复杂问题。
三、铁器技术
中国古代最早用铁的记载，见《左传》鲁昭公二十九年：
“遂赋鲁国一鼓铁，以铸刑鼎”。
牛皮鼓风橐，水力鼓风机，可以使燃料燃烧充分，产生高温，因而生铁（铸铁）硬度领先于世界。
战国时期发明可锻铸铁技术，克服了生铁含碳量高因而易断裂的缺点，早于欧美两千多年。
春秋时期已经掌握渗碳钢方法，西汉中晚期发明炒钢技术，以后又发明灌钢工艺，将熔化的生铁与熟铁合炼。
这在古代都是世界最先进的。
此外，白铜最早见于晋代《华阳国志》记载，西方到19世纪才仿造成功；湿法炼铜始于唐代，宋代普遍采用，欧洲到16世纪才知道；五代十国已经掌握黄铜制取。
四、瓷器技术
瓷器与陶器的区别：
瓷器原料由含熔剂较少的瓷土，即粘土或称高岭土充当，表面施以一层人工配制的石灰釉，需要1200℃以上的高温焙烧，成品光亮半透明，硬度6～7度，不吸水，叩之有清越的金属声。
陶器原料含有较多的氧化铁，表面不施釉或只有低温釉，焙烧只需要600℃以上高温，成品硬度不到4度，吸水率达8%以上。
商周时期出现了原始瓷器，颜色是黄绿色或青灰色。
汉魏晋南北朝瓷器的主流仍然是青瓷。
南朝青瓷达到了炉火纯青的境界。
北朝发明白瓷。
隋代白瓷趋于成熟。
唐代白瓷以邢窑（河北内丘、临城等地）、青瓷以越窑（绍兴一带）、彩绘装饰瓷以铜官窑（长沙铜官）为代表。
1987年陕西扶风法门寺塔唐代地宫的发掘，揭开了唐五代“秘色瓷”的秘密。
原来陆龟蒙《秘色越器》诗“九秋风露越窑开，夺得千峰翠色来”，指的果然是越窑所产青瓷。
宋代瓷业发展更快。
景德元年（1004），皇帝诏改江西昌南镇为景德镇，景德窑成为御窑。
这时期出现了彩瓷，有釉上彩和釉下彩之分。
最著名的釉下彩是青花瓷，成为以后中国瓷器的主流。
元承宋代彩瓷，青花瓷异彩纷呈。
明代彩瓷主要是青花加彩、红彩和五彩。
清代出现粉彩、珐琅彩、墨彩、康熙五彩，突破了以青花为主的色调。
中国瓷器及造瓷技术于8世纪、11世纪经丝绸之路、海路分别西传。
历史上china一词既指中国，又指瓷器，这是意味深长的。
五、机械技术
春秋鲁班（公输般），在筑城、攻城技术上有大手笔，小到锯、刨、石磨、伞等，也传说是他的发明。
汉魏“记里鼓车”，利用几个齿轮（立轮、下平轮、旋风轮、中平轮等）的齿数递增则转速递减的啮合关系，可使车行一里而中平轮只转一周，其轴上“拨子”触动车上木人的手臂击鼓一次。
《三国志·魏书·马钧传》所载“指南车”，是利用齿轮组受辕后端拨动有时啮合（车拐弯时）、有时分离（车直行时），而保持木人平伸手臂指向不变。
商代甲骨文有“帆”字。
魏晋发展到多桅错位配置，以便更好地利用各种方向的风力。
隋朝宇文恺制作了“帆车”，用于陆地行车。
舵也是中国最早发明的。
汉人刘熙《释名》一书对舵和橹有明确定义。
以后顾恺之“洛神图”绘有垂直升降舵，张择端“清明上河图”画的更高级。
船舶水密隔舱设计，使得一舱漏水不连带邻舱。
元代来华的马可·波罗将它介绍到西方。
《墨子·鲁问》说鲁班“削木以为鹊”。
汉代出现“纸鸢”。
晋代葛洪谈到水平旋翼，即民间玩具“竹蜻蜓”。
五代“风筝”上面捆有竹笛，“使风入竹，如鸣筝”。
这些飞行物都可以说是飞机的始祖
六、四大发明
1、指南针
战国司南是指南针的雏型。
它以天然磁石琢磨成勺状，置于光滑平整的“地盘”上，在地球磁力线作用下旋转到指南北的位置便停下来。
后来发展到用磁石摩擦钢针使之磁化。
北宋出现“水罗盘”，磁针穿过灯芯草漂浮水面，可以自由转动，地盘上刻有24个方向，以便观察定位。
曾公亮《武经总要》记载有指南鱼：
将铁片剪成鱼形，烧红，让它的鱼尾指向正北，放入水中冷却，而且使鱼尾稍向下倾斜。
烧热的铁片内部磁畴活动加剧，正好鱼身顺着地球磁力线，因而铁片被磁化。
这表明人们已知磁倾角的存在。
沈括发现指南针“常微偏东，不全南也”，这表明人们发现了磁偏角。
他将磁针使用方法归为四种：
（甲）搁在指甲上；
（乙）磁针横穿灯芯草浮在水面上；
（丙）用茧丝粘在针中部
（丁）放在碗边上。
2、造纸术
汉代，人们从漂絮、沤麻产生的纤维层脱水后变得轻薄平展中得到启发，制造出植物纤维纸，以代替昂贵的绢帛。
蔡伦（?
-121）：
世界造纸术的发明人。
字敬仲，东汉桂阳（今湖南郴州市）人。
东汉明帝永平十八年（75）入宫为宦，章帝章和元年（87）任尚方令，和帝元兴元年（105）发明造纸术，后世传为造纸术的发明者。
蔡伦造纸的基本原料是树皮、麻头、破布、旧渔网，基本工艺是挫、捣、抄、烘。
挫是弄碎原料，捣是将原料捣烂成浆状物，抄是将浆状物撩在细帘子上漏去水分，烘是烘干成纸张。
元兴元年，蔡伦把纸献给皇帝，受到赞许，于是天下人都知道了纸，称之为“蔡侯纸”。
中国造纸术首先传到朝鲜和越南，7世纪传到日本，8世纪传到阿拉伯，13世纪传到欧洲，为世界文化和科技发展做出了积极的贡献。
3、印刷术
雕版印刷：
我国现存最早的雕版印刷品，是敦煌遗书中的一部《金刚经》，时在“咸通九年（868）。
雕版印刷费时，耗材，成本高，难以更正。
毕升：
世界活字印刷的发明人。
北宋人，生卒 、籍贯、 经历均无考。
去世有记为“约1051”，籍贯有记为“徽州（今安徽歙县）人”、“淮南路蕲州蕲水县直河乡（今湖北省英山县草盘地镇五桂墩村）人”。
胶泥活字印刷：
毕生首创的活字印刷术，世界史上的第一种活字印刷形式。
毕升为印刷铺工人，专事手工印刷，深知雕版印刷的艰难。
庆历年间（1041-1048），他在总结多年实践经验的基础上，发明胶泥活字（相当于陶活字）印刷。
沈括《梦溪笔谈·技艺》记为：
庆历年间，布衣（平民）毕踦用胶泥刻字，每字一印，以火烧硬后制成活字。
排版时，先在置有铁框的铁板上涂布搀有纸灰的松脂蜡，活字排满一框后，再在火上加热至蜡稍熔，用平板按压字面，使全版字面平整，活字也固着于铁板上，即可印刷。
活字印刷的优势，就在于“活”字，即排版可以随时更正，字可以重复使用，大大提高了制版质量，加快了制版过程，节约了印刷费用。
毕升是世界活字印刷的发明人，比德国 J.谷登堡用铅活字印书早400年左右。
王祯：
元代农学家、木活字创造者。
字伯善，山东东平（今山东东平县）人，生卒不详（有记为1271-1368），著作《农书》。
《农书》末附《造活字印书法》，详细记述了创制木活字及排版、印刷经过，系统介绍了木活字的刻字、修字、选字、排字、印刷等方法。
木活字印刷：
王祯发明的活字印刷术。
元祯二年至大德二年（1296-1298），王祯为出版《农书》，设计制作了3万多个木活字。
活字太多，拣字困难，他发明了“转轮排字架”。
大德二年，《大德旌德县志》先行完成，他用木活字印刷术成功试印。
二年后，他迁任信州（今江西）永丰县令，本想用活字刊印已经完成的《农书》，但得知江西官员决定刊刻而作罢。
明代弘治年间铜活字印刷术成熟。
清代《古今图书集成》是铜活字印制的一套巨著。
4、火药术
孙思邈《丹经》载：
唐代炼丹家按一定比例将硝石、硫磺、炭末混合在一起，制成火药。
这是火药的最早记载。
宋代特别鼓励创制火器。
1126年宋军用“霹雳炮”对付金兵，爆炸后石灰迷漫，伤人眼目。
1232年南宋陈规发明火枪。
以后有火枪般的管形火器，用竹筒装药，内有子窠（子弹）。
元代出现铜、铁铸成的火铳。
现存世界最早的是元至顺三年（1322）所制“铜将军”。
明代发明了“飞空击贼震天雷炮”和“神火飞鸦”，运用火箭原理喷射出火药以产生推力。
还制作了“二龙出水”这样的二级火箭，产生接力加速的效果。
“飞空砂筒”是最早往返式二级火箭。
火药在南宋时传入印度、阿拉伯。
13世纪传入欧洲。
第二节农学和生物学
一、著名农学著作
北魏贾思勰《齐民要术》。
贾思勰（386-534）：
北魏农学家。
山东益都（今山东寿光县）人，曾任青州高阳郡（今山东淄博）太守。
一生致力于农业研究，著作《齐民要术》而留名后世。
《齐民要术》：
中国古代农学集大成著作，约成书于533～544年间。
全书10卷92篇11万字，分别介绍粮食、油料、纤维、染料作物、蔬、果、桑等的栽培技术，禽畜鱼的养殖技术，农副产品的加工储藏技术，以及某些热带、亚热带植物，共引用农书百余种，收集民谚几十条，加上自己的调查研究，是完整保存下来的最早的农学百科全书，标志着中国古代农学体系建立，并处于世界领先地位。
元代王祯《农书》。
《农书》：
中国古代农学集大成著作，成书于1295至1304年间，时任宣州旌德县令、信州永丰县令。
全书37卷270目13万字，分为“农桑通议”、“百谷谱”和“农器图谱”三部分。
农桑通议是农业总论，反映了王祯的农学思想体系；百谷谱是作物栽培专论，涉及粮食、蔬、果和林木技术，对植棉和棉纺织技术作了重点介绍；农器图谱有插图300多幅，是农学著作的创举。
明末徐光启《农政全书》。
徐光启（1562－1633）：
明末科学家、翻译家、介绍西方近代科学的先驱、“会通中西”的倡导者。
字子先，号玄扈，谥文定，南直隶松江府上海县法华汇（今上海市徐家汇区）人。
翻译出版《几何原本》《泰西水法》，主持《崇祯立法》修订和编译，著作《测量异同》《勾股义》《徐氏庖言》《兵事或问》《农政全书》《徐光启集》，在翻译学、天文学、数学、军事学、农学等领域都有出色成就。
《农政全书》：
徐光启一生的科学成就是多方面的，但用力最勤、影响最深远的是农业与水利方面的研究。
全书60卷70万字，分农本、田制、农事、水利、农器、树艺、蚕桑、广类、种植、牧养、制造和荒政12门，每门下分若干子目，篇幅大大超过以往农书。
全书辑录了大量的历代流传农业资料，对屯垦、水利和备荒作了重点阐述，这是以往农书少有的。
所记江南“桑基渔塘”立体种养，是一种生态农业，反映了农业系统工程思想。
二、著名生物学著作
西汉《尔雅》。
西汉辞书，中国古代最早反映动植物分类思想的书。
它把植物分为草、木两大类，把动物分为虫、鱼、鸟、兽四大类。
《释草》篇有100多种草本植物名称，《释木》篇有几十种木本植物名称；《释虫》篇有80多种节肢和软体动物（无脊椎动物），《释鱼》篇有70多种鱼类、两栖类、爬行类和节肢动物（混淆了鱼类界限），《释鸟》篇有90多种鸟类及其它有翅动物，《释兽》篇有60多种兽类。
其分类标准有的已深入到“科”“属”层次，如甲虫类、贝类、蚁类等。
这比西方植物分类学创始人林耐的《自然系统》（1735）早了1800年，而且内容之丰富也非后者可比。
晋代嵇含《南方草木状》。
嵇含（262-306）：
晋代文人。
字君道，号亳丘子，谯郡铚县（今安徽亳县）人。
好學，能文章，官廣州太守，传世著作《南方草木状》。
《南方草木状》：
成书于晋代永兴元年（304）。
全书3卷，记述广东南部的亚热带植物，分草、木、果、竹四类，凡八十种，描写了形态、生活环境、用途和产地，是我国第一部植物志，也是世界上现存最早的地方植物志。
书中首次介绍了利用天敌消灭害虫的“生物防治法”，如“惊蚁”专吃柑橘树上的害虫，人们就将它卖给果农。
这比西方要早1500多年。
第三节中医学和中药学
一、中医学经典
《黄帝内经》：
简称《内经》。
主体成书于战国末期，少数篇章补充于西汉，是西汉以前中国医学大成之作和中国医学理论奠基之作。
全书分为《素问》、《灵枢》2部，各9卷81篇。
《素问》侧重人体生理、病理和医理，《灵枢》侧重人体解剖、脏腑经络、腧穴针灸等，二者都是理论论述，不涉及或基本上不涉及疾病治疗的具体方药与技术。
因此，它不是总结医术，而是创建医道，提供医理。
《内经》理论体系由脏象、病机、诊法和治则四大学说组成。
历史上医家学说各异，争论跌宕，但鲜有背离之者，几乎无不求之于《内经》而为立论之准绳。
现代人学习研究中医，也必须首先攻读《内经》，否则将对中医学临床疾病之认识、诊断、治疗原则、选药处方等等，无从理解和实施。
张仲景（约150-219）：
东汉医学家，后世尊为“医圣”。
名机，东汉南阳郡涅阳（今河南省邓县穰东镇）人。
相传曾举孝廉，做过长沙太守，有张长沙之称。
著作《伤寒论》《金匮要略》，皆被尊为中医学经典。
《伤寒论》：
又名《伤寒杂病论》，是一部阐述治疗外感疾病的专著，成书于200-205年。
全书12卷22篇397法，除去重复共有药方112个。
全书重点论述人体感受风寒而引起的病理变化，以“六经分类”、“八纲辨证”、“四诊合参”为基础，形成了一整套诊断治疗体系。
其中，六经将病理分为太阳、阳明、少阳、太阴、厥阴、少阴六类，八纲将病症分为阴、阳、表、里、虚、实、寒、热八种，四诊将诊断分为风、暑、燥、寒四门。
此外，诊脉有“浮、沉、迟、数、滑、濇、缓、紧”八象，治疗有“汗、吐、下、和、温、清、补、消”八法。
张仲景的六经辩证法为后世医家必修之道，对中国医学产生了深远的影响。
《金匮要略》：
又名《金匮要略方论》，我国现存最早的诊治杂病的专著，奠定了中医杂病学的理论基础和临床规范，对后世临床医学的发展有着重要贡献和深远影响。
书名“金匮”，言重要和珍贵，“要略”，言简明扼要，表明本书内容精要，价值珍贵，应当慎重保藏和应用。
全书3卷25篇,方剂262个,所述病症以内科杂病为主，兼有部分外科妇产科等病症。
古今医家对此书推崇备至，称为方书之祖，医方之经、治疗杂病的典范。
吴塘（1758-1836）：
清代医学家。
字鞠通，号配珩，江苏淮阴人。
1783年受雇于《四库全书》馆抄书，得以阅读大量医典，考察京城名医治温实践。
1793，京师流行温疫，吴瑭治活数十人，六年后著成中医学经典《温病条辨》5卷。
晚年著《医医病书》2卷，阐论医德，针砭医界时弊，兼论《条辨》所未能详论的问题。
此外，其医案得后人汇辑整理成《吴鞠通先生医案》4卷。
《温病条辨》：
吴瑭多年温病学研究和临床经验的结晶，中医学温病学的重要代表作，被奉为中国医学经典，温病学研究与临床的必读书。
全书对温病学的重要贡献主要有三个方面：
（1）全面分析温病原因与症状，提出9类说；
（2）创立三焦辨证法，提出了新的人体腑藏归类法和温病诊治原则；（3）为后人留下了许多优秀的实用方剂。
这三个方面都为后来学者所推崇。
二、中药学经典
中国历代朝廷和医家都十分重视新修中药学典籍，以适应中医中药学发展的需要。
因此，中国历史上的中药学典籍不仅体量大，而且数量多。
但是，明代李时珍《本草纲目》是集大成之作，在后来中药学史上地位最为重要。
李时珍（1518～1593）：
明代医学家、药物学家、博物学家。
字东璧，号濒湖，蕲州（今湖北省蕲春县蕲州镇）人，出身三代行医世家。
由于家庭熏陶，从小喜爱医药，尽管父亲希望他读书应考光宗耀祖，本人却无意功名。
经过刻苦学习和实践，30多岁便成为当地名医，召为楚王府“奉祠正”，掌管良医所事务，后经举荐补太医院之阙。
在良医所和太医院任职期间，李时珍阅读了大量的医籍，对整理考订历代《本草》产生了浓厚的兴趣，一年后便辞职离京回家。
历时二十七年，考证古今、订误辨疑，参考历代医药学及其他学术著作八百余种，并亲自到各地上山采药，搜寻民间验方，成《本草纲目》52卷190万字。
此外，传世著作还有《奇经八脉考》《濒湖脉学》，失佚著作有《濒湖医案》《濒湖集简方》《三焦客难》《命门考》《五脏图论》等。
《本草纲目》：
1596年出版。
明代以前本草学的集大成之作，中国古代药物学、博物学的最高成就，被译成日、德、法、英、拉丁、俄文传达世界，被誉为“东方药学巨典”、“天下第一药典”、“世界医学奇迹”，迄至今日仍然是研究中国医学、生物学、化学、天文学、地理学、地质学及其他科学的取之不尽的知识源泉，是医者和读书人孜孜以求的必修书。
全书52卷16部190万字，收集药物62类1892种，附插图1160幅、药方11096个。
对每味药物，先正名、释名、集解（产地、气味、形态、栽培、采集），再论炮制、主治、发明，最后附药方，并通过严密考证，纠正了前人的一些错误。
介绍之详细，论证之严谨，内容之准确，治学之严实，都堪称典范。
读《本草纲目》就是读李时珍。
打开书页，诵读文字，感觉到的不仅仅是药味，同时充满着文学的意味和做人的品味。
它们都是李时珍的味道。
李时珍说药，有时娓娓道来，有时平平直说，有时富于诗意，有时又如戏剧，使你觉得他不是在说药，而是在说变化多端的世事，在说丰富多彩的人生，在说一物降一物的妙理；他教人养身，也教人养德养心。
他说：
“露水。
露是阴气积聚而成的水液，是润泽的夜气，在道旁万物上沾濡而成的，味甘，性平，无毒。
秋露水禀承夜晚的肃杀之气，宜用来煎润肺的药，调和治疥、癣、虫癞的各种散剂。
”
“腊雪。
凡是花都是五瓣，雪花却是六瓣，六是阴数。
冬至后第三戌为腊。
腊前的雪，很宜于菜麦生长，又可以冻死蝗虫卵。
腊雪，瓶装密封后放在阴凉处，数十年不会坏。
用腊雪水浸过的五谷和种子，则耐旱而不生虫；洒在桌几和床席上，则苍蝇、蚊子自己就飞走了；浸泡过的各种果实，不蛀虫，难道不也是除蝗虫的效验吗？
春天的雪有虫，水也易败坏，所以不收取。
”
“夏冰。
冰是太阴之精。
水性很像土，能变柔为刚，这就是所说的物极必反。
味甘，性大寒，无毒。
宋徽宗吃冰太多，伤了脾胃，御医治疗没有效果，便召杨介去诊治，杨介用大理中丸。
徽宗知道后说，服了多次了。
杨介说，皇上的病，因吃冰太多而得，臣因此用冰来煎此药，是为治致病原因。
徽宗服后，果然痊愈。
”
药物各有属性：
有毒，无毒。
若得当，有毒也是好药；不当，则无毒也伤身。
做人也有正、邪之分，而正道、邪道全在于一个恰当。
李时珍是医者、智者、德者。
第四节天文学和地理学
一、天文学成就
1、历代天文志和历法志
各朝正史（二十五史）大都设有天文志和历法志。
天文志讲述星区划分、宇宙观，也有大量星占学的内容。
中国星占学关注帝王国家，西方占星术关注个人命运。
从商代（约公元前16－前11世纪）起，为了星占学的需要，大量记录天象，特别是奇异天象，如新星、超新星、慧星、流星、极光、日食、月食，以及比较细致的天象，如五大行星（水、金、火、木、土）运行等。
这支甲骨文长17厘米，宽2.6厘米，河南安阳出土，中国历史博物馆藏，刻有“癸酉贞日夕又食”，提到在商王武乙某年某月癸酉日的一次日食，是现存世界最早的日食记录。
由于星占学与政治有关，这些资料在当时被当作加密学问，由皇室建立的钦天监严密控制，明确规定不准民间私自研究。
历代皇帝为了证明自己“奉天行运”，“受命改制”，就有必要正确掌握日、月、行星的运动规律。
历史上，不但新王朝开始时要改换历法，甚至在同一王朝内也常常改历。
这就客观地促进了中国的历算天文学。
历法志要求一般天象与计算结果吻合，特别是正确预报日食和月食。
古代采用纯代数学的方法，特别是同余式组法、不定方程组法、一阶及高阶插值法，以适应天体运动数据的补间（缺），提高预报精度。
2、天文观测
（1）日月观测。
中国传统历法三要素：
日、朔、气。
首先是测日，先后有立竿测日影、土圭（平放的铜尺或玉尺）测影、圭表（垂直的铜柱或石柱）测影。
结果之一：
发现一回归年大约是365又4分之1日。
这是战国“四分历”（颛顼历）的基础，也是阳历一年的基本数据。
结果之二：
发现月亮视运动规律，即一个朔望月的长度。
按四分历，一个月大约是29又940分之499日，一年12个月则与回归年有约11日的差数，要采用19年置7个闰月的办法来弥补，这是阴历的基本数据。
两者合起来，就是中国古代的阴阳合历。
上述回归年数据与实际的误差只有11分钟，古罗马儒略历（前43）也是这个数据，比中国约晚500年；19年7闰的办法，古希腊人默冬在前432年也发现了，比中国晚百年左右。
汉武帝时，司马迁等人审核民间历法家邓平等人创制的《太初历》，参考战国时期《颛顼历》，将朔望月长度改为29又81分之43日，把历元定在太初元年（前104）十一月（古代一年的起点）甲子朔旦（初一）夜半（零时）冬至（24节气的起点），这里刚好是5种周期的起点合在一起，非常难得。
《太初历》还第一次明确提出了135个朔望月中有23个食季的食周概念，反映了日食周期，找到了一套推算五星位置的方法，标志着古代历法基本框架初步建立。
关于日食和月食。
《尚书·夏书·胤征篇》提到天文官羲和没有及时预报日食，被国君仲康杀死的事。
据推算，大约发生在公元前2137年10月22日，人们现在仍在研究这条记载的真实性。
《诗经·小雅》“十月之交，朔月辛卯，日有食之”，则有两种推算结果：
周幽王六年十月（前776年9月6日），周平王三十六年（前735年11月30日）。
此结果比西方最早记录的古希腊泰勒斯所说的日食至少早191年。
我国从公元前770年到公元1874年，有记载的日食共985次，其中年月不符合实际的仅有8次。
大约从前3世纪起，我国已能预报日食的初亏和复圆的方向，以后逐步加精，时间误差由日、时降为刻。
据统计，从汉初到1785年记录的月食为574次。
关于太阳黑子。
《汉书·五行志》：
汉元帝永光元年（前43）四月，“日黑居仄，大如弹丸”；汉成帝河平元年（前28），“日出者，有黑气，大如钱，居日中”。
这是世界公认最早的太阳黑子记录，比西方早1000多年。
（2）五星观测。
制定一部完整的历法，还需要确定金木水
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