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历法与天文学的发展是紧密相联的，中国是世界上产生天文学最早的国家之一，也是最早有历法的国家之一。远在5000多年前，中国就有了《阴阳历》，每年366天。商代（公元前1600年～公元前1066年）时期，已有专门的官员负责天文历法，当时采用的是《阴阳合历》，将闰月放在岁末，称为“十三月”。西周（公元前1066年～公元前771年）时期，天文学家用圭、表测量日影，确定冬至、夏至和一年的二十四个节气，来指导农牧业生产。
西汉（公元前206年～公元23年）汉武帝时，命令官员在古历的基础上重新制定了新的历法——《太初历》（公元前104年成书），沿用200余年。东汉（公元25年～公元220年）初年，国家又制定了《四分历》。魏晋南北朝（公元220年～公元518年）时期，祖冲之制定《大明历》，首次将岁差计算入内，每年365.2428天，与现在的精确测量值仅相差52秒。
唐代（公元618年～907年）著名天文学家僧一行经过数年的测量后制定了中国历史上最全面最详尽的历书——《大衍历》。该书共七部分，包括：计算朔月，望月的方法，计算二十四节气及昼夜长短的方法，计算太阳，月亮运动，计算五大行星的运动，七十二侯，六十四卦，以及预测日食，月食等。这个历法对中国历法史影响很大，在明末采用西欧方法编历之前，历次修订历法都是仿照它的结构进行的。
北宋时期（公元960年～公元1127年）沈括制订了依据时令气节而定的《十二气节历》，撤销闰月，与现行的公历主张一致。元朝（公元1279年～公元1368年）郭守敬在实际观测的基础上，吸取了前人的经验，加上自己的创见，编订了中国最优秀的历法《授时历》。废除了上元积年的日法，创立了招差法，孤矢割圆术，精确而圆满地解决了古历中定朔、闺月安排，二十四节气安排，预推日、月食日期、时刻和见食情的四个主要问题。
从明朝（公元1368年～公元1644年）万历年间开始，中国历法引入西学，清代（公元1644年～公元1911年）初期顺治时，德国传教士汤若望等人编制《时宪历》。公元1912年，中国开始使用公历，但同时使用农历，其实质上仍是《时宪历》。
上古人们认为宇宙有一位至高无上的主宰，称为“帝”或“上帝”。在上古文献里，天和帝常常成为同义词。自然现象各有它的人格化的主持者，如风师谓之飞廉，雨师谓之屏翳，云师谓之丰隆，日御谓之羲和，月御谓之望舒。(这些名字，主要用作古诗赋中的辞藻。)可删，因为“丰隆”、“羲和”、“望舒”在《黄帝内经》中用以论述自然界气候变化对人体的影响。
出于农耕民族掌握四季变化的需要，古人观测天象是很勤的，殷商时代的甲骨文就有了某些星名和日食、月食的记载，《尚书》、《诗经》、《春秋》、《左传》、《国语》、《尔雅》等书有许多关于星宿的叙述和丰富的天象记录，史记有《天官书》，《汉书》有《天文志》。
古人的天文知识不仅丰富，而且也很普及。明末顾炎武在《日知录》里说：“三代以上，人人皆知天文。“七月流火”，农夫之辞也。“三星在户”，妇人之语也。“月离于毕”，戍卒之作也。“龙尾伏辰”，儿童之谣也。后世文人学士，有问之而茫然不知者矣。 ”
世界上最早的天文学著作是中国春秋战国时期的《甘石星经》。
天文学在我国战国时期已有所发展，当时出现了一群天文学家占星者，主要的工作则是为当朝皇帝占卜运势。作为最早的天文著作，原本早已失落在历史长河中，现今流传的仅有史书记载中的零散片段。
《甘石心经》为我国春秋时期的占星学者甘德、石申所创作。据史书记载《甘石心经》一书主要记录了五星各种运行的状态，还细致地描述了五星的出没情况和规律。据悉书中所记录的恒星名称便有数百个，还分别划分了各个恒星的星官，自成体系。这种体系在天文学发展的路程中影响巨大，后世的天文学研究都有受其影响。
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