5.在天文学方面，其中有一条关于常州陨石的记载，内容是这样的：“治平元年（公元1064年），常州日落的时候，忽然从天空中传来一阵雷鸣之声，一颗几乎和天空中月亮大小相似的星星，在天空的东南出现了。很快，人们听见“轰”的一声，这颗星坠落了，地点是宜兴县一个姓许人家的花园中，远近的人都看见这里亮光照天，并着了火，把许家园子的篱笆都烧坏了。等到火焰熄灭后，发现地面有个杯子大小的洞，入地很深，往下望时，发现星就在里面，火光荧荧，许久才逐渐暗淡，但还热得不可挨近。又过了很长时间，等星不热了才把地洞掘开，在深三尺多的地方，发现一块圆石，大小和拳头差不多，一头略微尖锐，颜色黝黑似铁，重量也如铁一般。”
一条不长的记录，把陨石坠落时间、地点、过程和陨石的形状、比重作了完整而科学的描述，这在世界天文史上也是罕见的优秀纪录。
考古发掘和古文献资料表明，我国是天文学发达最早的国家之一。从原始社会开始，我们的祖先为了采集、狩猎和农牧业活动的需要，通过观天象、定方向、定季节、告农时，逐渐积累天文知识，萌生和发展了我国古代的天文学。
早在六七千年前，属于仰韶文化的西安半坡遗址中，房屋的门、墓穴和人骨架的头部都朝着南方，江苏邳县大墩子墓地积有五层墓葬，晚期的叠在早期之上，但方向仍大体一致。①这种一致性表明他们已能辨认方向。对于原始时代日出而作，日入而息的古人来说，能够赖以定方向的依据只有天象变化，特别是太阳。
太阳给大地以光明，给人们以温暖，它在新石器时代的出土陶器上，就有以太阳作为纹饰的器物。河南郑州大河村仰韶文化出土的彩陶上，中间为红色圆心，四周有彩色光芒，显系太阳的图象；山东大汶口龙山文化出土的灰陶尊上，画有日出于山岗之上和日出于山岗云气之上的图案，恐系“旦”字的象形字。稍晚的文献《诗经》中则有“既景乃岗，相其阴阳”的诗句②，表明在山岗上观日影定方向，另一篇《邶风·定之方中》说：“揆之以日，作于楚室”，这些观太阳定方向的描述，正是古老习俗的遗留。
日出和日没不仅指示了方向，而且形成了白天和黑夜的循环，昼夜交替使人们产生了日的概念，昼夜与太阳都用“日”字表示，日显然是同太阳联系在一起的。为了计算日子的流逝，原始时代就出现了许多方法。我国解放前后尚处于原始社会的一些少数民族，有的在绳子上打结，有的在竹上刻划，有的在竹筒里放石子，这些记日方法显然是很原始的。在出土的殷商甲骨文中已有完整的干支记日法，干就是甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸，夏代末期帝王的名字就已采用了十干中某些字，如孔甲、履癸，说明它们可能产生得更早些，支就是子、丑、寅、卯、辰、巳、午、未、申、酉、戌、亥十二个字，用十干与十二支相配，得到甲子、乙丑、丙寅……癸亥等六十个干支名称，用来记日便是六十天一循环，这种记日方法一直延续到现在。有一块武乙时期（约公元前十三世纪）的牛胛骨上完整地刻着六十干支，这可能是当时的日历。在甲骨文中还有旬字，殷人称十天为一旬，这一名称也一直流传到今天。
月有圆缺，这是夜晚可能看到的最明显的天象变化，从月圆（望）到月圆，或从月初见（朏）到下一次见到，或从月不见（晦）到下一次不见都差不多是三十天，月的圆缺变化产生了“月”的概念。阿细人的跳月，藏历的定望都是原始时期的遗留。望、朏、晦比朔更早被人们所认识，最早的“朔”字见于《诗经》。
季和年虽然比日和月的周期要长，但它的产生并不晚。因为，它比起日月来也许更重要，寒来暑往，草木枯荣，农业的收成，动物的繁衍都同它密切相关。农牧业生产的发展要求准确掌握时令季节，而天象的周期变化与物候之间有必然的相关性，通过观察天象就能确定季和年的变迁。观象授时既是生产之必需，也是最早的天文活动。文献上记有古代传说：“少皞氏之衰也，九黎乱德。……颛顼受之，乃命南正重司天以属神。命火正黎司地以属民。……其后三苗服九黎之德，故二官咸废所职，而闰余乖次，孟陬殄灭，摄提无纪，历数失序。尧复遂重黎之后，不忘旧者，使复典之，而立羲和之官。明时正度，则阴阳调，风雨节，茂气至，民无夭疫。”①这段记述说颛顼时代已有了“火正”的专门官职，负责观察大火（即心宿二）这红色亮星来判断季节。后来由于氏族战争，观测停止了，结果弄得季节掌握不住，造成很大混乱，到帝尧时代又恢复“火正”之官，让他明时正度，造成了风调雨顺、生活安宁的局面。《左传》襄公九年的记载印证了这一传说：“陶唐氏之火正阏伯居商丘，祀大火，而火祀时焉！”陶唐氏即是帝尧。
尧不仅恢复了火正，还立羲和之官，命羲仲、羲叔、和仲、和叔分赴四方，观察日月星辰，以告农时。《尚书·尧典》曰：“乃命羲和，钦若昊天，历象日月星辰，敬授人时。分命羲仲、宅嵎夷、曰旸谷，寅宾出日，平秩东作，日中星鸟，以殷仲春，……。申命羲叔，宅南交，平秩南讹，敬致日永星火，以正仲夏，……。分命和仲，宅西土，曰昧谷，寅饯纳日，平秩西成，宵中星虚，以殷仲秋，……。申命和叔，宅朔方，……日短星昴，以正仲冬，……。期三百有六旬有六日，以闰月定四时成岁。”《尧典》虽非尧时所作（学者们多认为作于战国初或稍早），但可能记有较早时代的事情。这段文献所指出的四仲中星，即不同的季节黄昏时有不同的星到达南方天空。按现代天文学来推算，鸟、火、虚、昴四星在春分、夏至、秋分、冬至黄昏时到达南方天空的时代大约是公元前二千年左右，与传说中的尧时相当。所以，《尧典》的记述可能正是古代观象授时的情形。
至于“期三百有六旬有六日，以闰月定四时成岁”的记述，更说明了历法的萌芽。年、月、日概念的建立是历法得以产生的基础，一年有366天的识别，又设置闰月来协调季节和月分的关系，这是天文学的重大进步。殷商甲骨文已有十二个月的名称，还有大量十三月的记载，这是“以闰月定四时成岁”的证明。从甲骨文的片断记载可以推论殷代历法已有相当水平，它大体上是以干支记日，以月亮圆缺的周期记月，以冷暖循环来记年，一年有12个月，月有大小之分，大月30天，小月29天，闰年有13个月。这一阴阳合历的传统流传至今，成为我国古历的重要特点。
殷周至春秋战国，各诸侯国行用不同的历法，计有夏、殷、周、鲁、黄
它们的不同在于岁首，黄帝、周、鲁三历以十一月（子月）为岁首，称建子，殷历以十二月（丑月）为岁首，称建丑，夏历以正月（寅月）为岁首，称建寅，这就是“三正”之说。此外还有颛顼历以小月（亥月）为岁首，称建亥，目前由于资料缺乏，对这些历的详情还不太清楚。
天文和历法的发展基于天象观测，我国古代天象观测记录是世界公认最悠久最系统的。《夏小正》一书中按月分记录了天象和物候的关联，如“正月，……初昏参中，斗柄悬在下”，“四月昴则见，初昏南门正”，“五月，……初昏大火中”等等，该书虽然成书较晚，但这些天象记录如实地反映了三四千年前的天象。《鹖冠子》也记载“斗柄东指，天下皆春，斗柄南指，天下皆夏，斗柄西指，天下皆秋，斗柄北指，天下皆冬”，这是三四千年前的天象。
殷墟甲骨文中包含着更多的天象记录，公元前十二至十四世纪的日月食记事，现在能大体定出时间的有四次日食，五次月食，无疑是世界上最早的。甲骨文中记录大火附近出现新星，它比古希腊伊巴谷Hipparchas（前二世纪）记录的第一个新星（公元前134年）要早一千多年。比甲骨文稍晚的金文中有大量的西周月相记录，如初吉、既生霸、既望、既死霸等等，虽然对它们的含义是指一个月中的某一天或者某一部分还有争论，但其同月相变化有关是没有疑问的。西周和春秋时代的天象记录在《诗经》中也有不少反映，著名的《豳风·七月》诗记载了天象与物候的关系，以及当时的历法知识；《小雅·十月之交》的日食和月食记录，引起了研究者的很大兴趣，据中外学者考证，十月辛卯朔的日食和紧靠着的一次月食可能发生于公元前776年9月6日和8月21日，但另一些人认为是公元前735年11月30日和12月15日，因为前次日食通过北极圈之内，中国黄河流域不可能见到。《诗经》中关于恒星的记述已有28夜中十宿的名称，还有牛郎、织女、银河以及金星的不同名称——启明和长庚。
春秋时代的编年史中有37次日食记录，绝大多数是可靠的，可用现代的计算来验证，并给地球自转研究提供参考。鲁文公十四（前613年）年，“有星孛入于北斗”的记录是关于哈雷彗星的最早记载，鲁庄公七年（前687年）“夏四月辛卯夜，恒星不见，夜中星陨如雨”，这是天琴流星雨的最早记录。战国时代著名的天文学家甘德和石申（一作石申夫）辨认并观测了大量恒星，测定了120多个星的位置，编出了世界上最早的星表《石氏星表》。1978年在湖北随县出土的战国（公元前444年）遗物上发现了完整的28宿名称，并和北斗图象相联。这些天象观测记录和所达到的天文学成就受到了全世界的重视。
和天文学从原始社会萌生的同时，人们也产主了对天空和自然的原始宗教意识。进入奴隶社会以后，宗教思想和自然观发生了很大变化，对自然神的崇拜为奴隶主阶级利用，出现了人格化的、主宰一切的天神，人世间的君主也是授命于天的。人们对天空现象的迷惘，尤其是异常天象的出现，使星占术得以产生。这就是古代许多天象记录同星占迷信纠缠在一起的原因。
① 南京博物院：《江苏邳县四户镇大墩子遗址探掘报告》，《考古学报》1964年2期。
② 《诗经·大雅·公刘》。
① 《史记·历书》。
第三节 气象学
气象和天文学在我国古代统称天文，其实两者是有差别的，气象现象是发生在地球大气层内的，天文学的研究对象则在大气层之外。气象同人们的日常生活、生产活动有密切关系。为了生存，人们经历了对自然气候的适应过程，从穴居野处发展到营室居住，他们把屋门开向南方，又用兽皮树叶缝制衣服，抵御风寒。人们虽不断积累气象知识，而对其成因却一无所知，从而产生对自然神的崇拜。《山海经·大荒北经》提到，南方多雨是因为南方为雨师应龙所居，北方干旱是因为旱神女魃居于赤水之北（今河西走廊以北的大沙漠）。古人认为风云雷雹都各有神，各司其职，而传说中的“后羿射日”则反映了人们战胜干旱燥热的美好愿望。
殷商甲骨文保留了大量天气现象的记录，出现了晴、云、阴、霾、雾、虹、霓、霜、雪、雷、电、雨、风、雹等名称。公元前十三世纪文丁时期的卜辞中有连续十天的气象记录①，这是世界最早的气象记录之一，也是后来传统气象记录的先声。甲骨文中对风雨有不同的称谓，雨有大雨、小雨、幺（丝）雨（毛毛雨），风有小风、大风，?风（骤风）、大飓（狂风），可说是风力、雨量分级概念的开始。
殷商时期有关天气和物候现象的记录大量出现，揭示了我国大陆上古今气候的变化情况。二千多年前的物候现象比现今要早一周以上，黄河流域当时生长着很多竹子、桑树，种植水稻，还有大象，表明那时期黄河流域气候比现在温暖湿润。古代气象史料可以用来为现代许多研究项目做参考，因而正受到越来越多的重视。
在观象授时阶段，为了利用物候现象来判断季节时令，经常注意观察气象变化，促进了对气象规律的认识。《夏小正》中按月列出的物候现象，也附有气象情况，如“正月……鱼陡负冰，……时有后风，寒日涤冻涂”，“三月，……越有小旱”，“四月，越有大旱”，“七月，时有霖雨”等等，在《诗经》、《月令》等著作中也有类似的物候描述。随着观察的深入，感性知识增多，形成了一些天气预报的谚语。《诗经·鄘风·蝃■》曰：“朝?于西，崇朝其雨”，意思是早晨日出时看见西方有虹，不久就要下雨了，这个谚语至今还在我国民间流传。《小雅·渐渐之石》还记有：“月离于毕，渒滂沱矣！”说是看见满月进入毕宿，就到了孟秋多雨的季节，秋雨绵绵，这是一种长期预报。《古微书》中记录的“月离于箕风扬沙’，也是类似的意思，指满月进入箕宿就进入多风的春季，尘土飞扬。《小雅·信南山》的“上天同（彤）云，雨雪雾雾”，表示彤云密布，大雪就要来临。
对气象规律的认识使人们对神的主宰产生怀疑，并进而思考风云雷雨的成因和本质。《庄子·天运》对风由神的呼吸而产生之说发出疑问，“风起北方，一西一东，有上彷徨，孰嘘吸是？孰居无事而披拂是？”指出风回旋不定，东西任吹，有谁闲着没事去披拂它呢？宋玉《风赋》说：“夫风者，天地之气，溥畅而至”，《关尹子·二柱》篇说：“气之所自生者，如摇帘得风，彼非摇时，非风之气”，提出风即气，气流生风，不流无风，仍是气。《素问·阴阳应象大论》说：“清阳为天，浊阴为地，地气上为云，天气下为雨，雨出地气，云出天气。”这里借阴阳和相互转化的概念辩证地叙述了雨和云的关系。从现象来看，雨从天降，云从地升，而雨又是云形成的，故实质上雨还是出自地。地下有轻阳之气上升，天上有浊阴之气下降，互相转化而成云雨。《庄子》认为“阴阳交争为雷”，《春秋·元命苞》说：“阴阳激为电”，都认为雷电是一种阴阳冲突所生成的现象。《大戴礼记·曾子天圆》有一段总括性的话：“阴阳之气，各从其所，则静矣。偏则风，俱则雷，交则电，乱则雾，和则雨。阳气胜，则散为雨露，阴气胜，则凝为霜雪。阳之专气为雹，阴之专气为霰，雹霰者，一气之化也。”在春秋战国百家争鸣的学术气氛中，这些记述力图从自然界本身去说明天气现象，具有唯物主义倾向。
4.