天文学史是天文学的一个分支，同时又是自然科学史的组成部分，它从整体上探索天文学发生发展的规律。人类自诞生以来，就没有停止过对宇宙的探索，天文学知识就是这样世代传承积累而形成的。在这一章中。我们试图把握天文学发展的整体脉络。然后在这一前提下，选取每个历史阶段所取得的最独特、最显着的天文成就呈现给读者。另外，我们还大致涉及了天文学广阔的发展前景。青少年朋友们可以顺着时间的隧道，轻松徜徉在天文学知识的海洋中，逐一了解世界天文学发展的历程，理清人类天文探测的历史线索。
考古天文学
考古天文学是天文学领域中新近发展起来的一个分支，它使用考古学的手段和天文学的方法来研究古代人类文明的各种遗迹，从中探索有关古代天文学方面的内容及其发展状况。考古天文学是考古学和天文学相结合的产物，它对天文学史的研究有很大意义。
考古天文学的兴起
考古天文学的兴起，始于对英国索尔兹伯里以北着名的巨石阵所进行的研究。早在二百多年前就有人注意到，巨石阵的主轴线指向夏至时日出的方位，其中有两块石头的连线指向冬至时日落的方向，这引发了巨石阵研究的热潮。后来，天文学家从研究巨石阵发展到研究其他古代建筑，使得考古天文学得以蓬勃发展。
陶器上的图案
考古学家研究发现，出土陶器上刻有的图案可能具有天文学意义。在新石器时代的出土陶器上，就有以太阳作为纹饰的器物，它反映了古人的天文观测情况。
考古天文学在西方天文学领域的发展
天文学家霍金斯使用计算机对巨石阵中由石头构成的各种指示线进行了分析计算，找出了许多新的指示日、月出没方位的指向线。考虑到现存的巨石阵遗址是分三次建造的，而每次建造都有指向日、月出没方位的指向线，因此霍金斯认为，巨石阵是古人建造的用于观测太阳、月亮的观象台。他甚至认为，巨石阵中的奥布里洞能够预报月食的出现。继英国之后，欧美许多国家的天文学家纷纷致力于寻找古代文化遗址中的这类天文指向线，由此引发了考古天文学界的一股研究热潮。
指向线
越来越多的天文学家和考古学家相信，古代建筑中存在着有天文学意义的指向线。这些古代建筑遗址要么自身构成指向线，要么和周围的自然地貌一起形成了指向线。
考古天文学在中国天文学领域的发展
在中国，考古学和天文学的结合经历了一条稍微不同的道路。中国的考古学家和天文学家，把注意力主要集中在具有天文学内容的大量出土文物上。地下文物的大量出土，使人们从中得到了极为丰富的古代天文学信息。例如，中国天文学界对战国、秦汉时期天文学状况的了解，大部分归功于对几座战国墓和汉墓的发掘。1978年夏，湖北随县发掘出了战国初年的古墓葬，其中有一件漆箱盖，上面有二十八星宿的名称，还有与之相对应的青龙、白虎图案。1977年安徽省阜阳地区出土了一件西汉初年的、刻有二十八星宿的圆形漆盘，它上面所刻的数值与汉代以后的数值有很大差异。这些墓葬中出土的文物，对研究中国战国、秦汉时期的天文学发展具有极大的价值。
考古天文学的意义
史前时期尚无文字，考古材料是了解当时人类文明的最主要的依据，因此，考古天文学较多地注意着史前时期。但是在有史阶段，考古发掘所得的有关天文学内容的非文字资料，也是考古天文学的研究对象，所以考古天文学是考古学和天文学相结合的产物。它对天文学史的研究有很大意义，对考古学乃至现代天文学也有一定意义。
埃及古代天文学
从公元前3000年左右埃及统一到公元前332年被马其顿王国征服，埃及共经历了31个王朝。其中，第三王朝到第六王朝的埃及文化最为繁荣。古埃及在天文学上做出的重要贡献，都产生在这一时期。埃及最古老的天文仪器——麦开特麦开特是埃及现存最古老的天文仪器，它可以在夜间使用。麦开特的结构很简单，把一块中间开缝的平板沿南北方向架在一根柱子上，从板缝中可知某星通过子午线的时刻，从星与平板所成的角度就可以知道它的地平高度。
金字塔
埃及金字塔的建筑水平之高实在令人惊叹：它底部的正方形极其标准，其四边完全相等，而且四条边正好分别指向正东、正南、正西、正北四个方向，其误差比用罗盘测定方位的误差还要小。而位于北面的隧道下倾的角度正巧与开罗的地理纬度差不多。也就是说，当时人站在塔内，正好可以见到北极星。由此可见，金字塔虽然是法老的陵墓，但它足以证明古埃及的天文学已经发展到了非常高的水平。
旬星
埃及人辨认星空有一套自己的方法，他们将赤道附近的星星分为36组，每组可能是几颗星，也可能是一颗星，十天为一组。当一组星在黎明前恰好出现在地平线上时，就标志着这一句的到来，这组星就叫做旬星。
埃及最早的历法
古埃及人认为，一年只有三个季节。古埃及人根据尼罗河涨落和庄稼生长的情况，把一年分成三季，每季4个月。第一季叫做“阿赫特”，是尼罗河泛滥的季节。第二季叫做“佩雷特”，是“出”的意思，意为河水退去，土地露出水面，幼芽出土，是播种和农作物生长的季节，也是埃及的冬季。第三季叫做“夏矛”，是“无水”的意思，即埃及的夏季，古埃及人在这一季节收割并贮藏谷物，然后收拾田地，以待下一泛滥季节的来临。所以埃及最早的历法是一年三季12个月，共360天。这恰恰是现代公历的雏型。
阴阳历
据研究，在埃及除了民间使用的阳历外，还有一种为了宗教祭祀而杀羊告朔的阴阳历。在卡尔斯堡纸草书第九号中有这样一条关于埃及阴阳历的记载：25埃及年=309月=9125日。从这个记载中可以看出：1年=365日，1朔望月=29．5307日，25年中有9个闰月。
阳历的来源
在古埃及王国时代，人们发现，一年中当天狼星于清晨时分出现在东方地平线上的时候，尼罗河水就会开始泛滥。古埃及人对天狼星与太阳一同升起的时间和尼罗河泛滥的周期进行了长期观测，把一年的360日增加为365日。这就是人类历史上最早的阳历。
天狗周
埃及阳历的365日与地球套转的实际周期每年约有0．25日之差。如果在一年年初的第一天黎明前，天狼星与太阳同时从东方升起，120年后埃及阳历与地球公转的实际周期就要相差一个月，到第1461年又会恢复原状，天狼星就会又同太阳一起升起，埃及人把这个周期叫做“天狗周”。
希腊古代天文学
希腊文明是欧洲文明的源头，它深深影响了欧洲各国的文明进程。得天独厚的地理条件使希腊人擅于接受新事物，所以古希腊很多天文学家从东方文明中学习知识，希腊天文学也因此得以迅速发展。
本轮均轮说
古希腊天文学家阿波隆尼提出本轮均轮学说，他提出：如果行星作匀速圆周运动，而这个圆周（本轮）的中心又在另一个圆周（均轮）上作匀速运动，那么行星和地球的距离就会有变化。通过对本轮、均轮半径和运动速度的适当选择，天体的运动就可以从数量上得到说明。这种学说统治了天文学界1400多年，直到哥白尼学说出现以后，才逐渐被抛弃。
希腊古代天文学的分类
希腊天文学家有四个活动中心，并由此形成了四个天文学派：以小亚细亚的米利都为中心的爱奥尼亚学派；以意大利南部克罗托内为中心的毕达哥拉斯学派；以希腊雅典为中心的柏拉图学派；以埃及的亚历山大为中心的亚历山大学派。
古希腊天文学的分期
以柏拉图为界，可以将希腊古代天文学划分为两个时期。柏拉图以前是思辨性的宇宙论占据主导地位。从柏拉图开始，天文学有了明显变化，即用几何系统来表示天体的运动。柏拉图学派创立了同心球宇宙体系，而亚历山大学派则发展出本轮、均轮或偏心圆体系。这些都属于以地球为宇宙中心的地心体系。
同心球理论
欧多克斯提出了同心球理论，把天体复杂的周期现象分解为简单周期现象的组合，而每一简单周期现象用一个同心球来实现。欧多克斯第一次着手用几何体系来拯救天文现象，标志着科学宇宙论的肇始。亚里士多德不仅改进了同心球理论，他还为几何体系给出了物理学论证，开辟了宇宙论中的物理学传统，即：宇宙理论不仅只是符合天文现象的数学体系，而且还是物理上合理的、实在的体系。
喜帕恰斯
喜帕恰斯是古希腊着名的天文学家，生于小亚细亚半岛西北的尼西亚，曾长期在罗德岛工作，他是方位天文学的创始人。他发现了白道拱点和黄白交点的运动，编制了几个世纪内太阳和月亮的运动表，并用来推算日食和月食出现的时间。
日、月的远近和大小
古希腊天文学家毕达哥拉斯认为，月光是太阳光的反射：月亮的圆缺变化是由于月、地、日之间相互位置的变动造成的。天文学家阿利斯塔克第一次试图用几何学的方法测定日、月，地之间的相对距离和它们的相对大小。他的论文《关于日月的距离和大小》一直流传到今天。
日心地动说毕达哥拉斯学派的天文学家提出了地球自转的理论，认为地球处在宇宙的中心，每天自转一周，还绕“中央火”转动。亚里士多德却反对地球自转和地球绕着“中央火”转动的学说，他的观点在长时期内占据了统治地位。但是，公元前3世纪的科学家阿利斯塔克还是认为，地球在绕轴自转的同时，又每年沿圆周轨道绕太阳一周，太阳和恒星都不动，行星则以太阳为中心沿圆周运动。这是早期的日心地动观。
印度古代天文学
印度天文学起源很早，在印度佛经里体现出来的宇宙观念，与中国古代的盖天说较为接近。由于农业生产的需要，印度很早就创立了阴阳历。在当地，月份的名称以月圆时月亮所在的星宿来命名。为了研究太阳、月亮的运动，印度人还将天空划分为二十七宿。
古印度人的宇宙观
宇宙无比神秘，每一个仰望星空的人都思索过关于宇宙的诸多问题。古印度人认为，宇宙的形状就像是球面的一部分，中央有着高耸的山脉，整个世界由巨象的背来支撑，巨象则站在巨龟的壳上，而这只巨龟又骑在卷成一团的大蛇上。
印度人二十七宿的划分
为了研究太阳、月亮的运动，印度人发明了二十七宿的划分方法。这种划分方法将黄道分成二十七等分，称为“纳拉”，意为“月站”。虽然印度二十七宿的划分方法是等分的，但各宿的起点并不全是较亮的星，于是人们选择该星宿内最亮的一颗星作为联络星，每个星宿都以联络星的名称命名。二十七宿的全部名称最早出现在《鹧鸪氏梵书》，当时以昴宿为第一宿。在史诗《摩诃婆罗多》里则以牛郎星为第一宿，后来又将白羊座β星改为第一宿。
关于二十八宿来源的争论
除了中国以外，古代的印度、阿拉伯、伊朗、埃及等国也都有类似中国的二十八星宿。由于伊朗、阿拉伯、埃及等国的二十八宿出现时代较晚，而且与印度的二十七宿相似之处较多，所以一般认为二十八宿是从印度传播开来的。但是，二十八宿究竟起源于中国，还是起源于印度，目前天文学界还没有定论。
帕斯卡尔的宇宙理论
帕斯卡尔是印度12世纪时的天文学家，他的重要天文着作《历数精粹》对印度天文学的发展造成了巨大影响。在这本书中，他提出了自己的宇宙理论，认为地球居于宇宙之中，靠自力固定于空中。他还认为地球上有七重气，分别推动月球、太阳和星体运动。帕斯卡尔的伟大之处在于，他提出天体视直径的变化是由于它们到地球的距离变化造成的，而且他还认识到地球有引力存在。
印度古代天文学着作
印度天文学家伐罗诃密希罗的主要着作《五大历数全书汇编》，几乎汇集了当时印度天文学的全部精华，全面介绍了当时的各种历法。编入书中的五种历法以《苏利亚历数书》最为着名，该书引进了一些新的概念，如太阳、月球的地平视差、远日点的移动、本轮等，并且介绍了太阳、月球和地球的直径推算方法。该书集中了印度古代天文学的主要研究成果，有些一直沿用至近代。
印度古代天文学的不足
印度天文学不重视对天体的实际观测，因而忽视天文仪器的使用和制造，在很长时期内仅使用平板日晷和圭表等简单的仪器。直到18世纪才由贾伊·辛格二世在德里等地建立了天文台，并安装了十几件金属结构的天文仪器。
望终月和朔终月
在印度历法中还有望终月和朔终月的区别。望终月是以一次月圆到下一次月圆为一个月，朔终月则是以一次日月合朔到下一次合朔为一个月。
阿拉伯天文学
从时间上看，阿拉伯天文学始于7世纪伊斯兰教兴起，它是在继承前人科学遗产的基础上建立起来的，古代希腊、罗马、波斯甚至印度的天文学，都是它产生的源泉。在这段时期，阿拉伯天文学大体形成了三个学派，即巴格达学派、开罗学派和西阿拉伯学派。
巴格达学派
8世纪中叶，阿拔斯王朝建立后，巴格达逐渐成为世界天文学的中心，这里汇聚了很多天文学家，形成了巴格达学派。该学派最伟大的天文学家是巴塔尼，他的着作《论星的科学》在欧洲影响巨大。他所创制的天文历表——《萨比天文》，一直是其后几个世纪欧洲天文学家的基本读物。比巴塔尼稍晚的苏菲所着的《恒星图象》一书，被认为阿拉伯天文学领域的三大杰作之一。
西阿拉伯学派
西阿拉伯学派主要集中在西班牙和摩洛哥地区。西阿拉伯学派对托勒密体系持批判态度。他们以欧多克斯的同心球体系作为基础，提出了一个旋涡运动理论，认为行星的运转轨道呈螺旋形。这一学派的代表人物有查尔卡利、阿布巴克尔等。查尔卡利的最大贡献是他在1080年编制了《托莱多天文表》，其中有对仪器的结构和用途的说明。
开罗学派
10世纪末，法提玛王朝迁都开罗，成为西亚、北非的一大强国。当时的开罗形成了一个天文学研究中心，即开罗学派。这一学派的代表人物是天文学家伊本·尤努斯。他编撰了《哈基姆星表》，书中用正交投影的方法解决了球面三角函数的问题，计算细致而精准。他对月食极其可靠的观测记录，为近代天文学研究月球的长期加速度提供了宝贵资料。
回历
回历为太阴历。传说穆罕默德从麦加迁都到麦地那，选择了与太阴历的朔日相吻合的一天定为回历纪元，所以回历又叫穆罕默德历。穆斯林又称回历纪元为至圣迁都元年。回历元年1月1日相当儒略历公元622年7月16日。回历一年为354又11／30日，分12个月，大月30日，小月29日。
伊斯兰历法