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研习天文历算逐渐受到了限制，这也与西方的情况大不相同。
第二节浑仪和浑象浑仪天文仪器系统也在秦汉时代形成了。为了编制太初历的需要，制造了观测天象、测量角度的仪器，这就是浑仪和浑象的研制。西汉时落下闳就制造过浑仪，据记载他是四川人，“武帝征侍太史，于地中转浑天，改颛顼历，作太初历”①。晋天文学家虞喜也说他“为汉孝武帝于地中转浑天，定时节，作太初历”②。这里的“地中”指阳城（今河南省登封县吉城镇），古传此地为地之中央。“浑天”即浑仪，亦称浑天仪，是用于观测的仪器，以之测量日月行星恒星在天空的位置，确定两个天体之间的角度。它应包括一个用来对准天体的管或衡，又有刻有度数的标尺，如地平环、子午环、赤道环等。当窥管或窥衡对准了要观测的天体时，各种标尺所指示的读数就是天体的位置。东汉的贾逵还在浑仪上加进黄道环，首次制造了一架“黄道铜仪”。汉代的浑仪虽没有留传下来，我们相信后世保留下来的浑仪不会跟它相去太远。
应该指出，在制定太初历之前，测量角度的天文仪器已经存在。战国时代石申编制的星表是基于角度的测量，长沙马王堆西汉早期墓出土的帛书，记载了秦汉时代几十年间行星的运动，也是基于角度的测量③。《后汉书·律历志》曾提到汉初使用一种“圆仪”来量度日月的运动，后来浑仪流行，圆仪失传。1977 年在安徽阜阳一西汉早期墓中出土了带有28 宿距度的圆盘①，可用于测量角度。这一器物的出土为研究早期的测角仪器提供了实物依据。浑象西汉末年扬雄所著《法言·重黎》里说：“或问浑天，曰：落下闳营之，鲜于妄人度之，耿中丞象之。”这里的耿中丞即汉宣帝时大司农中丞耿寿昌，他制造了一个浑象，模拟浑天的运动情况。这种仪器大体是一个大圆球，在球壳上刻着日月星辰，利用它的转动演示天象的变化。汉代最著名的是张衡制造的“水运浑象”，又叫“漏水转浑天仪”，类似今天的天球仪，利用水力来推动仪器的旋转，速度同天空的周日运动一致，所以把仪器放在室内，根据它的旋转也能知道室外的天象变化。在此基础上后来还发明了钟表。浑仪和浑象历代都有制造，从汉代以来，成了我国古代观测天象的主要仪器。① 唐司马贞《史记索隐》引《益部耆旧传》。
② 《隋书·天文志》。
③ 见《马王堆汉墓帛书〈五星占〉释文》，载《中国天文学史文集》，科学出版社1978 年版。① 阜阳博物馆等：《阜阳双古堆西汉汝阴侯墓发掘简报》，《文物》1978 年8 期。第三节圭表和漏刻时间的计量随着生产和生活水平的提高，对时间的要求也在变化，原始社会的那种日出而作、日入而息的作息制度已嫌粗疏，在殷商时代已将白天分成好几段。甲骨文中有旦、明、小采、大采、中日、昃、昏、夕等字。《左传》昭公五年（公元前537 年）条说：“日之数十，故有十时，亦当十位。”说明古代曾将一天分成十时。《隋书·天文志》在记述古代的时刻制度时说：“昼有朝、有禺、有中、有晡、有夕，夜有甲、乙、丙、丁、戊。”这可能就是一天十时，而五夜之说也许就是五更的来源。《淮南子·天文训》中有一昼夜分成十五时的记载①，而汉代的十二辰和百刻时制也相当流行②。时刻制度的发展必然伴随着测时和计时仪器的进步。
圭表甲骨文中有关时间的字大多从日字，说明测时的依据是太阳。根据太阳的运动判断一天内的时间变迁，圭表是最早使用的仪器。一根竿子立在地上，可以根据影子的长短和方向判断季节和一天内的时刻，1967 年在江苏仪征的一座东汉墓中出土了一件铜圭表，不用时可以折叠起来，像一把铜尺，使用时将圭从表的凹槽中立起，使用和携带都很方便。在圭表的基础上发展起来的日晷到汉代已做得很精细，1897 年和1932 年先后在内蒙、河南、山西出土了三块秦末汉初的晷仪③，上有69 条刻线，占盘面的2/3，其余部分没有刻线，当为黑夜见不到日影的部分。三块出土地点不同，而其结构和所刻字体都相同，这表明秦汉时圭表和晷仪已很流行。
漏刻作为计量时间的仪器，漏壶是最早发明的。古籍载：“漏刻之作，盖肇于轩辕之日，宣乎夏商之代。”①这可能是一种传说。较可靠的资料见于《周礼·夏官》，其中载有挈壶氏，由于古代的漏壶上面有一个提梁、故称挈壶，挈壶氏“掌挈壶，。。以水火守之，分以日夜”。西汉以前的漏壶现在未见实物，传世最早的漏壶为西汉时制，1958、1967、1975 年分别出土于陕西兴平、河北满城、内蒙古默特右旗，都是铜铸圆柱状，上有提梁，下有漏嘴，梁上方有小孔，是插刻箭的。为了改进单壶漏水不均匀的缺点，东汉时代开始用二级漏壶，以便互相补偿，如张衡的漏水转浑天仪。经过秦汉时代的发展和创造，圭表、仪象、日晷、漏刻等天文仪器得到很大发展，并已普遍使① 名称是：晨明、胐明、旦明、蚤食、晏食、隅中、正中、小还、铺时、大还、高舂、下舂、悬车、黄昏、定昏。
② 阎林山、全和钧：《论我国固有的百刻计时制》，《天文参考资料》1977 年4 期。③ 李鉴澄：《晷仪——现存我国最古老的天文仪器之一》，《科技史文集》第一辑，上海科技出版社1978年版。
① 《初学记》卷二十五。
用，这些仪器构成了我国二千年间用于天文观测和时间工作的主要仪器系列。
第四节宇宙论关于宇宙结构的学说关于宇宙结构的学说，汉代出现了浑天说与盖天说的争论。在秦汉之前，盖天说比较盛行。自古以来，人们看见苍天笼罩着大地，产生了天圆地方的盖天说，而春秋时的曾参就曾提出疑问：“天圆而地方，则是四角之不揜也。”①后来盖天说又认为天不与地相接，而像圆顶凉亭那样由八根柱子支撑着。诗人屈原曾问道：“斡维焉系，天极焉加，八柱何当，东南何亏。”公元前一世纪成书的《周髀算经》中提出“天象盖笠、地法复盘”的新盖天说，认为天在上，地在下，天地相盖，二者都是圆拱形，中间相距八万里，日月星辰随天盖旋转，近见远不见，形成了昼夜四季变化。
汉代，另一种学说浑天说兴起，认为“浑天如鸡子”、“地如鸡中黄”。以著名天文学家张衡为代表的浑天派提出天是一个整球，一半在地上，一半在地下，日月星辰有时着不见是因为它们随天球转到地下面去了，天球绕轴转一圈就是一昼夜，地面上的人就看见天上的星星转了一周天。这种看法成功地解释了昼夜的交替、天体的东升西落和其他许多问题。同浑天说一致的浑仪又能很准确地测定天体位置，浑象能演示天象的变化，这一切对历法的推算既有用又方便，所以浑天说得到很快的发展并为大多数人们所接受，成为我国天文学思想中长期占统治地位的体系，直到明末西方天文学体系进入我国才开始改变。
值得提到的还有一种宣夜说。宣夜说打破了浑天说认为天象鸡蛋壳式的有限概念，蕴涵着宇宙无限的思想。东汉时代的郗萌记道：“天了无质，仰而瞻之，高远无极，眼瞀精绝，故苍苍然也。。。日月众星，自然浮生虚空之中，其行其止皆须气焉。是以七曜或逝或住，或顺或逆，伏见无常。进退不同，由乎无所根系，故各异也。”①这是元气学说在天文学上的运用，反映了宇宙无限思想和朴素唯物主义认识论。
关于宇宙生成和天体演化学说关于宇宙生成和天体演化学说，在秦汉时期也产生了比较系统的理论。
《淮南子·天文训》和张衡《灵宪》都认为，天地还没有形成的时候是一片浑沌，而“道”始于虚廓，虚廓生宇宙，宇宙生气；在天地形成过程中，元气中的“清阳者”稀疏向上成天，“重浊者”凝滞向下为地，于是形成上天下地或外天内地；天地精气分为阴阳，阴阳精气形成四时、水火，继而产生日月星辰和万物。这种虚物创生的观点和宇宙万物是物质的和运动变化的思想，在中国古代思想界和科学界有着长期的影响。
① 《大戴礼记·曾子·天圆》。
① 见《晋书·天文志》。
第五节天象记录、天文学家和天文典籍天象记录秦汉时代对天象的观测和研究也有重要进展，天象记录日趋详备。如征和四年（公元前89 年）日食，在《汉书·五行志》中对于发生日期、太阳方位、食分、亏起方向、初亏及复圆时刻等，都记载得十分清楚。《汉书·天文志》、《五行志》等所载西汉河平元年（公元前28 年）关于太阳黑子的记录（成帝河平元年“三月乙未，日出黄，有黑气大如钱，居日中央”），西汉建始元年（公元前32 年）关于极光的记录，西汉元光元年（公元前134年）和东汉中平二年（公元185 年）关于超新星的记录，都是世界上有确切时日记录中最早的一批。1973 年长沙马王堆出土的《五星占》和《彗星图》又一次提供了汉初天文学发展情况的重要资料。
天文学家秦汉时期是天文学人才辈出的时代，涌现出众多的成就卓著的天文学家和精通天文历法的学者。如张苍、司马迁、邓平、落下闳、耿寿昌、刘歆、编䜣、李梵、苏统、贾逵、张衡、刘洪、郗萌等，他们在天文理论、天象观测、制订历法、研制仪器等许多领域作出了杰出贡献，推动了天文学的发展。落下闳，字长公，巴郡阆中（今属四川）人，明晓天文地理，隐于落下，是一位民间天文学家。汉武帝时，经友人荐举，征聘为待诏太史，后拜侍中，辞不受。曾与邓平、司马迁等创制《太初历》，还曾制造浑仪并在阳城（今河南登封）用于观测。贾逵（30—101），字景伯，扶�