天文学思想是对天文学家的思维逻辑和研究方法长期起主导作用的一种意识。我国古代天文学思想，同儒家思想，以及与之互相渗透的佛教、道教思想都有着密切的联系。
我国古代天文学思想成就，体现在星占术的理论和方法、独特的赤道坐标系统、宇宙结构的探讨、阴阳五行学说与天文历法的关系、干支理论等方面，从而形成了具有鲜明特色的我国古代天文学思想体系。
我国古代星占涉及日占和月占、行星占、恒星占、彗星占，以及天文分野占。它们一同构成了我国古代星占理论，在我国古代社会有着重要的影响。
我国星占术有三大理论支柱，这就是天人感应论、阴阳五行说和分野说。
天人感应论认为天象与人事密切相关，正如《易经》所谓“天垂象，见吉凶”，“观乎天文以察时变”。
阴阳五行说把阴阳和五行两类朴素自然观与天象变化同“天命论”联系起来，以为天象的变化乃阴阳作用而生，王朝更替相应于五德循环。
分野说是将天区与地域建立联系，发生于某一天区的天象对应于某一地域的事变。
这些理论和方法的建立，决定了我国星占术的政治地位和宫廷星占性质，也造就了我国古代天文学的官办性质，从而有巨大的财力和物力保证，促使天象观察和天文仪器研制得以发展。
在具有原始意味的天神崇拜和唯心主义的星占术流行的时代，甚至在占主导地位的时候，反天命论的一些唯物主义思想也在发展。
不少思想家提出了反天命、反天人感应的观点，指导人们探求天体本身的规律，研讨与神无关的客观的宇宙。那些美丽的神话传说，如“开天辟地”“后羿射日”“嫦娥奔月”等，都反映了人们力图征服自然、改造自然的向往和追求。
日月星占是我国古代比较典型的星占，它们所涉及的范围很广。例如，太阳上出现黑子、日珥、日晕，太阳无光，二日重见等。
另外，古人对日食的发生也很重视，天文学家都在受命进行严密监视。日食出现的方位、在星空中的位置、食分的大小和日全食发生后周围的状况，都是人们所关注的大事。
《晋书·天文志》在记载日食与人间社会的关系时，认为食即有凶，常常是臣下纵权篡逆，兵革水旱的应兆。
古人认为，既然发生了日食，这便是凶险不祥的征兆，天子和大臣不能眼看着人们受灾殃，国家破败，故想出各种补救的措施，以便回转天心。天子要思过修德，大臣们要进行禳救活动。
《乙巳占》记载的禳救办法是这样的：当发生日食的时候，天子穿着素色的衣服，避居在偏殿里面，内外严格戒严。皇家的天文官员则在天文台上密切地监视太阳的变化。
当看到了日食时，众人便敲鼓驱逐阴气。听到鼓声的大臣们，都裹着赤色的头巾，身佩宝剑，用以帮助阳气，使太阳恢复光明。有些较开明的皇帝还颁罪己诏，以表示思过修德。
月占的情况与日占大同小异，由于月食经常可以看到，故后人就较少加以重视了。不过，月食发生时，占星家比较看重月食发生在恒星间的方位，关注其分野所发生的变化。
行星占又称为“五星占”。五星的星占在所有的星占中占有极重要的位置。除掉日月以外，在太阳系内人们用肉眼所见能做有规律的周期运动的，就只有五大行星。自春秋战国至明代，五星一直是占星家重要的占卜对象。
由于我国古代五行思想十分流行，五星也就自然地与五行观念相附会，连五颗星的名字也与五行的名称一致。
行星占包括的范围极广，有行星的位置推算和预报，有行星的凌犯观测，有行星的颜色、大小、光芒、顺逆等的观测。
古人以为，五大行星各有各的特性，它们在天空的出现，各预示着一种社会治乱的情况。
例如：木星为兴旺的星，故木星运行至某国所对应的方位该国就会得到天助，外人不能去征伐它，如果征伐它，必遭失败之祸；火星为贼星，它的出现，象征着动乱、贼盗、病丧、饥饿等，故火星运行到某国所对应的方位，该国人民就要遭灾殃。
金星是兵马的象征，它所居之国象征着兵灾、人民流散和改朝换代；水星是杀伐之星，它所居之国必有杀伐战斗发生；土星是吉祥之星，它所居之国必有所收获。
恒星也有独立的占法，大致可分为二十八宿占和中官占、外官占。占星家不停地对各种星座进行细致的观察，观看其有无变动。一有动向，便预示着人间社会的一种变化。
占星家认为，尾星是主水的，又是主君臣的，当尾星明亮时，皇帝就有喜事，五谷丰收，不明时，皇帝就有忧虑，五谷歉收。如果尾星摇动，就会出现君臣不和的现象。
又如，天狼星的颜色发生变化，说明天下的盗贼多。南方的老人星出现了，就是天下太平的象征，看不到老人星，就有可能出现兵乱。
在我国古代的星占理论中，彗星的出现，差不多均被看作灾难的象征。
天文分野占也是古代星占理论的一部分。我国古代占星家为了用天象变化来占卜人间的吉凶祸福，将天上星空区域与地上的国州互相对应，称作“分野”。
我国古代占星术认为，地上各周郡邦国和天上一定的区域相对应，在该天区发生的天象预兆对应地方的吉凶。这种天区与地域对应的法则，便是分野理论。
有关分野的观念，起源很早。《周礼·春官·宗伯》就有“以星土辨九州之地”，以观“天下之妖祥”的记载，已经开始将天上不同的星宿与地上不同的州县和国家一一对应起来了。
天上的分区，大致是以二十八宿配十二星次，地上则配以国家或地区。
古籍中天文地理分野的记载很多，比如在《汉书·地理志》中，记载春秋战国时期天文地理分野是：魏地，觜、参之分野；周地，柳、七星、张之分野；韩地，角、亢、氐之分野；赵地，昴毕之分野；燕地，尾、箕分野；齐地，虚、危之分野；宋地，房心之分野；卫地，营室、东壁之分野；楚地，翼、轸之分野；吴地，斗分野；粤地，牵牛、婺女之分野。
事实上，天地对应关系的分组，并没有一个固定的模式。比如《史记·天官书》中对恒星分野只列出8个国家，除地域与恒星对应外，还记载了五星与国家的对应关系。
在天与地的对应关系建立以后，占星就有了一个基础。这样，当天上某个区域或星宿出现异常天象时，它所反映出的火灾、水灾、兵灾、瘟疫等，就有一个相应的地域可以预言。
世界上不同的民族、不同的国家，都选用不同的方法去认识天空现象。这不同的方法认识的结果，就产生了世界学术界里大家公认的三种天球坐标系，即我国的赤道坐标系统，阿拉伯的地平坐标系统，希腊的黄道坐标系统。
三种天球坐标系与生俱来的差异，决定了它们在实地观测中空间取向上的差异。这种差异体现出赤道坐标系的独特性，同时也是我国古代天文学的独特性。
我国古代天文学的赤道坐标系，用于对整个天地的划分，赤经、赤纬是不变的，依据天极、赤道划分的南北东西也是固定的。它不同于阿拉伯系统所使用的那种地平坐标系，因为它是以观测者为中心来确定天顶和天底，地平经度与地平纬度随观测者所在地不同而不同，依据天顶、天底、地平圈划分的南北东西也是随之变化的。
赤道坐标系以天极为中心来划分东南西北4个方位，是将整圈赤道等分为4等；以天顶为中心来划分东南西北4个方位，划分的是以观测者为中心的东南西北4个方位。
比如殷商时主要活动地域是河南一带，如果以被古人视为“地中”的阳城为中心来划分方位，划分的就是中华大地的东西南北中。
以依据赤道坐标系的十二辰而制订的“十二支”历法为例，如果将“十二支”认作“地平十二支”，就会在地平坐标系内探询十二支的空间取向。比如以阳城为中心来划分12个方位，在中华大地的东、西、南、北、中地域探询十二支的时空依据。
中华大地的东、西、南、北、中是无法圆出360度的，只有赤道坐标系所界定的整个天地的十二时辰才是十二支的真正归宿。
现今天文学中以英国格林尼治本初子午线为基准的一天24小时划分，与我国古代历法的一天十二时辰直接对应；现代天文学的赤道大圆360度与我国古代天文学的二十八宿如出一辙。现代南北两个半球的划分是依据赤道一分为二。
这些都体现出现代天文学是对我国古代天文学赤道坐标系的承传，并证实了我国古代赤道坐标系是用于对整个天地的划分。
我国古代独特的赤道坐标系统的实在性和科学性，蕴涵着古代先哲们对时间、空间与物质世界科学认知的思想精华，对认识宇宙具有重大意义。
关于宇宙的结构，自古就引起人们的思考，因而也涌现了许多讨论天地结构的学说。其中最重要的就是形成于汉代的盖天说、浑天说和宣夜说。
盖天说是我国最古老的讨论天地结构的体系。早期的盖天说认为，天就像一个扣着的大锅覆盖着棋盘一样的大地。后来盖天家又主张，天像圆形的斗笠，地像扣着的盘子，两者都是中间高四周低的拱形。这种盖天说即能克服“天圆地方”说的缺点，也能解释很多天象。
浑天说在我国天文学史上占有重要的地位，对我国古代天文仪器的设计与制造产生了重大的影响。如浑仪和浑象的结构就和浑天说有着密切的联系，对天文学的有关理论问题的解释也产生了重大影响。
汉代科学家张衡在《浑天仪注》一文中写道：
浑天如鸡子，天体圆如弹丸。地如鸡子中黄，孤居于内，天大地小……天之包地如壳之裹黄。
意思是说，天就像一个鸡蛋，大地像其中的蛋黄，天包着地如同蛋壳包着蛋黄一样。这是对浑天说的经典论述之一。
盖天说和浑天说中的日月星辰都有一个可供附着的天壳，盖天说的附着在天盖上，浑天说的附着在像蛋壳一样的天球上，都不用担心会掉下来。
后来人们观测到日月星辰的运动各自不同，有的快，有的慢，有的甚至在一段时间中停滞不前，根本就不像附着在一个东西上。所以就又产生了一种新的理论，这就是宣夜说。
宣夜说主张，天是无边无涯的气体，没有任何形质，我们之所以看天有一种苍苍然的感觉，是因为它离我们太深远了。日月星辰自然地飘浮在空气中，不需要任何依托，因此它们各自遵循自己的运动规律。
宣夜说打破了天的边界，为我们展示了一个无边无际的广阔的宇宙空间。
在恒星命名和天空区划方面，各种思想意识的影响就更加明显。古代星名中有一部分是生产生活用具和一些物质名词，如斗、箕、毕、杵、臼、斛、仑、廪、津、龟、鳖、鱼、狗、人、子、孙等，这可能是早期的产物。
大量的古星名是人间社会里各种官阶、人物、国家的名称，可能是随着奴隶制和封建制的建立和完善，以及诸侯割据的局面而逐渐形成的。
天空区划的三垣二十八宿，其二十八宿的名称与三垣名称显然是两种体系，它们所占天区的位置也不同。这都反映了不同的思想意识的影响。
在我国古代天文学思想中，应该提及的是古代天文学家探求原理的思想。我国古代科学家很早就努力探索天体运动的原理。
如沈括对不是每次朔都发生食的解释，郭守敬对日月运动追求三次差四次差的改正，明清时期学者对中西会通的研究，都体现了探求原理的思想。
在近代科学诞生之前，对于东西方古代天文学家来说，没有近代科学和万有引力定律的理论武装，要探求天体运动的原理都不会成功。但我国古代历法中，许多表格及计算方法都可以找到几何学上的解释。这一点足见我国古人的才智。
此外，我国古代天文学家对许多天象都有深刻的思考并力图予以解释。
战国末期楚国辞赋家屈原在《天问》中提出了天地如何起源，月亮为何圆缺，昼夜怎样形成等大量问题；盖天说和浑天说都努力设法解释昼夜、四季、天体周日和周年视运动的成因，对日月不均匀运动也曾以感召向背的理由给予解释。
尽管他们是不成功的或缺乏科学根据的，但不能因为不成功而否定他们的努力。探索原理的思想几千年来一直在指导我国古代科学家的工作。
我国古代的天文历法，就是在阴阳五行学说的协助下发展起来的。
我国古代有很多与“气”有关的概念，如节气、气候、气化、气势、气质、运气等。如果仔细分析这些概念就会发现，气是有属性的，在宇宙间没有无属性的中性的气存在。
气由阳气和阴气组成。后世将阴阳作为哲学概念应用得十分广泛，但追本求源，阴阳的观念最早只是起源于历法和季节的变化。
古人以为，气候的变化是由于阴阳二气的作用，阳气代表热，阴气代表冷。宇宙间阴阳二气相互作用，发生交替的变化，便反映在一年四季的变化上。
夏季炎热时，属于纯阳；冬季寒冷时，属于纯阴；阳气和阴气互为消长，春季阳气增长，阴气衰弱。
当阳气达到极盛时就是夏至，由此发生逆转，阴气渐升，阳气下降；当阴气达到极盛时就是冬至，这时再次发生逆转，阳气上升，阴气下降，完成了一个周期的交替变化。
五行是指木、火、土、金、水五种物质。在我国古代，人们对于五行的看法与后世哲学上的五行几乎完全不同。
古人认为，五行就是一年或一个收获季节中的五个时节。这一说法在上古文献中记载得很直接。
例如，《吕氏春秋》就把五行直接称为五气，也就是将一年分为五个时节之义。又如，《左传·昭公元年》记载：年“分为四时，序为五节”。而《管子·五行篇》则说：“作立五行，以正天时，五官以正人位。”可见上古均是将五行解释成时节或节气。
古人用直观的五种物质的名称给五种太阳行星命名，就如以十二生肖给日期命名一样，符合古人朴素的思想观念。
五行之间的生克制化，同样具有天文学意义。五行相生，又叫“生数序五行”，其含义是后一个行是由前一个行生出来的，以至于逐个相生，形成一个循环系列，周而复始。五行相生是五行观念中使用最普遍、发展最成熟的一种排列方式。
按照《春秋繁露·五行之义》的说法，木是五行的开始，水是五行的终了，土是五行的中间。木生火，火生土，土生金，金生水，水又生木。木行居东方而主春气，火居南方而主夏气，金居西方而主秋气，水居北方而主冬气。所以木主生而金主杀，火主热而水主寒。
这是上古各类文献中，有关生数五行定义的通常说法，可见古人设立五行，开始时并不是为了解决哲学问题，而是借助5种物质的名称来作为一年中5个季节的名称。
木行就是一年中开始的第一个季节，相当于春季；火行为第二个季节，相当于夏季；土行为第三季，介于夏秋之间；金行为第四个季节，相当于秋季；水行为第五个季节，相当于冬季。
干支理论是我国古代思想家的一大杰出贡献，尽管当时对天体运行及其结构缺乏科学的了解，但已经在天文学、哲学领域有了相当深入的研究，并取得了后世无法企及的成就。
天干地支，简称“干支”，又称“干枝”。天干的数目有10位，它们的依次顺序是：甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸。地支的数目有12位，它们的依次顺序是：子、丑、寅、卯、辰、巳、午、未、申、酉、戌、亥。天干地支在我国古代主要用于纪年、纪月、纪日和纪时等。
干支纪年萌芽于西汉时期，始行于王莽，通行于东汉后期。公元85年，朝廷下令在全国推行干支纪年。
干支纪年，一个周期的第一年为“甲子”，第二年为“乙丑”，依此类推，60年一个周期；一个周期完毕后重复使用，周而复始，循环下去。
如1644年为农历甲申年，60年后的1704年同为农历甲申年，300年后的1944年仍为农历甲申年；1864年为农历甲子年，60年后的1924年同为农历甲子年；1865年为农历乙丑年，1925年和1985年同为农历乙丑年，以此类推。
干支纪年是以立春作为一年的开始，是为岁首，不是以农历正月初一作为一年的开始。干支纪月时，每个地支对应二十四节气自某节气至下一个节气，以交节时间决定起始的一个月期间，不是农历某月初一至月底。
若遇甲或乙的年份，正月大致是丙寅；遇上乙或庚之年，正月大致为戊寅；丙或辛之年正月大致为庚寅，丁或壬之年正月大致为壬寅，戊或癸之年正月大致为甲寅。
依照正月之干支，其余月份按干支推算。60个月合5年一个周期；一个周期完毕后重复使用，周而复始，循环下去。
干支纪日，60日大致合两个月一个周期；一个周期完毕后重复使用，周而复始，循环下去。
干支纪日比起记载某月某日，其优势是非常容易计算历史事件的日期间隔，以及是否有闰月存在。
由于农历每个月29日或30日不定，而且有没有闰月也不知道，因此，如果日期跨月，则计算将会非常困难。至于某月某日和干支的对应，则可以查万年历。
干支纪时，60时辰合5日一个周期；一个周期完毕后重复使用，周而复始，循环下去。
干支纪时必须注意的是，子时分为0时至1时的早子时，以及23时至24时的晚子时，所以遇到甲或乙之日，0时至1时是甲子时，但23时至24时是丙子时。晚子时又称“子夜”或“夜子”。
天干地支除了可以纪月、日、时外，在它的主要序数功能被一二三四等数字取代之后，人们仍然用它们作为一般的序数字。尤其是甲乙丙丁，不仅用于罗列分类的文章材料，还可以用于日常生活中对事物的评级与分类。
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相传在远古时候，共工和颛顼争夺天下失败后，一气之下撞倒了不周山。不周山原是8根擎天柱之一，撞倒之后，西北方的天就塌了，东南方的地也陷了下去。于是，天上的日月星辰都滑向西北方，地上的流水泥沙都流向了东南方。这则神话生动地反映了古人对于天地结构的推测。
