本书第一部分详细解释了关于中国古代天文、历法的起源和一些基本概念。在第二、三部分中，首先描写了中国古人通过观测天象来表示时间的手段，并讲述了天空中的星宿及其相关的传说故事。第四、五部分中，介绍了古人纪日、纪月、纪年的方法和古代历法中的二十四节气。第六部分详细描述了日食、月食、流星等多种奇特的天文现象。第七部分则讲述了科学家张衡的故事。在最后四个部分中，依次介绍了古人“盖天说”“浑天说”等天文学观点、古代的计时方法、若干种天文仪器以及曾经采用过的历法。
第一章中国古代天文综话/1
第二章古人眼中的宇宙/8
一、盖天说/8
二、浑天说/12
三、宣夜说/16
第三章人情味的星空/20
一、中国星官体系/20
二、二十八宿/24
三、三垣/33
第四章中国古代历法/40
一、阴阳历/40
二、天干与地支/48
第五章异常天象/60
一、日食/60
二、五星会聚/66
三、荧惑守心/72
四、流星与彗星/77
五、客星/81
第六章中国古代天文仪器/86
一、表/86
二、日晷与漏刻/89
三、浑仪和浑象/95
第七章中国古代天文机构/103
一、天文台/103
二、畴人传/107
结语/115
参考文献/116
伟大的诗人屈原抬头仰望，遥思万里，不禁对天上的景象产生了一系列的疑问：在太古之初，谁创造了天地，世界又从何形成？似穹庐一般笼盖四野的九重天，是谁动手经营？斗柄的轴绳系在何方？天极遥远延伸到何处？八个擎天之柱撑在哪里？大地为何低陷东南？天的中央与八方四面，究竟在哪里依傍相连？边边相交，隅角众多，有谁能统计周全？天在哪里与地交会？十二区域怎样划分？日月天体如何连属？众星陈列究竟何如？
事实上，这些疑问并非屈原独有，那神秘深邃的星空，自古及今，一直都令华夏大地上的先民无限向往。他们凭着天马行空的想象力和横溢的才华创作了无数动人的传说和优美的诗句，无数博闻多识的学者和思辨入微的哲人更是把天文学作为自己毕生孜孜探寻、上下求索的主题，为追寻其中的真理而不懈努力。
那么，什么是“天文”呢？东汉许慎的《说文解字》解释说：
“天，颠也。至高无上”。文，错画也。”合而言之，中国传统天文学就是研究天上日月星辰的运行轨迹和排布状态的一门学问。它的产生，最直接的原因是满足古人在生产生活中确定时节的需要。
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