第1章 天文學
天文學與人類的生產和生活有著緊密相關的聯係，因而成為自然科學中發展較早的一門科學。中國對天文學的研究，可追溯到原始社會的新石器時代，是世界上對天文學研究最早的一個國家。
據各種挖掘出來的文物上的記載，中國在原始社會時期，就已注意到了太陽升落、月亮圓缺的變化，從而產生了時間和方向的概念。從考古發掘來看，中國的半坡氏族人的房屋的門，都向南開；一些其他氏族的墓穴也都向著一個統一的方向。而且，當時的人們還在陶器上繪製了太陽、月亮以及星辰的紋樣。
進入奴隸社會以後，天文學逐漸得到發展。在夏朝的時候已有曆法，所以，直到現在人們還把農曆稱作“夏曆”。根據甲骨文的記載，商朝時期，人們將一年分為春秋兩個季節，平年有12個月，閏年有13個月，大月30天，小月29天。此外，在商代的甲骨文中，還有世界上關於月食、日食的最早記載。在西周時期，中國政府已設有專門掌管天文器械和觀測天空的官。春秋時期，中國的古代勞動人民已能根據月亮的位置來推算太陽的位置，並在此基礎上建立了二十八宿的體係。據《春秋》一書記載，當時人們已將一年分為春、夏、秋、冬四個季節。而且，在那時候，中國人已發現了著名的哈雷彗星，並推算出了它的繞日周期。
進入封建社會後的戰國時期，中國的天文學事業取得了更加輝煌的成就。當時的天文學家甘德、石申寫了世界上最早的天文學著作，後人將他們倆的著作合並到一塊，稱為《甘石星經》。隨著天文觀測的進步，中國古代人民創造了二十四節氣。秦漢時期，中國的天文學事業的成就突飛猛進，全國製定了統一的曆法，而且還製作了渾天儀。特別是兩漢時期，人們對宇宙的認識逐步深化，並提出了“渾天說”，這一觀點非常正確，隻不過當時的人們認為宇宙是有限的。可是不久，就有人反對，認為“天”是無限大的。這兩個觀點對全世界的天文學事業做出了巨大的貢獻。
三國、兩晉、南北朝時期，中國古代著名的數學家祖衝之在劉宋大明六年（462）完成了《大明曆），這是一部精度很高的曆法，如月球在天球上連續兩次向北通過黃道所需時間的天數為2721223日，同現代觀測的2721222日，隻相差十萬分之一日。隋唐時期，政府又重新製定了曆法，並對恒星的位置進行了重新測定和世界上最早對子午線長度的實測。人們還根據天文觀測結果，繪製了一幅幅星圖。在敦煌壁畫中，考古學家發現中國在公元705年~710年間，就已發現了1350多顆星星，這反映了中國在星象觀測上的高超水平。而在歐洲，那裏的人直到1609年發明了天文望遠鏡後，才發現了1022顆星星。宋元時期，人們製造並改進了許多天文器械。並已經製造出了世界上的第一台以水為動力，帶動一套精密的儀器，既可觀測天體，又可演示天象，還能自動報時的天文鍾。並且，在這時候，中國就已知道了一年有365.2425天，這和現行的公曆是一樣的，而且比外國早300多年。明清時期，中國的天文事業仍舊是世界上最發達的。如清朝早期的中國天文學家，就提出過恒星有遠近變化，也就是認識到恒星有視向運動。然而，歐洲的科學家卻直到1868年才提出這種概念。
中國古代對天文學作出的這一係列成就，為全人類的文明起到了重要的作用，這充分反映了中國古代勞動人民的聰明智慧和卓越的才幹。
第2章 宇宙無限性
在古代中國，宇宙是無限大的說法早在戰國時期就被許多人承認。《屍子》中解釋“宇宙”兩個字時寫道：“四方上下曰宇，往古來今日宙。”這裏所說的“宇”即是指“東”、“南”、“西”、“北”、“上”、“下”6個方向。“宙”表示過去、現在、將來的時間。
關於宇宙無限性的思想，中國到東漢時期有了較大的發展。當時著名的幾位科學家，如王充、張衡、黃憲等人的探討，達到了那個時代人們對宇宙無限性認識的最高水平。王充在《論衡》一書中，明確地指出了在宇宙空間裏都有“氣”的存在，這個想法和我們現在所認識的星際空間物質的存在有相似之處。
黃憲在《天文》一書中，提出了日月星辰隻是在有限空間裏活動的天體，而真正的天卻在這有限的空間之外。然而，他卻又認為這個真正的天也有一個固定的邊界，在這個邊界的外麵才是無限的空間。這就把整個宇宙和有一定邊界的天分別開來了，雖然與現在的結論不太一樣，但也提出了宇宙是無限大的這個想法。著名科學家張衡在他所著的《靈憲》一書中，也明確地說明了與黃憲類似的想法，他認為天有一個橢圓形的邊界，但張衡並不認為這就是宇宙的邊界，相反，他卻認為“宇之表無極，宙之端無窮”，這句話明確地表達了宇宙在空間和時間上都是無窮無盡的思想。但張衡卻又認為天這個橢圓形的“天球”是有周長和麵積的，日月星辰隻不過是“嵌”在“天球”上的。他計算出的“天”的半徑，妨礙了當時人們對宇宙真正無限性的認識。
三國時期的楊泉、東晉的張湛和宋朝的張載等人，都從不同的角度闡述了自己對宇宙的看法。楊泉在《物理論》中，表達了自己認為“天無體”的思想，並且指出：“夫天，元氣也，皓然而已，無他物焉。”而“星者，元氣之英也。”
唐朝時的柳宗元，對宇宙無限性的認識作出了更加精辟的論述，他在《天對》一書中，認為天沒有青黃赤黑這些顏色之分，也沒有中心和邊界。其中關於天沒有中心的思想，是對宇宙無限性十分深刻的一個見解。元明時期，人們對宇宙無限性的認識又提高了一步，出現了無窮的天體係統的概念。
現在，人們早已知道宇宙是無限大的這個道理。而中國古代對宇宙研究的辯證論述和理論，促進了人類對宇宙的認識。這些凝聚著中國古代勞動人民聰明和智慧的研究成果，為人類留下了寶貴的科學遺產，將有助於我們去探索那奧秘無窮的未知領域。
第3章 世界上最早的星圖
星圖，就是將恒星在宇宙之中的位置準確地投影到平麵上所構成的圖，這種圖非常難畫。考古學家們從各種挖掘出土的文物來看，中國是世界上最早繪製星圖的國家。而且星星在星圖上的位置，和現在科學家們運用高科技觀測到的實際位置基本一致。
中國目前在考古中發現最多的星圖，是三國時期吳太史令陳卓所畫的星圖。陳卓把當時天文學界存在的石氏、甘氏、巫鹹三家學派所命名的恒星，求同存異，合畫成了一張《全天星圖》。這幅星圖上一共有星283組、1464顆。
考古學家還挖掘出一張約在公元940年前後繪製在絹上的“敦煌星圖”。
科學家們還發現了中國古人將星圖雕刻在岩石上的《石刻星圖》。近年來，中國考古學家從五代時期的墓地中，發現了兩塊完好無損的二十八宿石刻星圖。每個石刻星圖上大約有180多顆星星，它們在天空的位置相當精確，是世界上發現的古星圖中的珍品。
現在，江蘇省蘇州市保存有一幅石刻天文圖。整幅星圖長26米，寬12米，上部繪有一個圓形的星圖，下部刻有文字，共有1440顆恒星。據考古學家研究分析，這幅珍貴的星圖是北宋黃袁在元豐年間（1078~1085），根據天文觀測結果所繪製的。直到南宋理宗淳七年（1247）的時候，才刻到這塊石頭上，也是流傳至今較早的星圖之一。
中國古代勞動人民除了會製作恒星圖外，還會做最難繪製的彗星圖。1973年，考古學家在湖南長沙馬王堆3號墓中，出土了一種占驗吉凶的帛書。在這部2200多年前的迷信著作中，記錄了目前所知世界上最早的彗星。圖共29幅，形狀各異。那長長的像掃帚一樣的是彗尾，圓圈或黑點代表彗星頭。在每幅彗星圖的下麵，都有占文，開頭記有彗星的名稱，其中還包括有著名的哈雷彗星。
中國古代的這些星圖，為人類認識宇宙奠定了堅實的基礎，充分說明了中國古代人民在天文學研究方麵的卓越成就。
第4章 哈雷彗星
著名的哈雷彗星，在歐洲是被科學家阿皮亞尼斯於1531年第一次發現的。1607年，科學家開普勒第二次發現了這顆彗星。當哈雷彗星於1683年第三次被科學家發現時，人們就推算出了它的運行軌道和它76年才光臨一次地球的繞日周期。科學家哈雷預測，到1759年，哈雷彗星將重返地球，到了1759年，這個預言被證實了，於是人們就稱這顆彗星為“哈雷彗星”。
其實，阿皮亞尼斯並不是最早發現這顆彗星的人。據考古學家考證：中國是最早發現並記錄哈雷彗星的國家。