PHẦN 1 CƠ SỞ HÌNH THÀNH NỀN VĂN MINH TRUNG QUỐC
3.4. Khoa học tự nhiên và kỹ thuật
3.4.2. Thiên văn học và lịch
Theo truyền thuyết, từ thời Hoàng Đế, Nghiêu Thuấn, Trung Quốc đã biết quan sát thiên văn. Đến thời Thương, trong tài liệu ghi bằng chữ giáp cốt đã có chép về nhật thực và nguyệt thực.
Đó là những tài liệu sớm nhất thế giới về mặt này. Trong sách Xuân thu cũng có chép trong vịng 242 năm có 37 lần nhật thực, nay đã chứng minh được 33 lần hồn tồn chính xác. Sách Xn Thu cịn chép năm 613 TCN "sao Bột nhập vào Bắc đẩu". Đó là sao chổi Halây được ghi chép sớm nhất trong lịch sử thế giới. Chu kì của sao chổi này là 76 năm, sau này người ta biết được sao chổi Halây đã đi qua Trung Quốc 31 lần.
Thiên Ngũ hành chí sách Hán thư thì chép ngày Ất Mùi, tháng 3 năm 28 TCN, "Mặt Trời hiện ra màu vàng, có điểm đen lớn như cục sắt hiện ra giữa Mặt Trời". Đó cũng là tài liệu sớm nhất ghi chép về điểm đen trong Mặt Trời.
Nhà thiên văn học nổi tiếng nhất Trung Quốc là Trương Hành (78-139). Ông đã biết ánh sáng của Mặt Trăng là nhận của Mặt Trời, lần đầu tiên giải thích đúng đắn rằng nguyệt thực là do Mặt Trăng nấp sau bóng của Trái Đất. Tác phẩm thiên văn học của ơng nhan đề là "Linh hiến", trong đó ơng đã tổng kết những tri thức về thiên văn học lúc bấy giờ. Trong "linh hiến", ông đã nêu ra những nhận thức đúng đắn như vũ trụ là vô hạn, sự vận hành của hành tinh nhanh hay chậm là do cự li cách quả đất gần hay xa.
Ơng cịn cho rằng thiên thể hình cầu như vỏ quả trứng, mà trái đất thì như lịng đỏ. Một vịng của bầu trời là 365°, một nửa ở trên Trái Đất, một nửa ở dưới Trái Đất. Căn cứ theo suy nghĩ ấy của mình, ơng làm một mơ hình thiên thể dùng sức nước để chuyển động gọi là "hồn trương" còn gọi là "hồn thiên ghi” khi mơ hình này chuyển động thì các vì sao trên đó cũng di chuyển giống như tình hình thực ngồi bầu trời.
Trương Hành cịn có nhiều hiểu biết về địa lí, địa chất học. Ơng chế tạo được một dụng cụ đo động đất gọi là "địa động nghi" có thể đo một cách chính xác phương hướng của động đất.
Nhờ sớm có những hiểu biết về thiên văn nên từ sớm Trung Quốc đã có lịch. Theo truyền thuyết, Hoàng Đế đã sai Dung Thành đặt ra lịch, thời Chuyên Húc sửa lại thành lịch mới, một năm chia thành 12 tháng. Đường Nghiêu lại sai hai họ Hy, Hòa sửa lại lịch một lần nữa. Đến đời Hạ lại sửa lại lịch của Nghiêu. Lịch đời Hạ lấy tháng giêng âm lịch ngày nay làm tháng đầu năm. Đến đời Thương, Trung Quốc đã biết kết hợp giữa vòng quay của Mặt Trăng xung quanh Trái Đất với vòng quay của Trái Đất xung quanh Mặt Trời để đặt ra lịch. Loại lịch này, một năm chia làm 12 tháng,
tháng đủ có 30 ngày, tháng thiếu có 29 ngày. Để cho khớp với vòng quay của Trái Đất xung quanh Mặt Trời, người đời Thương đã biết thêm vào một tháng nhuận. Lúc đầu cứ 3 năm thêm một tháng nhuận hoặc 5 năm thêm 2 tháng nhuận, về sau đến giữa thời Xuân Thu, cứ 19 năm thì thêm 7 tháng nhuận.
Lịch đời Thương lấy tháng 12 âm lịch ngày nay làm tháng đầu năm và quy định lúc gà gáy là lúc bắt đầu ngày đầu năm. Thời Chu lấy tháng 11 âm lịch ngày nay làm tháng đầu năm và quy định lúc nửa đêm là lúc bắt đầu ngày đầu năm. Đời Tần và đầu đời Hán đã từng lấy tháng 10 âm lịch làm tháng đầu năm.
Năm Thái sơ thứ nhất thời Hán Vũ đế (104 TCN) Trung Quốc đổi dùng một loại lịch cải cách gọi là lịch Thái sơ. Lịch này lấy tháng giêng âm lịch làm tháng đấu năm, từ đó loại lịch này về cơ bản được dùng cho đến ngày nay. Từ thời Xuân Thu, người Trung Quốc đã biết chia một năm thành 4 mùa, 4 mùa có 8 tiết là Lập Xuân, Xuân Phân, Lập Hạ, Hạ Chí, Lập Thu, Thu Phân, lập Đơng, Đơng Chí. Trên cơ sở ấy, lịch Thái sơ chia một năm thành 24 tiết, trong đó có 12 trung khí cịn 12 tiết khác gọi là tiết khí. Thường thì mỗi tháng có 1 trung khí, nếu tháng nào khơng có trung khí thì thành tháng nhuận. Từ đó việc bố trí tháng nhuận đã có quy luật, khơng tùy tiện như trước nữa. Người Trung Quốc ngày xưa chia một ngày đêm thành 12 giờ và dùng 12 địa chi (Tí, Sửu...) để đặt tên giờ. Mỗi giờ chia thành 8 khắc.
Để đo thời gian, đầu tiên, người Trung Quốc dùng một cải cọc gọi là "khuê" để đo bóng mặt trời, do đó đã xác định được ngày hạ chí và đơng chí làm cho cách tính lịch càng chính xác. Sau đó, người Trung Quốc lại dùng cái "nhật quỹ". Đó là một cái đĩa trịn trên mặt có khắc 12 giờ và 96 khấc, đặt nghiêng song song với bề mặt của đường xích đạo, ở giữa có một cái kim cắm theo hướng bắc nam. Khi mặt trời di chuyển thì bóng của kim cũng di chuyển trên mặt đĩa có khắc giờ. Đến khoảng đời Chu, Trung Quốc đã phát minh ra "lậu hồ" (bình có lỗ rị) để đo thời gian. Lúc đầu lậu hồ chỉ có
một bình, dưới đáy có lỗ rị. Nước trong bình vơi đến đâu thì biết lúc đó giờ gì. Để việc đo thời gian được chi li hơn, về sau người ta dùng một hệ thống bốn năm bình xếp thành nhiều bậc. Nước từ bình trên cùng nhỏ dần xuống các bình dưới. Trong bình dưới cùng có một cái phao có gắn một thanh tre nhỏ trên đó có khắc giờ. Nước trong bình dâng lên thì thanh tre chỉ giờ cũng dâng lên cao hơn miệng bình, có thể biết được giờ khắc. Cái bình này thường làm bằng đồng nên dụng cụ đo thời gian này gọi là "đồng hồ trích lậu" (cái bình bằng đồng rị nước). Đến đầu thế kỉ XVII, đồng hồ của phương Tây truyền vào Trung Quốc, từ đó loại "đồng hồ nước" mới khơng dùng nữa.
Đời nhà Thương: đã vẽ được bản đồ sao có tới 800 vì sao. Họ đã xác định được chu kì chuyển động gần đúng của 120 vì sao. Từ đó họ đặt ra lịch Can - Chi. Thế kỉ IV
TCN: Can Đức đã ghi chép về hiện tượng vết đen trên Mặt trời. Thế kỉ II: Trương Hành đã chế ra dụng cụ để dự báo động đất. Năm 1230: Quách Thủ Kính (đời Nguyên) đã soạn ra cuốn Thụ thời lịch, xác định một năm có 365,2425 ngày. Đây là một con số rất chính xác so với các nhà thiên văn Châu Âu thế kỉ XIII.