取代元朝的明王朝在天文历法与天文观测方面基本上没有什么创举。奠基于春秋战国，兴起于雄汉盛唐，盛极于宋元的中国古代天文历算已日渐衰微。据明代史书记载，明代采用的《大统历》，实际上就是元代郭守敬等人所订的《授时历》，已沿用了270余年，至成化年以后，预报日月食等天文现象，往往不能应验。唐代列于官学(国子监算学馆)的十部算经，即《周髀》、《九章》、《海岛》、《孙子》、《五曹》、《张丘建》、《夏侯阳》、《五经算》、《缀术》、《辑古》，到明代仅《周髀》一种尚有刻本保存，宋元四大家的数学着作，仅李冶的《测圆海镜》有刻本。明代的人才凋零，在算学方面享有盛誉的顾应祥、唐顺之竟不懂重要的数学方法天元术，顾应祥在他本人的着述《测圆海镜分类释术》中，干脆删除了天元术的有关内容，称“漫无下手之处”。而元代郭守敬等人的着述也丧失殆尽，仅在《元史·历志》中留下了一些简单的记述，郭氏所制天文仪器有许多失传，极其重要的黄赤道坐标变换方法——黄赤相求术等理论几乎无人能理解。明代皇家钦天监的官员，对《大统历》也只知其然而不知其所以然，他们对1629年的日食推测竟整整差了一天。

明代天文学停滞不前乃至倒退的原因是多方面的。最直接的原因是中国传统天文学素有官方色彩，元代以后更是如此。元朝统治者禁止民间习天文，天文书籍不得流传于世，甚至天文官员不得同人交流，以防“泄露天机”。明代统治者对于历算也有极其严格的控制。传教士利马窦1600年赴京途中，所携数学书籍遭没收，他被告知： 不经官方允许而研习数学是要杀头的。另外，学科外部的因素也不容忽视，例如八股取才的制度使人才的兴趣发生了彻底的转移，严重束缚了人的全面发展，导致精英必定是政界的精英，政界的精英义必定是“八股精英”的局面。这样一来，出现历算的全面衰落也就不是什么奇怪的事了。

当然，也不能完全否认明代天文学的局部成就。明朝郑和七次下西洋，留下了一批宝贵的航海天文资料，这些航海星图中标有某一地理位置着名星座的方位、高度等，这恐怕是世界上首次以夜间星辰为航标进行航海。可惜的是，当远航结束后，朝廷竟销毁了部分航海的档案，这些材料本来应记载着从赤道到长江口一带极星的不同高度，这也许是科学上重大进步的契机。另外，许多阿拉伯的天文学知识也在明代传入中国，明代学者贝琳第一次进行了完整的中外恒星对译工作，他的《七政推步》中给出了中外恒星的对照译名表，且标出了具体的星等、黄经、黄纬等。由于阿拉伯天文学与欧洲天文学(尤其是托勒密体系)的渊源较深，贝琳的工作无疑对后来中国人学习西方天文学打下了基础。明代天文观测中也有一些重要的成果，如关于1572年和1604年的超新星爆发的记录和多次有关彗星、流星雨的记载等，都是很宝贵的。

万历年间(1573～1620)，利马窦等传教士来华，传入了欧洲的天文学知识，经徐光启等人的努力，这些成果被部分理解吸收，中国的天文研究才重新活跃起来。但此时天文学的内在理论基础已发生了转化。

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