交食
目前保留的最早的天象记录集中在对交食的观测，事实上，其他文明古国的早期交食记录也根本无法与中国的相比，即使把公元前331年亚历山大征服巴比伦后携回希腊的巴比伦天象记录抄本计算在内，中国的记录也至少比它早四百年，况且那些抄本在托勒密时代以后便全部散佚了。
商代甲骨文中的日月食记录，把中国古人对这些天象的观测历史上溯到了公元前13世纪，根据真实的卜辞材料，可以考证出发生在商王武丁时期的五次月食和祖甲时代的一次日食。这六条交食记录分见于商代的两个不同的天文学派的卜辞之中，两个学派在观测内容和记录方式上都存在着明显差异。考虑到战国时期多种天文学派的并存，商代的这种情况便不难理解。经考定，这六次交食发生的准确时间是：
乙酉月食公元前1227年5月31日全食庚申月食公元前1218年11月15日偏食癸未月食公元前1201年7月11日偏食甲午月食公元前1198年11月4日偏食壬申月食公元前1189年10月25日偏食乙巳日食公元前1161年10月31日偏食商代的交食记录所揭示的内容比我们期望的更广泛，从表示交食的古“食”字可以看出，中国古人认为日、月食是日、月被天狗慢慢吃掉的想法已经形成。不过商代的另一派天文家则用“哉”(蚀)字表示交食，把它看作是一种日月有所亏伤的自然现象，这种观念比之使用“食”字的占星家无疑进步得多。有的学者认为，“蚀”对于表示交食周期可能是一种比较准确的术语，这显然是一种误解。“食”与“蚀”称为日、月食具有浓厚的传统色彩，甚至在对交食理论有了相当深刻认识的今天，人们仍未放弃使用这两个字。
尽管我们还不清楚商代人对日全食是如何描述的，但是“闻”(昏)字却是他们用来表示月全食的技术名词。由于月全食发生时，月球被地影完全遮蔽，月面变暗，呈红铜色，因此“闻”(昏)只能算是一种形象的表示法，还远谈不上确切，所以西周以后便弃而不用了。《春秋》经中载有公元前720年以后发生的37次日食，已开始用“既”字表示全食，比“昏”字更为准确。汉代以后不仅依然沿用这个术语，同时也已注意到对偏食的描述，出现了“几尽”(几乎全食)、“不尽如钩”
(新月形)之类的观测记录，甚至还有像“三分”
(十分之三)那样比较科学的食分描述。当时的交食记录比前期更为全面，除食分之外，还普遍涉及了交食持续对间、起讫时间、交食的日月位置和日食初亏所起的方向等许多内容，而且大部分内容都已相当精确。
古人研究交食时常常遇到很多困难，如果月球轨道与黄道完全重合，那么问题则会简单得多，人们将在每一个朔日都会看到日食，而在每一望日也都会看到月食，然而事实并非如此。由于月道与黄道相交有一个交角，因此，即使日月的黄道度数相同，但只要它们离月道与黄道的交点——黄白交点——有足够远的距离，日食就不可能发生，只有当日月离交点在一定的距离之内发生朔，才会发生日食。月食的情况也与此相仿。于是古人摸索出了许多任意定的周期，用来预报交食的大概日期，这样的周期就是交食周期。交食周期是交食重复出现的时间间隔，因为地、日、月的运动具有一定规律，在经过一个周期之后，三者又回到原来的相对位置上，交食便会重新出现。巴比伦人曾在公元前7世纪发明了以223个朔望月(18年又11日)为长度的着名的沙罗周期，致使希腊人利用它成功地预报了公元前585年的日食，而中国古人在这方面的成就则更为辉煌。
商代人已能运用自己的方法近于正确地进行交食预报，发生于祖甲王时期的乙巳日食清楚地让明了这一点，作为世界上第一次对日食的成功预报，这次记录是当之无愧的。商代人把这次日食称为“日夕有食”，意思是夜晚发生的日食，而当他们真正看到这次日食的时候，正是黎明时分带食初升的太阳，日食已经临近结束。这次日食预报的准确性表现在日食时间和见食地点两个方面，根据预卜记录的研究可以知道，商人完成这样的预报所采用的应是一种长度为54年的周期，这个周期比巴比伦人创立的沙罗周期的三倍长度要短些。不过从另一方面考虑，因为在经过三个沙罗周期之后，日食将会在大致相同的地点重复出现，所以商人对见食地点的成功预报，或许暗示着他们也已懂得了近于一个沙罗周的18年的周期。
汉代以后，对交食周期的讨论有很多意见，公元前7年的《三统历》确定了135个朔望月的周期，接着王充提出了41个朔望月的周期，到唐代《五经历》(公元762年)，则得到358个朔望月的周期，相当精密。这个周期在19世纪才被美国人纽康独立提出，不过那已是一千多年以后的事情了。
早期交食的另一次重要记录保存在西周幽王时期的一篇诗作之中。《诗经·十月之交》写道：
十月之交，朔月辛卯，日有食之。亦孔之丑。
彼月而食，则维其常；此日而食，于何不臧。
这是一次对月日频食的完整记录，据考证，月食和日食分别发生在公元前776年的8月21日和9月6日，相当于周历的九月望日和十月朔日。这一年恰逢周幽王六年。
《诗经》第一次建立起了日食与朔日的联系，这种联系在商代显然并不存在，当时的人大概认为，日食在一月之内的任何一天都有可能发生，这意味着他们距离正确地解释交食原理还相差很远。其实，商人的这种落后认识与他们已能掌握日食周期的事实并不矛盾，毫无疑问，这样的一般道理远远不像总结日食周期那样仅仅依靠观测交食就能取得，在古人懂得交食原理之前，获得这样的一般概念是不能想象的。巴比伦的情况与此非常相似，同今天我们的理解恰好相反，他们认为，除朔日和望日之外，日食在一月之中的其他日子都可能发生，而在得出这种认识的同时，他们却已掌握了223个朔望月的沙罗周期。
至迟到战国时期，对于交食原理的认识已经完全形成了，石申曾经指出，月亮有时离开了黄道而“乍南乍北”，它与太阳相“交”于月初的朔日或月终的晦日，因此他教人们根据月亮与太阳的相对位置去预报日食。西汉的刘向也已认识到，日食乃是由月亮遮蔽的结果。但令人不解的是，东汉的着名思想家王充(27～100年)却对这些正确见解采取了几乎是彻底批判的态度，不过我们在他的名着《论衡》中可以发现，正确的交食理论在西汉以前显然已经相当普及了。与王充约略同时的张衡在《灵宪》中则对日月食原理做了十分准确而完整的阐述，这可以看作中国古代交食理论最终定型的重要标志。
《春秋》经以后的历代史书都把日月食作为一项重要天象加以记录，从而使有关资料得到了系统而完整的存留。据统计，从春秋到清代，日食记录已逾千次，月食记录达九百余次。随着中国天文学的不断发展，古代交食观测的精度日臻精密，交食的预报及历法推算都逐渐得到了完善。
四象探秘
我们在前面对二十八宿的讨论中，曾初步涉及了四象的概念，事实上，它是与二十八宿相伴而生的中国传统天文学的重要内容。按照比较通行的解释，四象表现为由五种动物组成的四组灵兽，它们以具有四种不同的颜色及分别代表四个不同的方位，而形成与二十八宿的固定对应关系，这种关系就是东宫苍龙、西宫白虎、南宫朱雀和北宫玄武。
很明显，完善的四象体系由于作为天官体系中四个象限宫的象征，因此其分配二十八宿的结果并不像表面看到的那样体现为赤道星座辖度的差异，而在于平均分配二十八宿。
种种迹象显示，四象的演进过程十分复杂，大致经历了起源、发展、转化、定型四个时期。而最终出现的四象与二十八宿配属的完整形式，恐怕不会比秦汉更早。准确地说，由于我们在公元前9世纪初叶至7世纪中叶的遗物中已经找到了原始的四象体系，因此四象的转化与定型只能在此之后到西汉的某一时期。
关于四灵匹配天象的由来，目前还有争议，有些学者把它看作是原始部落的图腾遗迹，而另一些人则认为，它可能与那些星宿昏中时所代表的季节特征有关，譬如当南宫七宿在黄昏位于中天时正值春季，而鸟恰恰可以作为春天的象征。我们认为，四象的产生以及它所具有的天文学含义，来源于早期人类对于象的概念的普遍重视。我们曾经说过，古人观测星象与今天有所不同，他们并不仅仅为了简单地记忆某一颗星，而更重视观测由某些星组成的象，这些星最终被连接起来，形成各种常见的罂案。因为就天文本身的古老含义而言，天史也就是天象，这里“文”与“纹”是同一字的不同写法。
所以，四象虽然名义上以四组动物的形象存在，其实只是众多星象构成的四组动物形象而已。下面我们就来讨论一下四象的发生、演变以及它们与二十八宿的关系。
五星连珠
太阳系中的九大行星现在已为人们所熟知，但是在天文望远镜和现代物理学理论产生之前，人们用肉眼能够看到的行星却只有五颗(另一颗则是我们自己居住的地球)。五星的总称叫作“五纬”或“五步”，这个术语至少在战国文献中已经出现，并且被一直沿用了下来。
行星运动
也许我们已经没有必要纠缠五大行星在东西方是谁最先认识的，因为它们的特点异常鲜明，这使古人对它们的观测十分容易。首先，五大行星都很明亮，金星、木星、火星的亮度都高于夜空中最亮的恒星——天狼星，水星和土星虽稍逊一筹，但也比一般的一等星要明亮。此外，行星与恒星相比，它们在天空中的相对位置经常发生明显的改变。这些特点在很早的时候就已引起人们的注意，而且至少使中国人很自然地将它与占星术联系了起来，在客观上，这促使他们对行星运动进行了长期不懈的观测研究。
五星在中国分别与五行相配而称为金星、木星、水星、火星和土星，然而在这种形式出现之前则还存在另外一套更为古老的名称，这就是太自、岁星、辰星、荧惑和镇星。人们对岁星的认识可能最早，商代的甲骨文中经常出现祭岁的卜辞，这里的“岁”，有人理解为即指岁星。木星之所以称为岁星，来源于它具有行移一周天需用十二年的恒星周期，换句话说，木星每年在星空间行移十二次中的一次(30度)，这个天象恰可以用来作为纪年的标志，显然这可使古人将称年为岁的习俗很自然地移用于木星。
其他4颗行星的命名也很有趣，古人称火星为荧惑，是因为它荧荧如火，而且荧惑的光度变化很大，运行的形态错综复杂，足以使人迷惑；水星距离太阳最近，不足30度，也就是不会超过一辰，所以又有辰星的名称；金星又叫太白，这显然因为它是全天中最亮的星，不过它在早晚不同的时间出现，又具有不同的别名，古人把黎明前出现于东方的金星叫作启明，而黄昏出现在西方的时候则叫长庚；镇星指土星，古人测得它28年周天一次，这恰好与二十八宿可以相互配合，土星在二十八宿中一年行移一宿，好豫镇守二十八宿一样。这些名称主要来自于古人对这些行星的直观观测。
行星的运动虽然十分复杂，但是我们现在能够见到的行星记录却将几乎所有的变化特征都包容了一。行星自西向东的视运动称为“顺”或“进”，自东向西的视运动称为“逆”或“退”，星在某处改变运行方向时保持不动称为“留”，隐而不现称为“伏”，快速的前进称为“疾”或“速行”，格外缓慢的运动叫作“迟行”。行星运行到太阳背后称为“上合”，有时重叠在太阳前面，称为“下合”，当行星处在与太阳和地球相反的方向时，则称为“冲”。“合”和“冲”的概念又要复杂一些，行星有内外之分，处于地球轨道以内的水星、金星是内行星，而在地球轨道以外的火星、木星和土星则是外行星，对内行星而言，只有上合和下合而没有冲，对于外行星则只有“合”而没有下合。
这些术语产生的时代各有不同，西汉初年的帛书《五星占》中已经出现对行星运动的不同速度的描写，其中对于金星的第一次“顺行”给出了先缓后疾两个不同速度，对第二次“顺行”给出了先疾、益徐、有益徐三个不同速度，都基本符合事实。《五星占》同时对于“留”与“逆行”也作了明确的描述。“合”的现象不能看到，所以这一概念的产生稍晚一些，在东汉《四分历》中才正式出现。然而外行星位于“冲”的位置时距地球最近，也最明亮，极易观测，但是“冲”的概念却迟至宋代周琮的《明天历》才首次提出，这一点很令人费解。
关于五星的逆行，不仅战国文献中已有记载，司马、迁在《史记》中也有多次描述。不过在相当长的时间内，中国古人似乎更醉心于利用这种天象作为预卜人间祸福吉凶的征兆，而不去设法解释它的原因。尽管司马迁和李淳风早已指出，逆行只是一种有规律的自然现象，但是直到宋代的朱熹才真正正确地认识到，行星逆行不过是由于天体相对速度不同而产生的一种视现象。他提醒历算家们应该明白，所谓逆行运动只是一种表面现象，事实上它们都是向前的顺的运动。
中国古代出现的各种行星运动的术语可以看作是对行星运动的定性描述，这虽只是初步的认识，但却足以显示出古人对于行星的运行特点以及运动轨道所产生的深刻理解。自战国时代起，人们对行星视运动做定量的研究已经开始，行星运动的周期性也逐渐为人们所掌握，这甚至成为古代历法的重要内容。
会合周期
行星从合到合所需的时间叫作“会合周期”。
这个概念在一行的《大衍历》之前是被从行星的晨始见到下一次晨始见的时间间隔取代的。从理论上讲，这可能不会比以合来判定会合周期更精密，然而事实却并非如此。中国的一些古代文献显示了令人惊讶的观测结果，因为至少在战国时代，对于行星会合周期的观测已非常准确，而且到公元7世纪初，所有的会合周期值都达到了相当高的水平。我们把公元前4世纪以后的行星会合周期的多次估计数字比较一下，便会发现当时的天文学显然在日趋精密。