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中国の天文学は殷王朝にまで遡る長い歴史を持ち、3000年以上にわたって洗練されてきた。古代中国人は紀元前1300年頃から星を識別しており、後に二十八宿に分類される中国の星名は、殷王朝中期に遡る安陽で発掘された甲骨文字に見られる。宿（ xiù ）体系の中核も、武丁王（紀元前1250年～1192年）の時代頃に形成された。[ 1 ]
天体観測の詳細な記録は戦国時代（紀元前4世紀）に始まった。漢時代（紀元前202年～紀元220年）とその後の王朝時代には、星表の出版とともに隆盛を極めた。中国の天文学は赤道天文学であり、周極星の綿密な観測を中心としており、黄道十二星座の日の出と日の入りが基本的な黄道座標系を形成する伝統的な西洋天文学とは異なる原理に基づいていた。[ 2 ]ジョセフ・ニーダムは、古代中国人はイスラム天文学者以前の世界で最も粘り強く正確な天体現象の観測者であったと述べている。[ 3 ]
後漢王朝（西暦25～220年）後の仏教の拡大に伴い、インド天文学のいくつかの要素が中国に伝わりましたが、インド天文学の思想の大部分が取り入れられたのは唐王朝（西暦618～907年）の時代で、この時代には多くのインド人天文学者が中国の首都長安に住み、密教の僧侶で数学者の易興などの中国の学者がインドの体系を習得しました。イスラムの天文学者は元王朝時代に中国の同僚と緊密に協力し、明王朝時代の相対的な衰退期を経て、イエズス会が宣教活動を開始した後、西洋の宇宙論と技術の刺激を受けて天文学は再び活力を取り戻しました。望遠鏡は17世紀にヨーロッパから導入されました。1669年には、フェルディナント・ヴェルビーストの指揮の下、北京天文台は完全に再設計され、設備が改修されました。今日、中国は多くの天文台と独自の宇宙開発計画を持ち、天文学の分野で活発な活動を続けている。
天文学の主要な機能の一つは、時刻の計測でした。中国では太陰太陽暦が用いられていましたが、太陽と月の周期が異なるため、閏月を定期的に挿入する必要がありました。中国の暦は王朝の象徴とみなされていました。王朝が興亡するたびに、それぞれの時代の天文学者や占星術師は、観測に基づいて新しい暦を作成することが多かったのです。
占星術による占いは、天文学の重要な一部でもありました。天文学者たちは、恒星の間に現れる「客星」、通常は超新星や彗星に注目しました。かに星雲を形成した超新星（現在SN 1054として知られています）は、古代中国の天文学者が観測した天文現象の一例です。彗星や超新星といった現象に関する古代の天文学的記録は、現代の天文学研究にも利用されることがあります。
中国人は西洋の影響でこの分野が変わる前に複数の宇宙論モデルを開発しました。[ 5 ]
天空の区分は北斗七星と28宿から始まった。1977年、湖北省遂県の曽侯宜陵から漆箱が発掘された。箱の蓋には28宿の名前が記されており、この分類システムが紀元前433年以前に使用されていたことが証明された。[ 8 ]
月宿は非常に古い起源を持つため、その名称のほとんどの意味は不明瞭になっています。さらに混乱を招いたのは、各月宿の名称がたった一つの中国語の単語で構成されており、その意味が時代によって異なっていた可能性があることです。これらの名称の意味については、現在も議論が続いています。
28の月宿の他に、ほとんどの星座は、中国の戦国時代（紀元前481～221年）の占星術師であった史神府と甘徳の著作に基づいている。西漢時代の歴史家である司馬遷（紀元前145～86年）は、その著書『史記』の中で、90の星座を含む星表を提供している。[ 9 ]東漢時代の博学者であり科学者、発明家でもある張衡（西暦78～139年）は、西暦120年に124の星座を記録した星表を出版した。[ 10 ]明王朝末期、農学者で数学者の徐光啓（1562年～1633年）は、同僚のイタリア人イエズス会士マテオ・リッチが紹介した西洋世界の星表に基づいて、天の南極付近に23の星座を追加した。
紀元前4世紀、星表に記された最も初期の情報を作成した2人の中国の天文学者は、戦国時代の史申と甘徳であった。[ 11 ]
これらの書物は6世紀まで存在していたようですが、その後失われてしまいました。[ 11 ]類似した名前を持つ書物が多数あり、しばしば引用されたり、その名が付けられたりしています。これらのテキストは、彼らによって書かれたオリジナルの目録と混同してはいけません。内容の保存に役立った注目すべき作品には、以下のようなものがあります。
巫咸は議論の的となっている天文学者の一人である。彼はしばしば、贛と史とともに「三大天文学」の一人として挙げられる。[ 16 ]中国の古典『巫咸星経』とその著者については、執筆されたとされる殷王朝時代には存在しなかった12の国名が挙げられているため、いまだに議論が続いている。さらに、中国では過去に著名な学者の著作を偽造することが慣例となっており、これが発見された矛盾の説明につながる可能性がある。巫咸は一般的に、贛と史より何年も前に生きた天文学者として挙げられている。
漢王朝の天文学者で発明家の張衡（78～139 年）は、約2500個の星をカタログ化しただけでなく、100個以上の星座も認識しました。張衡はまた、当時の中国の様々な天文学理論をまとめた『霊賢』を出版しました。続く三国時代（220～280 年）には、陳卓が先人たちの業績を統合し、別の星表を作成しました。この時には、283の星座と1464個の星がリストされました。元王朝（1279 ～1368年）の天文学者郭守晋は、数千個の星を収録したとされる新しい星表を作成しました。残念ながら、郭守晋の著作を含め、当時の多くの文書が失われてしまいました。『儀象考成』は1757年に出版され、正確には3083個の星が収録されています。
中国人は過去数世紀にわたり、数多くの星図を描いてきた。陶器や古代の工芸品も星図とみなせるため、どれが最も古い星図であるかは議論の余地がある。現存する最古の印刷された星図の一つは、蘇宋（1020～1101 年）が1092年に著した天体図で、彼の時計塔に関する時計 論書に収録されている。おそらく最も有名なのは、甘粛省敦煌で発見された敦煌星図だろう。1907年にイギリスの考古学者マーク・オーレル・スタインによって発見されたこの星図は、ロンドンの大英博物館に収蔵された。紙に描かれたこの星図は、1350個以上の星を含む全天を表している。古代バビロニア人やギリシャ人も天空を観測し、星を記録していたが、このような完全な星の記録は存在しなかったり、現存しなかったりする。したがって、これが現在知られている最古の星図である。
近年の研究によると、この地図は写本の年代を西暦7世紀（唐の時代）まで遡る可能性がある。学者たちは、この星図は西暦705年から710年、唐の中宗皇帝 の治世に遡ると考えている。当時観測に基づいていなかったものの、毎月の太陽の空における動きを記述した文献（月令）もいくつか存在する。
中国の天文学者は紀元前750年から1600件の日食と月食の観測を記録した。[ 17 ]古代中国の天文学者、施申（紀元前4世紀に活躍）は、月と太陽の相対的な位置関係を利用して日食を予測する方法を著作の中で説明しており、日食における月の位置関係を認識していた。[ 18 ]月の光は太陽の光の反射に過ぎないという放射影響説は、数学者で音楽理論家の景方（紀元前78～37 年）によって支持されたが、中国の哲学者、王崇（紀元27～97 年）はこれに反対し、著作の中でこの説は新しいものではないと明言した。[ 19 ]景方は次のように書いている。
月と惑星は陰であり、形はあるものの光を持たない。太陽が照らすときだけ光を受ける。昔の賢者たちは太陽をクロスボウの弾丸のように丸いと考え、月は鏡のような性質を持つと考えていた。中には月を球体と認識していた者もいた。太陽が照らす月の部分は明るく見え、照らさない部分は暗いままである。[ 20 ]
古代ギリシャ人もこのことを知っていた。パルメニデスとアリストテレスは、月が反射光によって輝くという理論を支持していたからである。[ 20 ]中国の天文学者で発明家の張衡（西暦78～139年）は、西暦120年に出版された『霊憲』の中で、日食と月食の 両方について記述している。
太陽は火のようで、月は水のようである。火は光を発し、水はそれを反射する。したがって、月の明るさは太陽の輝きから生じ、月の暗さ（ぼ）は太陽の光が遮られる（ぴ）ことによる。太陽に面している側は完全に照らされ、太陽から遠い側は暗い。惑星（月も同様）は水の性質を持ち、光を反射する。太陽から降り注ぐ光（唐日志中光）は、地球自体の遮蔽（ぴ）のために必ずしも月に届くとは限らない。これを「掩」、すなわち月食と呼ぶ。惑星で（同様の効果が）起こると（それを）掩蔽（星維）と呼び、月が（太陽の経路を）横切る（坎）と日食（日）が起こる。[ 21 ]
後宋代の科学者、沈括（1031年～1095年）は、月食と日食のモデルを用いて、天体が平らではなく丸いことを証明した。これは、漢代の荊方をはじめとする理論家たちの推論を発展させたものであった。沈括は1088年の著書『夢潝論』の中で、天文台の所長との会話を記している。所長は沈括に、太陽と月の形は球のように丸いのか、扇のように平らなのかと尋ねた。沈括は前者であるとする自身の推論を次のように説明した。
もしそれらが球体のようなものなら、出会ったときに必ず互いの邪魔になるだろう。私は、これらの天体は確かに球体のようなものだと答えた。どうしてそれが分かるのか？月の満ち欠けによって分かるのだ。月自体は光を発しないが、銀色の球体のようである。光は太陽の光（反射）である。最初に明るく見えるとき、太陽（の光）はほぼすぐそばを通るので、側面だけが照らされて三日月のように見える。太陽が徐々に遠ざかるにつれて、光は斜めに輝き、月は弾丸のように丸く満ちる。球体の半分を（白い）粉で覆って横から見ると、覆われた部分は三日月のように見える。正面から見ると丸く見える。このようにして、天体は球形であることが分かる。[ 22 ]
彼が沈括に、月が一回合と衝になるのに、日食はなぜたまにしか起こらないのかと尋ねたところ、沈括は次のように答えた。
私は、黄道と月の軌道は、互いに重なり合っているが、わずかに離れている2つの環のようなものだと答えた。（もしこの傾斜が存在しないならば）太陽と月が合のときには必ず日食が起こり、月と月が正反対のときには必ず日食が起こるだろう。しかし（実際には）たとえ同じ度数を占めていても、2つの軌道は（常に）近いわけではないので、当然ながら、天体は互いに（干渉）しない。[ 22 ]
中国における天球儀の最も初期の開発は紀元前1世紀に遡り[ 23 ]、原始的な単環式天球儀を備えていた。これにより、北極距離（去極度、中国語で赤緯）と位置を示す測定値（入宿度、中国語で赤経）を測定することができたと考えられる[ 24 ] 。
西漢時代（ 紀元前202年～紀元9年）には 、天文学者の洛夏閎、鮮于妄人、耿寿昌によるさらなる発展により、天球儀は初期の進化段階においてその利用が進展した。 紀元前52年、天文学者の耿寿昌が天球儀に固定された赤道環を導入した。[ 24 ]その後の東漢時代（紀元23年～220 年）には、天文学者の傅安と賈奎が紀元84年までに楕円環を追加した 。[ 24 ]有名な政治家、天文学者、発明家の張衡（ 紀元78年～139年）により、天球儀は 地平線環と子午線環を備え、紀元125年に完全に完成した。[ 24 ]世界初の水力式（つまり水力駆動式）天球儀は張恒によって作られ、彼は流入式水時計を使ってそれを動かした（詳細は張恒の記事を参照）。
1276年に著名な天文学者郭守敬によって設計されたこの天球儀は 、当時の天球儀に見られたほとんどの問題を解決しました。短縮型天球儀の主要構造は、互いに垂直な2つの大きな環からなり、そのうちの1つは赤道面に平行で「赤道環」と呼ばれ、もう1つは赤道環の中心に垂直で金属製の軸の周りを回転する二重環で、「赤経二重環」と呼ばれます。二重環には十字線付きの照準管が内蔵されています。観測時には、天文学者は照準管で星を狙い、赤道環と赤経二重環の目盛りを観察することで星の位置を解読しました。1715年に外国人宣教師によってこの天球儀は溶かされてしまいました 。現存するものは1437年に作られ 、現在のドイツに運ばれました。1900年、八カ国同盟の時代にフランス大使館に保管された。国際社会の強い反発を受け、ドイツは中国に返還した。1933年、紫金山天文台に設置されたことで、日本軍の中国侵略による破壊を免れた。1980年代には、天文台は深刻な腐食と錆に見舞われ、ほぼ全壊状態となった。南京市政府は、この天文台を修復するために11ヶ月を費やした。
星図の他に、中国人は星図のように星の位置を示し、特定の時刻の空の様子を表す天球儀も作りました。中国語名のため、渾象と渾儀というたった一語の違いしかない天球儀と混同されることがよくあります。記録によると、最初の天球儀は 紀元前70年から紀元前50年の間に耿壽昌によって作られました 。明代の天球儀は、28の宿、天の赤道、黄道を示す巨大な球体でした。それらはどれも現存していません。
清朝時代には、天球儀は「天体儀」と呼ばれていました。北京古天文台にある天球儀は、ベルギー人宣教師フェルディナント・ヴェルビースト（南懷仁）によって1673年に製作されました。他の中国の天球儀とは異なり、古代中国の標準である365.24度ではなく、360度 を採用しています。また、天の南極付近の星座を示した最初の中国の天球儀でもあります。
水力式天球儀の発明者は、漢王朝の張衡（ 西暦78年～139年）である。張衡は機械歯車の優れた応用で知られており、これは彼の最も印象的な発明の一つである（数百マイル離れた場所で発生した地震の震源方向を検知する地震計も彼の発明の一つである）。
蘇頌とその同僚によって1086 年に着工され、1092年に完成した 彼の巨大な天文時計塔は、渾儀、渾象、そして機械式クロノグラフを備えていました。脱進機と、現存する最古のチェーン駆動機構によって作動していました。しかし、35年後の1127年、侵攻してきた女真族の軍隊が開封 の都を占領した際に、この塔は解体されました。渾儀の部分は北京に運ばれましたが、塔は蘇頌の息子でさえも完全に再建することはできませんでした。幸いなことに、時計塔について書かれた蘇頌の論文の2つの版が時代を超えて残っているため、中世の文献を通して彼の天文時計塔を研究することが可能になっています。
博学な中国の科学者、沈括（1031年～1095年）は、歴史上初めて磁針コンパスを記述しただけでなく、航海に利用できる北極星と真北の間の距離をより正確に測定しました。沈括は、同僚の魏普とともに毎晩天体観測を行い、北極星を無期限に観測できるように固定できる、改良された広い観測管を使用しました。北極星に加えて、沈括と魏普は5年間連続して毎晩天体観測を行うプロジェクトも立ち上げました。これは、後にヨーロッパのティコ・ブラーエの研究に匹敵するほどの集中的な作業でした。沈括と魏普はこのプロジェクトのために星図上に惑星の正確な座標を記録し、逆行運動を含む惑星運動の理論を構築しました。
仏教が中国に伝来したのは後漢時代で、インドの天文学書の翻訳は三国時代（西暦220～265年）までに中国に伝わった。しかし、インドの天文学が最も詳細に取り入れられたのは唐時代（西暦618～907年）になってからで、この時代には易興 など多くの中国の学者が両方の天文学に精通していた。インド天文学の体系は『九之礼』（西暦718年）として中国に記録されており、その著者は瞿潘西達という名のインド人であった。[ 25 ]
インドの天文学者で数学者のアーリヤバタによる正弦表は、唐の時代、西暦718年に編纂された中国の天文学および数学の書物『開元占星術』に翻訳された。[ 15 ]『開元占星術』は、長安生まれで、もともとインド出身の家系である天文学者で占星術師のガウタマ・シッダによって編纂された。彼はまた、ナヴァグラハ暦を中国語に翻訳したことでも知られている。
以下の作品の中国語訳は、『隋書』（隋王朝の公式史書、7世紀）に記載されている。
これらの翻訳は失われているが、他の資料にも記載されている。[ 26 ]
イスラム教が中国の天文学に与えた影響は、宋の時代に初めて記録された。当時、回族のイスラム教徒の天文学者である馬一沢が1週間を7日とする概念を導入し、その他の貢献も行った。[ 27 ]
モンゴル帝国とその後の元王朝時代には、イスラムの天文学者が暦の作成と天文学の研究のために中国に連れてこられた。[ 28 ] [ 29 ]中国の学者、野呂楚才は1210年にチンギス・ハンに同行してペルシャに行き、モンゴル帝国で使用するためにペルシャの暦を研究した。[ 29 ]フビライ・ハンは天文台と天文学研究機関を建設するためにイラン人を北京に連れてきた。 [ 28 ]
数人の中国人天文学者が、ペルシャのフレグ・ハンの庇護の下、1259年にナスィール・アルディン・アルトゥースィーによって設立されたマラゲ天文台で働いていた。 [ 30 ]これらの中国人天文学者の一人が傅夢池、または傅メザイであった。[ 31 ]
1267年、以前マラガ天文台で働いていたペルシャの天文学者ジャマル・アッディンは、地球儀や天球儀[ 32 ]を含む7つのペルシャの天文観測機器と、後に中国で万年暦（「万年暦」または「永遠の暦」）として知られる天文暦をフビライ・ハンに贈呈した。彼は中国では「ジャマ・ルーディン」として知られ、1271年に[ 31 ]ハンによって北京のイスラム天文台の初代所長に任命された[ 30 ] 。この天文台はイスラム天文局として知られ、中国天文局と並行して4世紀にわたって運営された。イスラム天文学は、当時中国の天文学には存在しなかった惑星緯度理論と、日食の正確な予測により、中国で高い評価を得た。 [ 31 ]
中国の著名な天文学者郭守靖がその後まもなく製作した天文観測機器の中には、マラゲで製作された観測機器の様式に似ているものがある。[ 30 ]特に、高城天文台の「簡略化された観測機器」（簡儀）と大きな日時計には、イスラムの影響の痕跡が見られる。[ 33 ] 1281年に守司暦を編纂する際、守靖の球面三角法の研究も、クビライの宮廷で広く受け入れられていたイスラム数学の影響を部分的に受けていた可能性がある。 [ 34 ]これらの影響の可能性としては、赤道座標と黄道座標の変換のための擬似幾何学的方法、基礎となるパラメータにおける小数の体系的な使用、惑星運動の不規則性の計算における3次補間法の適用などが挙げられる。[ 33 ]明王朝（1328～1398年）の太祖（在位1368～1398年）は、即位元年（1368年）に、旧モンゴル元朝の北京の天文機関から漢人および非漢人の占星術専門家を南京に徴用し、新設された国立天文台の役人とした。同年、明朝政府は初めて天文官を元朝の首都から南へ召集した。その数は14人であった。太祖は観測と計算の方法の精度を高めるため、漢暦と回暦という並行する暦体系の採用を強化した。その後数年間、明朝は数人の回人占星術師を官立天文台の高位に任命した。彼らはイスラム天文学に関する多くの書物を著し、イスラム体系に基づいた天文機器も製造した。 1383年に、重要な2つの著作、Zij（1366年）とal-Madkhal fi Sina'at Ahkam al-Nujum（占星術入門、1004年）の中国語訳が完成した。1384年には、多目的イスラム機器の製作手順に基づいて、星を観測するための中国式アストロラーベが作られた。1385年には、この装置が南京北部の丘に設置された。1384年頃、明王朝の朱元璋皇帝は、中国語訳と編纂を命じた。イスラム天文表は、イスラム教徒の天文学者マシャイヘイと中国の学者官僚である呉伯宗によって作成された。これらの表は「回回暦法」（イスラム暦天文学体系）として知られるようになり、18世紀初頭まで中国で何度も出版されたが、清朝は1659年に中国イスラム天文学の伝統を公式に放棄した。[ 35 ] [ 36 ] [ 37 ]イスラム教徒の天文学者楊光賢は、イエズス会の天文学に対する攻撃で知られていた。
近世ヨーロッパの科学は、16世紀後半から17世紀初頭にかけて、イエズス会の司祭である天文学者たちが宣教活動の一環として中国にもたらした。
望遠鏡は17世紀初頭に中国に伝来した。望遠鏡が中国語の文献に初めて登場したのは、 1615年に『天文録』を著したマヌエル・ディアス（楊曼諾）である。 [ 38 ] 1626年には、ヨハン・アダム・シャル・フォン・ベル（唐若旺）が望遠鏡に関する中国語の論文『遠景説』を出版した。[ 39 ]明王朝の崇禎帝（在位1627年～1644年）は、明王朝崩壊の10年前の1634年に、ヨハネス・テレンティウス（またはヨハン・シュレック、鄧玉漢）の望遠鏡を入手した。[ 38 ]しかし、中国の天文学への影響は限定的であった。
16 世紀と 17 世紀のイエズス会中国宣教団は、当時革命の真っ只中にあった西洋天文学を中国に、そしてジョアン・ロドリゲスがチョン・ドゥウォンに贈った贈り物を通して朝鮮にももたらした。17世紀初頭のガリレオ事件の後、ローマ カトリックのイエズス会は、ヨーロッパの天文学では標準になりつつあったにもかかわらず、コペルニクスとその追随者たちの太陽中心説を無視し、地動説に従うことを求められた。 [ 40 ]そのため、イエズス会は当初、中国のホストと地球中心の、大部分がコペルニクス以前の天文学（つまり、ヘレニズム時代のプトレマイオス・アリストテレス的見解）を共有していた。[ 40 ]イエズス会（ジャコモ・ローなど）は後に、ティコの地動太陽中心モデルを標準的な宇宙論モデルとして導入した。[ 41 ]中国人はこれにも根本的に反対することが多かった。なぜなら、中国人は長い間（玄野の古代の教義から）天体は無限の空間の虚空に浮かんでいると信じていたからである。[ 40 ]これは、空空ではなく天体の間に空気の塊があるというアリストテレスの同心円状の固体の結晶球の見方と矛盾していた。[ 40 ]
もちろん、コペルニクス、ガリレオ、ティコ・ブラーエの見解は最終的にヨーロッパの科学で勝利を収め、これらの考えは、当初イエズス会士が抑制しようとしたにもかかわらず、徐々に中国に浸透していきました。1627年、ポーランドのイエズス会士ミハエル・ボイム（ブ・ミゲ）は、ヨハネス・ケプラーのコペルニクスのルドルフ表を熱心に北京の明朝宮廷に紹介しました。[ 38 ] 1640年にアダム・シャル・フォン・ベルが中国語で書いた西洋天文学の論文では、コペルニクス（ゲバイニ）、ガリレオ（ジアリリュエ）、ティコ・ブラーエ（ディグ）の名前が正式に中国に紹介されました。[ 42 ]また、ニコラス・スモグレツキやヴェンツェスラウス・キルヴィッツァーなど、コペルニクスの理論を支持するイエズス会士も中国にいました。 [ 38 ]しかし、この時期の中国ではコペルニクスの見解は広く普及しておらず、完全に受け入れられていたわけでもなかった。
フェルディナント・アウグスティン・ハラーシュタイン（劉松齢）は、1739年から1774年まで帝国天文局長を務め、世界初の球形アストロラーベを製作した。かつての北京天文台（現在は博物館）には、ハラーシュタインの指揮のもと製作された回転環付きの天球儀が今も展示されており、最も著名な天文観測機器とされている。
江戸時代の日本では、オランダ人は1725年に中根源慶が率いる日本初の近代的な天文台の設立を支援し、天文台はコペルニクスの天文学説を全面的に受け入れた。[ 43 ]対照的に、コペルニクスの天文学説は、ジョセフ・エドキンス、アレックス・ワイリー、ジョン・フライヤーなどのプロテスタント宣教師によって19世紀初頭まで中国の主流派には受け入れられなかった。[ 43 ]
中国の明王朝は1368年から1644年まで続き、天文学の発展は衰退した。この時代の天文学者の仕事は、発見よりも天文学の活用に重点が置かれるようになった。天文学者は二つの天文局に所属し、両局とも設立以来、長年にわたって多くの変遷を経た。天文学者の職業は世襲制であり、その厳格さと高度な知能が求められるため、天文学者の子弟は他の職業に就くことを禁じられていた。
明朝への移行期には、天文学における二大機関は、紀元前 3 世紀に設立された伝統中国天文局 (太時天文とも呼ばれる) [ 44 ]と、モンゴル人が以前に設立したイスラム天文局 (会会天文とも呼ばれる) [ 45 ]であった。両部門は協力して活動していたが、1370 年にイスラム天文局が伝統中国天文局に吸収された[ 45 ] 。合併が行われた際、新しい局の全体名称は秦天文となった [ 45 ]。新たな労働者の流入に対応するため、職業内の階級制度も変更された。局長 1 名、副局長 2 名、登録官 1 名、季節ごとの主任 4 名が続いた。その後、主任天文官 8 名、主任占い師 5 名、水時計主任 2 名、観測者 3 名が続いた。それに続いて、暦官2名、日の出観測者8名、クレプシドラ教授6名が続いた。[ 46 ]
明朝中国で天文学者が果たした役割には、暦の作成、皇帝への異常の報告、儀式の司会などがあった。[ 47 ]暦の作成者であり、天体を理解する者として、天文局は軍事パレード、結婚式、建設などさまざまな行事に吉日や良い日を決定した。[ 47 ]天文学者はまた、天文学を用いて帝国内の侵略や危険な時期を予測した。[ 48 ]しかし、記録によると、天文局が行った仕事の大部分は、単に星や惑星の動きを記録することだった。[ 49 ]
各役職の具体的な仕事内容については、五機関の最高責任者が暦担当者や天文学者とともに暦と季節の時期を定めます。ただし、最高天文学者は太陽、月、惑星の位置を観測し、異常と思われるものについてメモを取ります。最高占い師は天文学的な異常の分析を専門としています。最高クレプシドラ責任者はクレプシドラ教授とともにクレプシドラを管理し、日の出と日の入りの時刻を日の出アナウンサーに伝えます。[ 48 ]
天文局は礼部と密接に連携していた。天文局は毎月の条例、惑星や天体の位置、暦における季節ごとの記録を礼部に提出していた。[ 47 ]礼部はまた、天文学者の子供たちの将来の職業訓練を支援し、場合によっては外部の人材を選抜するのに協力したが、これらの候補者をどこから選抜したかは明示しなかった。[ 48 ]天文局は天皇とも密接な連絡を取り合っており、天皇は天文局から礼部に送られた報告書をしばしば読んでいた。[ 47 ]
天文学者になることは世襲の職業であり、局に雇用された者は他の職業に転身できないため、学生は礼部によって非常に若い頃から訓練を受けた。[ 48 ]しかし、局で労働者が不足すると、礼部は適任の学生を探し出し、試用期間を設けて訓練を行った。[ 48 ]暦の記録は儒教の学者を大いに惹きつけ、この分野、ひいては天文学と占いの分野への関心を広げた。儒教の学生の知識と実用性に対する深い欲求が、これらの仕事を学者たちにとって魅力的なものにした。[ 50 ]天文学は、物理世界とより大きな意味合いを融合させたため魅力的だった。しかし、天文学は「小道」の一部と考えられており、これは儒教の学者が最初は興味深いものの、最終的には彼らを苦しめる可能性のある分野を研究することを思いとどまらせようとする試みで使用された称号である。[ 51 ]
局内では、給与は階級によって決定された。1392年に定められた通り、最高位の局長には月16ピクルの米が支給された。副局長と五機関の長には月10ピクル、天文学者には月7ピクル、登録官と主任占い師には月6.5ピクルが支給された。水時計の長には月6ピクル、暦官と観測者には月5.5ピクルが支給された。最も低い給与水準は日の出観測者と水時計教授で、月5ピクルであった。[ 47 ]
この記念碑は、天文学者たちが異常の記録係として利用した。天体は統治者の行動の影響を示すものだからである。当初は、各寄稿者が個別に署名していたが、最終的には天文局の公式印章に置き換えられた。[ 52 ]
皇帝の天文台は観測を行うための台座でした。最初は南京のすぐ南に位置していましたが、後に集明山市に移されました。しかし、1402年には首都北京に別の台座が作られました。[ 53 ]
天球儀には、天球を表す3組の環があります。最初のグループには、固定された子午線環、地平線環、赤道環があります。2番目のグループには、一体となって回転する黄道環、至点環、春分環があります。内側のグループには、天の極の周りを移動する1つの子午線環があります。これらによって、天文学者は天体を視界内に捉え、距離を判断できます。[ 54 ]
簡略化されたこの機器は、天球儀と非常によく似た目的を果たしますが、部品点数が少なくなっています。座標が2組しかないため、この機器は天球儀よりも広い範囲と広い視野を持っています。[ 54 ]
元日時計は、太陽の位置を測定するために使用された影投影式の計器です。しかし、あまり正確ではないようです。この計器の重要な点は、南北子午線に沿って配置されていたため、現地の正午を示すことができたことです。1392年の公式計器リストには含まれていませんでしたが、1437年に黄甫仲和によってリストに加えられました。これは、実用性よりも、その背後にある独創性によるものと考えられます。[ 55 ]
水時計は、天文学者にとって最も普及していた計時装置でした。水時計は、公式の国家計時装置としても使用されていました。天文局は3室式取水装置を備えた水時計を使用していましたが、南京に水時計があったという記録はありません。天文局が北京に移転してから、公式の水時計室が観察されるようになりました。[ 56 ]
天文学が政治においてイデオロギー的に重要な意味を持ち、観測機器の精度が低かったため、多くの人々は観測結果が偽物だと信じていた。[ 57 ]賄賂の受け取り、窃盗、時間厳守を怠るなど、その他の汚職も記録されている。[ 58 ]このため、天文学者が汚職に関与していることが判明した場合、厳罰が科せられる方針が取られた。罰則には、解雇、給与の剥奪、さらには暴行などが含まれていた。[ 58 ]
