按照中國傳統的“蓋天圖”繪制的星圖，全圖以天球北極為圓心，畫有赤道、黃道與銀河，及恒星1434顆。（上圖）
法國博韋制造廠1720～1730年間生産的挂毯《天文學家》，描繪了清朝康熙皇帝和耶稣會教士一起觀看天文儀器的場景。
畫家阿爾豐斯·穆夏1897年所繪日曆，上有黃道十二宮的圖案。（上圖）
公元前1304～1290年，埃及樂蜀帝王谷，賽托斯一世墓葬中的壁畫。壁畫描繪了古埃及人對于星座的認知。“用夷變夏”的第一個缺口
《易經》有雲：“觀乎天文，以察時變；觀乎人文，以化成天下。”除古希臘外，幾乎所有的古老文明，如埃及、巴比倫、印度、瑪雅和中國等，天文學都是星占學活動的工具。所以在中國古代，“天文”向來由皇家壟斷。在早期，它是王權确立的必要條件，後來則長期成為王權的神聖象征。因此它實際上起着某種“政治巫術”的功能。很長一段時期，“私習天文”是重罪，民間的天文學活動從理論上說是被嚴厲禁止的。帶有黃道十二宮圖案的托勒密地心說示意圖。
古希臘天文學家托勒密是地心說的代表人物。在很長的一段曆史時期，托勒密的地心說體系被天主教會所采納和支持。（上圖）這種壟斷局面直到明代後期才開始被打破。而天文學上激烈的中西之争正是始于明末。在此之前，中國雖已兩度接觸到古希臘天文學：我國唐朝任太史職的印度天文學家瞿晏悉達翻譯《九執曆》和元明之際回曆的傳入；但由于這種傳入是以印度、阿拉伯為媒介的間接傳入，而且當時中國天文學仍處于世界先進水平，所以即使明代在欽天監特設回回科，回曆與《大統曆》參照使用，也未出現過什麼“漢回之争”。
但到明末耶稣會士來華時，西方天文學已發展到很高的階段，相比之下，中國的傳統天文學明顯落後了。明廷決定開局修撰《崇祯曆書》，意味着中國幾千年的傳統曆法将被西洋之法所代替。而曆法在封建社會是王朝統治權的象征，“天朝上國”的“用夷變夏”之路困難重重。
明末來華的耶稣會士從1629年開始，曆五年修成《崇祯曆書》。《崇祯曆書》卷帙龐大，其中“法原”即理論部分，占到全書篇幅的三分之一，系統介紹了西方古典天文學理論和方法，如歐洲古典的幾何模型方法和明确的地圓概念；而且着重闡述了托勒密、哥白尼、第谷三人的思想。
西方天文學發展的根本思路是：在已有的實測資料基礎上，以數學方法構造模型，再用演繹方法從模型中預言新的天象；如預言的天象被新的觀測證實，就表明模型成功，否則就修改模型。在現代天體力學、天體物理學興起之前，模型都是幾何模型——從這個意義上說，托勒密、哥白尼、第谷乃至創立行星運動三定律的開普勒，都無不同。
《崇祯曆書》在明末修成之後，争論十年，對決八次，以中法的全面失敗告終，終于使崇祯帝确信西方天文學方法的優越。就在耶稣會士們的“通天捷徑”即将走通之際，卻又遭遇“鼎革”之變。1644年，湯若望在清軍入京之後，立刻決定與清廷合作，他将《崇祯曆書》略作改編，轉獻清廷。在此新舊交替之際，湯若望及時為清人送上一部新的曆法，使之作為新朝“正統”的冠冕和象征，自然很快就得到清廷的接納。《崇祯曆書》的改編本被命名為《西洋新法曆書》，立即刊刻印刷（1645年），通行全國，成為清朝正統的官方天文學——頒行天下的新編民曆封面上印有“欽天監欽奉上傳依西洋新法印造時憲曆日頒行天下”字樣。湯若望本人則被任命為欽天監負責人——任用耶稣會士負責欽天監從此成為清朝的傳統，持續了近二百年之久。
裹糧走千裡，切磋天文學
天文曆法之學在清代風靡一時。上至皇帝，下及布衣，凡知識階層皆以言天文曆法為榮。1682年康熙巡視遼東，夜間宿營時，“他拿出幾年前給他制作的小型星座圖表，依據星的位置說出時刻來。這樣，他便能在其周圍的貴人面前，誇示自己的學問而得意。”又如，1691年8月21日，康熙召見張誠（J.P.Gerbillon），向他學習使用天文環，康熙“雖然弄得滿頭大汗，還是對這個儀器的全部用法進行了實習。他對天文環及半圓儀的準确程度給予了高度評價。”康熙對天文學的興趣和造詣，也許可以說在中國曆代帝王中絕無僅有，但他并不是清代唯一對天文學有興趣的皇帝。雍正也在宴請耶稣會士時“想了解行星聯珠的情況，并就它們的推算提了各種問題”。意大利天文學家伽利略與他的學生維維安尼。伽利略是最早（1609年11月30日）用望遠鏡觀察天體的天文學家，曾用大量觀測數據證明地球環繞太陽旋轉，否定了以托勒密體系為代表的地心說。（上圖）達官貴人也熱衷于談天文曆法。曾國藩晚年在給兒子的信中表示，自己“生平有三恥”，其第一恥竟是：“學問各途，皆略涉其涯涘，獨天文算學，毫無所知，雖恒星五緯亦不識認。”殷殷叮囑兒子：“爾若為克家之子，當思雪此三恥。推步算學，縱難通曉，恒星五緯，辨認尚易……三者皆足彌吾之缺憾矣。”不久又再寫信督促，重申前意。
至于學者，更是談天文曆法成風。《定曆玉衡》的作者張雍敬，為了和大天文學家梅文鼎切磋學問，“裹糧走千裡”，到梅文鼎處相互辯論一年多，包括幾百個問題。最後大部分意見都一緻了，“惟西人地圓如球之說則不合，與梅氏兄弟及汪喬年輩往複辯難，不下三四萬言。”而劉湘則因慕梅文鼎之名，竟至變賣家産，不遠千裡從湖北跑到安徽，成為梅的弟子。後來因幫助梅文鼎完善了行星運動模型而受到梅的贊賞。木制多面體日晷，高19厘米，直徑5厘米，現藏于意大利佛羅倫薩的伽利略博物館。
16世紀的星象觀測與計算工具，形如一本厚重的書籍，上有法國國王亨利二世的徽章。（上圖）“夷夏”之争
歐洲天文學在明末輸入中國，至清初取代了傳統的天文學方法。在此過程中産生中西優劣之争是很自然的。明末有冷守中、魏文魁等人，清初有楊光先，皆力言西法之非，中法之勝。1669年楊光先獲罪可視為這一争論結束的标志。西法的優越性在當時已經得到承認。然而，另一個更大的争論在此之前已經開始，并且成為清代天文學所面臨的主要挑戰。這就是天文學上“用夷變夏”的現實與“用夏變夷”的傳統信念之間的沖突。
按照中國古代的傳統，頒行曆法是一個王朝實施其統治的象征，是一件極神聖的事。中國古人又一貫認為中國在文化上比任何“外夷”都要高明，隻有用中國的文明“教化”、改變異族，即所謂“用夏變夷”，而決不能相反。但清政府頒行《西洋新法曆書》，任用耶稣會士主持欽天監，而許多天文學家也紛紛學習“西法”，則形成了一種不折不扣的“用夷變夏”的局面，這在封建士大夫看來實在是一個嚴重問題。清初就出現了對上述局面直接表示不滿的言論：“曆術之不明，遂使曆官失其職而以殊方異域之人充之，中國何無人甚哉！”“不謂盡堕成憲而專用西法如今日者也！”明清之際，中西優劣之争那樣激烈，顯然也不隻是出于天文學本身的原因。楊光先攻擊西法謬誤，在與南懷仁多次實測檢驗的較量中慘敗後，又轉而宣稱“臣監之曆法乃堯舜相傳之法也，皇上所在之位乃堯舜相傳之位也，皇上所承之統乃堯舜相傳之統也，皇上頒行之曆應用堯舜之曆”。楊光先盡管獲罪去職，但“夷夏”問題造成的理論困境也确實急需擺脫。
擺脫的方法居然頗為巧妙：論證“西學中源”說。這種學說的核心是：斷言西方天文學（和數學）是中國古代“周髀蓋天之學”傳入西方後發展起來的。此說經康熙和許多著名學者大力提倡，影響所及，直至清末。此說用于解決天文學上“用夷變夏”的困境，其思路很明确：既然西方天文學源于中國，它之所以比中法先進，隻是因中國“古法”失傳而在西方反而得到發展之故，那麼現在使用西方天文學就不是“用夷變夏”，而成了“旁搜博采以續千百年之墜緒，亦禮失求諸野之意也”。這套說法雖然通過自我陶醉緩解了理論上的困境，受到了許多士大夫的熱烈歡迎；但這畢竟是建立在虛假基礎之上的，為有識之士所不取。有一場不大為人注意的争論頗能說明這一點。伽利略望遠鏡結構簡單，由一塊凸透鏡和一塊凹透鏡組成，但由于放大倍數和視域的限制，從17世紀中葉起，開普勒望遠鏡在天文觀測中被更普遍地應用。
創作于1700年前後的一幅銅制版畫作品，上面繪有南北天球以及托勒密、哥白尼和第谷這三位天文學家的學說體系示意圖。
位于波蘭托倫的哥白尼像。哥白尼去世後出版的著作《天體運行論》被耶稣會士引進中國。清代經學大家江永在天文學上也有很高造詣，寫了一部專門闡述歐洲古典天文學幾何體系的著作《數學》。梅毂成（号循齋，梅文鼎之孫，“西學中源”說的功臣之一）讀了書稿之後，書贈一聯與江永：殚精已入歐邏室，用夏還思亞聖言。意為江永研究歐洲天文學固已登堂入室，但希望不要忘記“用夏變夷”的古訓，還把孟子的招牌擡了出來。江永體會出“此循齋先生微意，恐永于曆家知後來居上，而志昔人之勞；又恐永主張西學太過，欲以中夏羲和之道為主也”。這裡的“後來居上”，即“西學中源”說主張者心目中的歐洲天文學，而“昔人之勞”即所謂“中夏羲和之道”。對于這種“微意”，江永斷然表示：“至今日而此學昌明，如日中天，重關誰為辟？鳥道誰為開？則遠西諸家，其創始之勞，尤有不可忘者。”
《西洋新法曆書》，清順治二年（1645年）欽天監補刻明崇祯年刻本。明代《崇祯曆書》。
中國唐代星象圖，描繪了在北半球所見到的夜空，圖下方為北鬥。這一小段話言簡意赅，實際上系統地反駁了“西學中源”說，因而彌足珍貴：第一，江永否認西方天文學源于中國，反而強調了西方天文學家的“創始之勞”。第二，明确拒絕了梅毂成把歐洲天文學成就算到中國“昔人之勞”賬上去的說法。第三，承認“遠西諸家”能夠創立比中國更好的天文學。這就否定了那種認為中國文化高于其他任何民族的傳統信念——提出“西學中源”說的最終目的正是要維護這一信念。
接近前沿
明清時代歐洲天文學在中國的傳播，一度使中國非常接近歐洲天文學發展的前沿。哥白尼的《天體運行論》是修撰《崇祯曆書》時最重要的參考書之一。《西洋新法曆書·新法曆引》中雲：“茲惟新法，悉本之西洋治曆名家曰多祿某（按即托勒密）、曰亞而封所（按即阿爾方索十世）、曰歌白泥（按即哥白尼）、曰第谷（按即丹麥天文學家第谷·布拉赫）四人者。蓋西國之于曆學，師傳曹習，人自為家，而是四家者，首為後學之所推重，著述既繁，測驗益密，立法緻用，俱臻至極。”這裡将哥白尼列為四大名家之一，并給予很高的評價。湯若望像。他将《崇祯曆書》改編為《西洋新法曆書》，使其成為清朝正統的官方天文學。湯若望本人則被任命為欽天監負責人。
清代造辦處為康熙皇帝制作的銅鍍金象限儀，現藏于北京故宮博物院。《崇祯曆書》和《西洋新法曆書》中還介紹了伽利略、開普勒等人的天文學工作。1609年，伽利略發表了用望遠鏡作天文觀測獲得的新發現。僅六年之後，來華耶稣會士陽瑪諾的中文著作《天問略》就已經對此作了介紹。再如望遠鏡，1626年湯若望的中文著作《遠鏡說》一書已經詳細論及其安裝、使用和保養等事項。而至遲到1633年，徐光啟、李天經先後領導的曆局中已經裝備此物用于天象觀測，上距伽利略首次公布他的新發現不過20餘年，這在将近四百年前，應該算是非常快的交流和引進速度了。
天文學研究是如此風靡一時，天文學家的隊伍又是如此遍及社會各個階層，歐洲天文學在明末的大舉輸入又使得17世紀中葉中國天文學的水平與歐洲相當接近，康熙皇帝又是如此熱心于天文學，人們似乎有理由設想，清代天文學應該有輝煌成就了吧？
實際情況卻令人大失所望。翻一下哥白尼以來大大小小的天文學成就清單，沒有一項是清代中國人作出的。而且，當歐洲進入天體力學和數學分析方法的時代，中國天文學卻仍長期停留在古典幾何體系階段。望遠鏡雖在明末已經引入并能仿造了，卻始終未成為重要的觀測工具，更未像歐洲那樣競相建造大型望遠鏡，進而發展起星系天文學和天體物理學。到1911年清朝結束時，中國天文學水平與歐洲相比已經瞠乎其後了。
“會通中西”之憾
談到中國近代天文學之落後，從外部找原因者甚多，但事實上内部原因更為重要。先看所謂的“會通中西”，這是清代極為流行的一種說法。明末徐光啟最先提出“欲求超勝，必須會通”，不論他心目中的“超勝”具體是怎樣一種光景，至少總是“會通”的目的，他是希望通過對中西天文學兩方面的研究，趕上并超過西方的。以後王錫闡、梅文鼎都被認為是會通中西的大家。他們确實對中國傳統天文學和歐洲天文學都做過相當深入的研究,然而他們在此基礎上的“會通”，卻在很大程度上誤入歧途了。
梅文鼎的“會通”，主要是論證“西學中源”說，他是此說的集大成者。“梅征君文鼎本周髀言曆，世驚以為不傳之秘。”當時一些人士心目中，梅文鼎最有名的就是這方面。王錫闡則斷言：“夫新法之戾于舊法者，其不善如此；其稍善者，又悉本于舊法如彼。”他念念不忘的是“取西曆之材質，歸大統之型範”，即采納一些歐洲天文學的成果和計算方法，卻仍保持傳統天文學的基本模式。一部《曉庵新法》，正是他這種一廂情願之想的具體實施。
應該承認，“會通”曾起過保存、發揚中國古代優秀成果的作用，也有一些類似現代中西比較研究的工作，但不幸的是，它的主旋律卻成為論證“西學中源”。“西學中源”說本身完全錯誤自不待言，更嚴重的是它對清代天文學起了很壞的作用。它用虛幻的滿足感代替危機感，而徐光啟當年“欲求超勝”的本意卻被置于腦後了。日本天文學家薮内清先生曾深刻地指出：“作為清代代表性的曆算家梅文鼎，以折衷中西學問為主旨，并沒有全面吸收西洋天文學再于此基礎上進一步發展的意圖。”正是這種在當時仍然很強大的傳統，把清代中國天文學家會通中西的努力引入了歧途。
然而，導緻中國天文學未能繼續前進的更為根本的原因，則是中國傳統皇家天文學的“政治巫術”性質，并未因歐洲天文學方法的采用和耶稣會士出任欽天監首腦而改變。明清之際的歐洲天文學，畢竟隻是作為一種技藝（主要是用作編算曆法的工具）被引入中國的。事實上，清代的欽天監，盡管使用了歐洲的近代天文學方法，建造了和歐洲相比一度尚屬不落後的天文儀器，其首腦也長期由掌握近代天文學方法的歐洲人擔任，但從性質和功能上來看，它仍然完全不是現代意義上的天文台。江曉原上海交通大學講席教授、博士導師，科學史與科學文化研究院院長
位于北京市建國門立交橋西南角的北京古觀象台是我國明清兩代的皇家天文台，上陳列有8架清制天文儀器。