我国能够留下对超新星的记录并非偶然。早在公元200年以前，中国人就通过恒星位置的观测编著了星表，绘制了星图。著名的苏州石刻天文星图就是现存世界上最古老的星图。春秋战国时期，楚国人甘德和魏国人石申各写了一部天文学著作。甘德的著作名为《天文星占》，石申的著作名为《天文》，都是8卷。后人把这两部著作合并，定名为《甘石星经》。《甘石星经》是我国、也是世界上最早的天文学著作之一，后世许多天文学家在测量日、月、行星的位置和运动时，都用到了《甘石星经》中的数据。
石申对天空中的恒星进行了长期细致的观测，他和甘德都建立了各不相同的全天恒星区划命名系统。其方法是依法给出某星官的名称与星数，再指出该星官与另一星官的相对位置，从而对全天恒星的分布位置等予以定性的描述。三国时陈卓总结甘德、石申和巫咸三家的星位图表，得到中国古代经典的283官、1464颗恒星的星官系统。甘德还曾对若干恒星的位置进行过定量的测量，可惜其成果后来大多散佚了。
石申对行星运动的研究，也取得了划时代的成就。尤其对金、木、水、火、土五星的运行都有独到的发现。石申推算出木星的会合周期为400天整，比准确数值398.88天差1.12天；他还认识到木星运动有快有慢，经常偏离黄道南北。另外，他还推算出水星的会合周期是136日，比实际数值115日差了21日，这个误差虽大，但石氏已初步认识了水星运动的状态和运行规律。石申还首先发现了火星的逆行现象，推算出火星会合周期为780日，接近于实际日期。更了不起的是，甘德还发现了木星的卫星。公元前364年夏天的一个晴朗夜晚，甘德在观测木星时，忽然发现木星的旁边有一颗小小的星星，这颗小星星有些发红，是木星偶然走过一颗小恒星旁边吗?甘德一直跟踪到天快亮、木星偏西，这颗小星星依然在木星旁边。第二天再看，小星星依然跟着木星。所以他把这颗小星星称为木星的“同盟”。这次观测被甘德较为详细地记录在《天文星占》中。天文学史学者席泽宗院士仔细研究了这条记录，通过模拟观测、实地观测等手段证明，这颗被甘德称作木星“同盟”的小星就是木星最大的卫星——红色的木卫三。天文学界长期认为是伽利略于1610年用望远镜发现了木卫三，实际上甘德在伽利略前近2000年就发现了木卫三的存在了。
一提起《周髀算经》，很多人认为这是一部数学专著。其实《周髀算经》是一部天文著作，其中大部分的记载与天文学的计算有关。书中为讨论天文历法而叙述了一些有关的数学知识，重要的有勾股定理、比例测量与计算天体方位所不能避免的分数四则运算，主要阐明当时的盖天说和四分历法。
在《周髀算经》中有这样一个故事，周公问当时的数学家商高天有多高?商高回答：“用‘勾三股四弦五’的方法可以计算出来天有多高。”这就是我们今天所知道的勾股定理，又名“商高定理”或“毕达哥拉斯定理”。据《周髀算经》记载，陈子和他的科研小组测得日下六万里（勾三），日高八万里（股四），根据勾股定理，求得斜至日整十万里（弦五）。他进而还算出了太阳的直径，为了达到这个目的，他用一只长八尺，直径一寸的空心竹筒来观察太阳，让太阳恰好装满竹筒的圆孔，这时候太阳的直径与它到观察者之间的距离，其比例正好是竹筒直径和长度的比例，即1比80。
今天我们知道，地球和太阳的实际距离约为1.49亿千米，《周髀算经》的计算结果并不准确。但是这段求太阳距离的运算思路却是正确的，那问题出在哪儿呢？主要是因为他们的宇宙观为“盖天说”，认为大地是平的，从而出现了谬误。我国古人对宇宙结构的看法，主要有三种学说：盖天说、浑天说和宣夜说。
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