古人对天体运行规律的观测可以追溯到上万年之前甚至更久远，因为日月星辰的运动直接关系到人类的作息生活，与人类息息相关，所以无论古代哪个民族，都很早就开始了对天象的观测。而这些观测主要集中在两个方面，一个是生活必须的时间历法，而另一个是根据天象来预测人间的祸福。
早期人类对大自然的认识是有限的，对于很多自然现象无法做出科学的解释，于是形成了神话传说，出现了巫术占卜。而占卜的方式多种多样，比如烧灼龟甲或动物骨骼，看裂纹的走势来定祸福；再比如撒一把竹签或铜钱，根据散落的样式判断结果；还可以查看掌纹，利用纸牌，等等，总的来说是把命运的预测诉诸于一些偶然现象之中。
古人占卜
在众多的占卜方式中有一种就是根据日月星辰的运动变化来进行占卜，称作星占。最早的星占应该是对日月的观测了，在出土的甲骨文和一些文献中都有关于日月食的记载，比如在《左传》昭公十七年中提到一次日食“故《夏书》曰：辰不集于房，瞽奏鼓，啬夫驰，庶人走。”其中“辰不集于房”被多数学者解读为发生了一次日食。
甲骨上的日食记载
而月食的发生频率比日食更高，所以古人对月食的记载也就更多一些，《诗经 小雅》中的“十月之交”篇中同时记载了一次日食和月食。“十月之交，朔月辛卯。日有食之，亦孔之丑。彼月而微；今此下民,亦孔之哀!日月告凶,不用其行；四国无政,不用其良.彼月而食,则维其常；此日而食,于何不藏?”
甲骨上的月食记载
这里月食被认为是“常”，而日食则是“不藏”，说明了作者对日月食所代表含义的区别对待。
马王堆出土的天象记录
除了日月食之外，天空偶然出现的一些其他天文现象也会引起古人的注意，比如彗星，流星和新星等。在马王堆出土的《彗星占》中就有着形态丰富的彗星图谱，并且不同样式的彗星还有着各自的名称，以对应不同的星占含义。其中也有一些彗星的图案比较夸张，是不常见的，可能代表了一些少见的占卜含义。
马王堆出土的彗星图
《左传》中襄公28年鲁国的梓慎和郑国的裨灶两位星占家，就这一年没有冰冻的自然现象进行了占测。梓慎认为宋郑两地可能要发生饥荒，因为他看到岁星在玄枵之次，而不是在当年岁星应该在的星纪之次，即岁星位置超前了。（我们现在知道木星的运动有顺行和逆行之分，这是与地球相对轨道运动而造成的视觉现象，所以相对恒星会有超前或落后的情况出现）他没有想到这是天体运行的问题，而是考虑到会发生灾难。
他判断这种灾异是阴不堪阳的表现，在天象上他以为是蛇乘龙之象，因为岁星即为龙星，也称青龙。而青龙淫于玄枵，玄枵为玄武之象，玄武为螣蛇，所以说蛇乘龙。而龙又代表东宫苍龙，对应东方七宿，因此预示东方七宿的地域将有灾难，当应在角亢之郑国和氐房心之宋国。而玄枵的意思是虚中，虚宿在玄枵次中，而枵者耗也，土虚民耗，这正说明灾异会导致饥荒。而那一年郑国正好发生了饥荒，但是在那个年代，饥荒的出现是很频繁的。
古代星象和地域的对照
而在古巴比伦，他们则认为天体都是不同的神灵，可以主宰人间的事情，所以他们对天体的观测和预测，是出于对自己命运进行预测的考虑。
在古巴比伦，有着专门观测天象的人员，他们时刻关注着天上的一举一动，在他们的解释体系中，天上的征兆不是代表将要发生灾祸的原因，而是天上对国王和民众的一个警告，是可以通过一些仪式来避免的。
美索不达米亚的石刻
古代巴比伦的很多文献记录在泥板书上，其中有一套称作Enuma Anu Enlil的泥板书记录了众多的天文现象和相关的征兆，这是经过数十代的观天者们的观察，记录和解释，积累起来的客观天象记录和对应的解释。经过后世的注解再整理成板书，最终形成了一系列的占卜辞表。已发现的占卜辞表有70多个，包含了约7000个征兆，因为这些记录都是以Enuma Anu Enlil为开头的，所以这些卜辞也叫做Enuma集合。
泥砖文物
大约从公元前900年开始，这类星占征兆就已经获得了权威的地位，它们欸认为是诸神向国王传递的信息，即有表示褒奖的，也有表示训斥的。而水平较高的星占学家能够根据Enuma集合中曾出现过的类似征兆所传达的信息来解释新的征兆。而人们也希望星占学家提出的建议能够帮助国王采取必要的措施来避免灾祸的发生。
由于这个集合收集了数百年的各类征兆，有了足够多的基础数据，所以一些细心的星占学家不难发现有些征兆会比较频繁的出现，这足以使他们在原本被认为是偶然性的现象中发现出一些固定的规律。于是，日月和各大行星的基本运行规律也就逐渐被发现并确定下来了。
古巴比伦石板书
通过对一些规律的掌握，星占学家便可以对这些天体的位置进行预测，当然，他们可能不会意识到这是某种自然规律，很可能会把这种规律认为是神对人间事物的一种预示。而星占学家对于这种预测未来某时刻天体位置的表叫做星历表，而为了预测的更精准，也就推动了星占学家们不断的观测和修正数据。而一直到17世纪，这都是驱使人们研究天体运动规律的背后驱动力。
中世纪占星术
在公元前700年左右，两河流域的亚述人也留下了许多对天象的数学描述和系统的记录，到公元前最后三个世纪里，塞琉古时期留下了更多的天文泥板书。这些泥板书主要分为两类，一类是星历表文书，这类文书记录了天体在不同时间所在的位置。另一类是程式文书，这类文书说明如何计算星历表。如果抛开其占星的目的，这些天体运行规律的记录，对研究古代天文学具有很重要的价值，而最初天文学研究的萌芽也源自这些记载之中。
古代星象石刻
从现在的角度看来，天象与人事之间是没有必然的物理联系的，天体的排列和运行，对地球和人类所产生的影响也微乎其微。但是，我们从众多的记录中也可以发现某些预言也具有一定的实效性，这种情况可以从两个方面来解释。
首先，很多占星预言的成功，其实是一种社会和群体心理学效应，也就是大家常说的“信则灵”。就像是古代打仗之前将领在动员大会上会说“天象有利于我军”之类的话，来激励鼓舞大家的士气，大家就会怀着必胜之心去打仗，如果胜利了，可能有人就会相信天象的预言。
十二宫占星
其次，与统计，记录的选择有关。我们看到的记载，并不是全部，而是记录的人有意识的选择后的结果。古代占星学家看到的现象肯定有很多，认为有占卜意义的只是其中一部分，同时人间每天发生的事件也有很多，从天象中找出一部分来对应人间的事情，总是会有一些能对应上的。那么，这些应验的可能就会被记录下来，而没有应验的多数是会被忽略的。这样，后世的人看到的记录，就会感觉大多数的天象都被准确地验证了。
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