神通過占星術向凡人傳達他們的意誌。所以人們對天空充滿了敬畏。
公元前壹千多年，古巴的巴比倫人通過長年的觀星來計算和預測天象，以此來了解世界的前途和命運。他們用楔形文字把宇宙的奧秘刻在石碑上。巴比倫人將天空劃分為十二個區域，稱為“十二星座”，並以傳說中的神靈命名，然後以月相變化的29日或30日為壹個周期，這是歷法計時的基礎。
從地面上看天空，就像壹個巨大的天球，點綴著太陽、月亮和星星。天球以壹天為單位繞地球轉壹圈。每當妳在早晨或傍晚觀測太陽時，妳會發現太陽在壹年中的不同時間處於天球的不同區域(例如，太陽在九月從獅子座區域升起和落下)。由此，巴比倫人得出結論，恒星的天球運動速度比太陽稍快，因此太陽和天球的相對位置並不固定。太陽每年都要落後恒星壹整圈，回到壹年前的相對位置。太陽在壹年中通過不同恒星區域所畫出的軌跡稱為“黃道”(可譯為“黃道”)。
巴比倫人還發現了肉眼可見的幾個行星的軌道(金星、木星、水星、火星、土星等。中國古代)幾乎在同壹平面。
“在人類歷史上，這個促進了宇宙秩序概念形成的體系，似乎首先出現在巴比倫文化中。他們發現了壹個超越現實生活的思想領域，敢於全面看待整個宇宙。”-卡西爾
球面上任意壹點到球心的距離相等，球面光滑，沒有突出的棱角。多麽完美的幾何。古希臘數學家認為，球形和圓形是造物主最喜歡的形狀。
公元前6世紀古希臘數學家畢達哥拉斯首先提出地球是球體的概念。
公元前四世紀，亞裏士多德總結了三種現象來證明地球是球形的:
他們的觀點雖然不嚴謹，但壹定程度上符合客觀事實。“地球圈”理論也是後世天文學和地理學發展的重要基礎。
亞裏士多德反證:“如果地球在運動，壹個垂直向上拋的物體怎麽可能落回原來的位置？”？為什麽沒有風的時候天上的雲不會留下？"
這個觀點現在看來很荒謬，但在力學定律發現之前的漫長歲月裏，這個理由已經足夠令人信服了。
而由於觀測者在地面，地球自然成為宇宙的“絕對中心”。
在巴比倫天文學的基礎上，古希臘人進壹步發現太陽年的運行軌跡不在赤道面上(當時赤道面的意思是“垂直於地球與北極星連線的平面”)，而是在與赤道面成23.5度斜角的平面上，稱為“黃道面”。
歐多克索斯提出了“極限”的概念和“窮竭”的方法，設計了“同心球”的模型。他指出，地球是宇宙的中心，恒星所在的最外層天球在南北方向(即赤道面的垂直方向)繞軸旋轉，同時帶動恒星和黃道面在東西方向旋轉，轉壹圈壹天。太陽在從外到內的第二個球體中，繞垂直於黃道面的軸旋轉，周期為壹年。太陽相對於這個球體的軌跡叫做黃道，黃道和赤道面的交點正好是春分和秋分。
三十六年(公元前211)，火星停留在心宿二。東郡有流星，大地是石——《史記·秦始皇本紀》
這個記錄提到了兩個天文現象——“火星停留在心宿二”和流星(隕石)。其中“火星停留在心宿二”是指火星短暫停留在阿佛洛狄忒星座的現象(阿佛洛狄忒是中國古代星座的壹個分部，阿佛洛狄忒主要屬於天蠍座)(這種天文現象被認為是“兇”)。火星停留的現象背後反映了壹個更普遍的現象——行星的退行。這壹現象也困擾著古希臘天文學家。
假設勻速有規律的圓周運動，能否解釋行星的逆行現象？
歐多克索斯改進了“同心球”模型。
他提出行星的逆行可以用四個同心球殼的簡單圓周運動來解釋。地球靜止在所有球殼的中心。每個球殼圍繞相互傾斜的軸以相同的速度旋轉。最外層的天球層和第二外層的黃道層仍延續原有規律，兩個球體的旋轉軸排列成23.5度。第二內層和第二外層旋轉軸相互垂直。最內層和第二層的旋轉軸相互傾斜壹個角度。行星的運動是四個球殼旋轉運動的組合，最裏層和次層的旋轉軸相互傾斜會導致行星逆行。他提出行星的逆行可以用四個同心球殼的簡單圓周運動來解釋。地球靜止在所有球殼的中心。每個球殼圍繞相互傾斜的軸以相同的速度旋轉。最外層的天球層和第二外層的黃道層仍延續原有規律，兩個球體的旋轉軸排列成23.5度。最內層和次最內層，它們各自的旋轉軸相互傾斜壹個角度，可以實現行星的倒退。
“同心球”模型非常類似於陀螺儀。
可以假設模型中最內層和第二內層的旋轉軸相互垂直，更明顯地模擬了行星相對於地球的速度變化。
雖然歐多克索斯無法給出天體的詳細定量結構，但他簡單的地球儀和簡單的勻速運動暗示著“秩序隱藏在混沌之中”，啟發人們用理性而非神話來看待宇宙。
“同心球”模型將所有天體放置在以地球為中心的球體上，因此天體在運行過程中與地球的距離保持不變。據觀察，火星逆行時看起來會更亮，這意味著它離地球更近。這成為“同心球”模型的壹個嚴重缺陷。
阿波羅尼奧斯(希臘語:？πολλ?νιο?公元前262年-公元前65438年+公元前090年)“現輪-偶輪”的幾何模型為行星與地球的距離變化提供了解釋。
行星位於壹個叫做當前輪的小圓上，相對於當前輪的中心做圓周運動。這個圓的中心位於以地球為中心的大圓上，稱為偶數輪。(其實這個模型和現代看來的日地月系統模型很像。)
行星的運動是由這個輪子和擺輪的旋轉合成的，有時快，有時慢，有時向前，有時向後。
人們發現四季的長短並不壹致。例如，春分到夏季至日是94天半，而夏季至日到秋季是92天半。這與太陽繞地球勻速圓周運動的模型不符。
希波克拉底(希臘語:？ππαρχο?(公元前190 ~公元前120)主張太陽沿黃道勻速運行，但地球並不位於黃道中心。
“偏心圓”模型不改變赤道面的位置，所以黃池的交點不變，也就是平分線的位置不變。在圖中，x是最遠的點，y是最近的點。a，b，c，d分別是兩點和兩點。。每個季節對應的弧線長度不壹樣，所以季節的長度也不壹樣。
尤其難能可貴的是，希帕查斯清楚地認識到，他不應該沈溺於設計所有天體理論的夢想，而應該專註於系統地收集重要的觀測數據，作為檢驗、修正和擴展天文理論的參考依據。
他親自進行了壹些天文數據的觀測。計算出回歸年(太陽回到春分點的時間)為365.25-1/300天(與現代數據相差僅14分，即相對誤差小於千分之三)，恒星年(太陽回到同壹星座的時間)為365.25-1/65438。通過多年的觀測，繪制了西方第壹張“恒星表”，用相對於黃道和赤道的數據標註了至少850顆恒星的位置，劃分了亮度等級，為輔助定位行星提供了有力的依據。
隨著時間的積累，各種天文觀測數據越來越詳細和豐富，更多的行星運動不規則特征也逐漸被揭示出來。簡單的“現行輪-偶數輪”模型和“偏心圓”模型不斷受到質疑。兩三百年後，公元150年，托勒密的著作《大論》誕生了。克勞迪斯？托勒密(希臘語:κ λ α？διο?Πτολεμα?ο?，約100-170)提出了壹套解釋行星問題的技巧，系統地整理和發展了古代天文學。
他從觀測數據出發，通過算術和幾何論證的方法以及大量的論證過程計算和數據對比，論證了天體問題背後的數學準確性。他的主要創新在於引入了“偏心統壹點”。“當前輪”的中心是相對於偏離偶數輪中心的“偏心壹致點”的恒定角速度的圓周運動。根據每個星球的特殊情況，當前輪的平面和偶數輪的平面要麽重合，要麽傾斜。這個改進的模型可以解釋行星的許多不規則性，並且結果非常突出。
托勒密的格言和歐幾裏得的《幾何原本》成為西方中世紀使用最廣泛、持續時間最長的科學教科書。
托勒密認為，研究天文學不僅是為了獲取知識，更是為了找到精神歸宿。他在《偉大的理論》第壹章的序言中寫道:
我很清楚人都會死，就像壹天壹件事。
但是如果我的靈魂跟隨星星的迂回路線，
那麽我將不再生活在地球上，
而是站在神的身邊，享受美食。
本文部分材料來源於《永恒的奧秘與兩千年來的幾何、天文和物理》/向五壹，，姚恒，2010.2。
演示動畫是用Matlab編寫制作的。部分圖片來自網絡。
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