做一名天官可不简单。他们需要上知天文，下晓地理。熟谙音律，深研数学。历史上著名的天官除了司马迁，还有张衡、祖冲之等，他们都精通天文历算与天象观测。天官的主要职责有以下几个：

天象观测和记录

天象的观测和记录，是天官的一项特别重要的工作。历代帝王都称自己为“天子”，是按照“天意”来治理天下的。所以，古人对天象异常变化的关切程度，远远超出我们的想象，他们坚定地相信异常天象在传达着上天的重大指示，人间将会有与之相应的巨变发生。

古人通常认为日食意味着君主将会遭受重大的灾难，彗星的出现表示人间将会面临除旧布新的变局。哈雷彗星每隔约76年回归一次。从秦始皇七年（前240）到清宣统二年（1910），间隔2149年，哈雷彗星回归29次，每一次中国都有详细的记录。

观象台

古代观天象的地方叫灵台或观象台。周文王在丰邑西郊修建了一座高两丈、周长420步的天文台——“灵台”。目前，保存最完好、连续观测时间最长的中国古代天文台是北京古观象台。

观象台在明朝时被称为“观星台”，台上有简仪、浑仪和浑象等大型天文仪器，台下设圭表和漏壶等。清代时，观星台改称“观象台”。清康熙年间，添置了8架中西结合的新式铜仪放置在观象台上。

编订历法、印制和颁发历书

人们通过仪器测量，掌握了天体的一般运动规律后，都会编订历书。历史上历书的编撰，掌握在皇家天文机构手里。

太史公司马迁在太初元年（前104）联合其他人向汉武帝上书，指出西汉王朝一直沿用秦朝历法，由于年代太久，误差渐渐增大，常常出现历书内容与天象不符的情况。汉武帝对他的意见非常重视，下诏司马迁编制汉历，并从全国征召人员参与其中。二十多人既能分工协作，又发挥各人所长，共制定了十多部历法。经过层层筛选，朝廷最终决定采用落下闳、邓平所制的历法。在古代，王朝采用新历通常意味着承受上天新的使命，因此汉武帝在明堂举行了隆重的颁布历法的典礼，并改年号为太初元年，称新历为“太初历”。

天文仪器的研制和管理

天文的观测不能仅仅依靠人们的经验，也需要逐渐走向精确，所以天文仪器开始出现。

我国最古老的天文观测仪器是圭表。为了提高圭表的精度，古代的天文学家煞费苦心，他们已经认识到表影越长，圭表的误差越小。因此他们不断提升圭表的高度，到元代时，天文学家郭守敬已经设计制造出了表高40尺、圭长128尺的巨型圭表。明代天文学家邢云路用60尺高的圭表测定出一年是365.242190日，这是当时世界上最精密的数据。

紫禁城中规模最大、等级最高的太和殿，是皇帝登基和举行重大典礼的地方，俗称“金銮殿”。在殿门外左侧位置的高台上，安放着中国古代重要的天文仪器——日晷。在中国古代社会，与天文历法相关的一切都在皇帝的掌握之中。将日晷置于宫殿之前，便有了宣示皇权的更深层的含义。

“仪”是测量天体位置的仪器，最早的浑仪是汉武帝时落下闳所创。直到望远镜发明以后，浑仪观测天象的地位才逐渐被取代。

直到今天，南京紫金山天文台和北京古观象台还保存着浑仪，这些仪器结构合理，铸造精美，装饰华丽。

浑象是另一类古代天文仪器，具有观赏性，主要用于表现天象的变化。浑象是一个大圆球，象征天球，上面布满日月星辰，画着南北极、黄赤道、二十八宿、银河等。由于大圆球转动，自然也会带动星辰的旋转，那么，在地平线以上的部分，就是可以见到的天象了。

古代浑象分成两大类：第一类，就像今天我们看到的天体仪，是个大型的圆球，上面刻着太阳、月亮、星星、赤道和黄道等。东汉科学家张衡，就曾制作过一架这种类型的浑象——“水运浑天仪”，它是我国历史上一件著名的天文仪器。将水运浑天仪安装在一间密室里，用流水的水力使它转动，然后让一个人专门在室内守候，高声向观象台上的观星者报告浑天仪上某颗星星的具体位置，如此可以很准确地模仿天体运行的情况。这样一来，只要将张衡的水运浑天仪放在屋子中，就可以知晓外面的天象。

第二类，属于一种假天象仪。就像现代天文台模拟太空的圆形房间一样，坐在里面，如同置身太空中，抬头向上可以看到许多天体，十分逼真。这种浑象是一个中空球壳，直径超出人的身长，球面上以洞孔代表恒星，观看人坐在其中悬吊起来的椅子上，随着球壳自左向右旋转，透过小孔的点点亮光，好像看到了夜间真实的星空。

天文典籍的编制和管理

中国古代最系统、最完整、资料最丰富的天文典籍，首推历代官史中的《天文志》《律历志》《五行志》等。而官史中的这部分内容都是仿照司马迁《史记》中的《律书》《历书》《天官书》写成的。

《天文志》是古代天象记录的主要来源，记载了天文大事、天文仪器的建造情况等。《律历志》一般先叙述与制定历法有关的大事，然后给出该朝主要历法的推步原理和基本数据。《五行志》专门叙述灾异、祥瑞情况，是各地灾异、祥瑞报告的汇总。

在古代，天文历法方面的典籍原则上是“禁书”，普通人是不能阅读的，以免泄露“天机”。