В ранние времена — вплоть до XIX века — перед астрономией стояли ограниченные задачи, касающиеся исследования светил, относящихся к Солнечной системе. Объекты, находящиеся вне Галактики, были недоступны для наблюдения, представления об устройстве Вселенной были чисто умозрительными. В современную эпоху — к началу XXI века — астрономия стала наукой, изучающей небесные тела и их системы во всем многообразии для выявления закономерностей пространственного распределения, кинематических и динамических свойств, строения и эволюции этих объектов.
Астрономия относится к естественным наукам, поэтому ее прогресс в значительной степени обусловлен достигнутым в той или иной период уровнем других областей естествознания. Цель естественных наук — установление так называемых «законов природы» и познание мира, управляемого этими законами.
Можно полагать, что познание природы (в примитивной форме) началось с образованием первых человеческих сообществ, то есть в раннем каменном веке (палеолите). Непосредственных свидетельств о духовном мире людей палеолита и тем более об их астрономических познаниях не имеется, хотя по этому поводу и высказывались различные предположения. Так, например, отмечалось, что первобытные люди могли определять направление север–юг и ориентироваться по небесным светилам. Однако имеющиеся археологические данные позволяют изучать историю возникновения науки лишь начиная с неолита и бронзового века. Конец эпохи неолита (7 – 5-е тысячелетия до н.э.) ознаменовался так называемой неолитической революцией. До нее деятельность человеческих общин ограничивалась собирательством естественных ресурсов — съедобных растений, охотой и рыболовством, то есть восприятие природы было пассивным.
Появление начальных сведений по математике и астрономии связано в первую очередь с хозяйственной деятельностью. Для регулирования сельскохозяйственных работ необходим календарь, по которому должны устанавливаться сроки посева и уборки урожая. Для составления календарей требуются долговременные наблюдения за небесными светилами. Неизменное и недоступное небо считалось областью идеального, а значит и обиталищем богов. Поэтому жрецы, «узнававшие» от богов их волю и сообщавшие ее правителям и народу, стали первыми наблюдателями небесных явлений. По своим наблюдениям они устанавливали закономерности движения небесных тел. Таким образом, возникновение астрономии как науки было вызвано духовными (религия) и практическими (земледелие) потребностями общества. Для ведения учета хозяйственной деятельности (не только земледелия) нужно было создать систему счета, положившую начало математике, в которую вошли и элементы геометрии, необходимые при организации землепользования.
Существуют доказательства того, что ещё в неолите (8 – 7-е тысячелетия до н. э.) существовали календари, выбитые на камне. Они содержали метки, соответствующие месяцам, а также указывали даты солнцестояний. На камнях также выбивались изображения созвездий. Подобные памятники «первобытной астрономии» сохранились в Закавказье и в Северной Америке.
В древнем Шумере, а затем и в Вавилонии религия приобрела астральный характер — небесные светила ассоциировались с богами. Семь светил — Солнце, Луна и планеты — почитались как главные боги. Царь вавилонских богов Мардук представлялся планетой Юпитер. Заметим, что в современных европейских языках названия этих семи светил остались в наименованиях дней недели. Например, Sonntag (воскресенье по-немецки) — день Солнца, французский понедельник (lundi ) – день Луны, суббота по- английски (saturday) — день Сатурна и т.п.
Шумеры, как и другие земледельческие народы, применяли лунный календарь. Даже названия месяцев указывают на значение календаря в хозяйственной жизни. Например: «зерно–рука», «хлеб–срезать», «хлеб–дом». Производилась так называемая интеркаляция — добавление в году при необходимости тринадцатого месяца, поскольку двенадцать лунных месяцев составляют меньше, чем солнечный год.
Многие звезды и созвездия имели названия — например, созвездие Скорпиона называлось «Жало и клешня». Их относительное положение на небе определялось из наблюдений. По восходам светил устанавливалось начало месяца, которое находилось также по наблюдениям новой Луны в момент ее первого появления. Движение планет в древнем Вавилоне, если судить по имеющимся текстам, вначале мало интересовало жрецов. Исключением являлась Венера, особенности движения которой использовались для предсказания различных событий. Однако в дальнейшем предсказания производились и по движению других планет. Составление гороскопов было занятием специальных жрецов, которые пользовались особым почетом.
Наблюдения той эпохи служили астрологии, что соответствовало астральной мифологии и мировоззрению властителей и обитателей Древнего Вавилона. Такие наблюдения нельзя считать научными и о существовании настоящей астрономической науки в ту эпоху говорить не приходится. Накопление наблюдений еще не составляет науки, но должно предшествовать ее возникновению.
Почти одновременно с Шумером в долине Нила возникло другое государство — Древний Египет. В первоначальный период развитие культуры в нем имело ряд особенностей, обусловленных предысторией и традициями населявшего его народа, а также географическим положением. Ограниченный с одной стороны морем, а с другой — пустыней, Египет не испытывал сильного военного давления извне.
Знания древних египтян о небесных светилах отставали от вавилонских. Однако в отношении важнейшей задачи — счете времени — египетские жрецы ушли вперед. Они создали солнечный календарь, в котором год состоял из 12 месяцев по 30 дней и пяти дополнительных дней. Сутки разделялись на 24 часа. По существу, этот календарь в эпоху Древнего Рима был положен в основу юлианского календаря.
Во 2-м тысячелетии до н. э. изображения созвездий выбивались на каменных саркофагах, где также изображалась схема, указывающая, какие звезды видны для каждого из 12 часов ночи. Наряду с солнечным иногда пользовались и лунным календарем — например, для определения дат новолуния, в которые устраивались празднества. Для египтян важное значение имело начало разлива Нила, при котором земля удобрялась переносимым рекой илом. Эта дата в Древнем Египте была близка к дате гелиакического восхода Сириуса (к середине второго тысячелетия она сместилась из-за прецессии). Поэтому за положением Сириуса на небе жрецами производились особенно тщательные наблюдения.
Вавилония и Древний Египет в 3 – 2-м тысячелетиях до н. э. более или менее одновременно достигли сравнительно высокого уровня материальной культуры. Распространение ее на запад — в Европу, и на восток — в Индию и Центральную Азию происходило в результате миграции населения, при завоевании новых территорий, но главным образом путем торговли с народами, населявшими в это время Средиземноморье.
Создание городской культуры в Европе после неолитической революции происходило медленнее, чем на Ближнем Востоке. При изучении истории Европы 4 – 3-го тысячелетий приходится ограничиваться только памятниками материальной культуры, обнаруженными в ходе археологических исследований, поскольку никаких письменных источников, относящихся к тому времени, не найдено. Самым известным из древнейших сооружений в Европе является Стоунхендж (Stonehenge) — величественный храмовый комплекс в юго- западной Англии вблизи города Солсбери.
Строительство Стоунхенджа началось около пяти тысяч лет тому назад, еще в неолите. Стоунхендж был культовым сооружением для поклонения Солнцу и Луне. Он представлял собой кольцеобразный вал диаметром около 90 м и высотой 2 м. В северо-восточной части кольцо разрывалось. Вполне возможно, что в проектировании и строительстве Стоунхенджа участвовали люди, знакомые с культурой Вавилонии и обладавшие астрономическими познаниями.
Об истории культуры одного из древнейших государств Азии — Китая, в котором иероглифическая письменность была еще в 3-м тысячелетии, осталось мало документальных свидетельств, так как сохранились лишь книги, относящиеся к первому тысячелетию до н. э. На территории Китая найде- но много стоянок неолитического периода, но о переходе к веку бронзы, к оседлости и земледелию рассказывают только легенды. Централизованное государство сформировалось лишь к XVIII веку до н э. Господствовавшей религией стала анималистическая, широко распространился культ предков. Главный предок царя и всех людей — Небо.
В конце 2-го тысячелетия начались систематические наблюдения за движением светил и небесными явлениями со специальных площадок («обсерваторий»). Результаты наблюдений записывались. Сначала использовался лунный календарь, затем солнечный. Центром (вершиной) Вселенной считался Полюс Мира, к которому император «был приближен». Небо разбивалось на 28 участков — созвездий. Из них 12 созвездий составляли аналог Зодиака. По положению Солнца в разных созвездиях определялась смена сезонов. Более точные наблюдения небесных светил начались лишь с середины первого тысячелетия до н. э.
Развитие культуры при переходе от неолитического образа жизни к государственным формациям происходило более или менее одинаково на различных территориях. К завер- шению переходного периода был достигнут определенный уровень знаний о расположении светил по небесной сфере и особенностях их движения. Установление периодичности движения Солнца и Луны позволило создать календарь и измерять большие промежутки времени по наблюдениям по- ложений этих светил. Однако такие знания еще не составляют астрономии как науки. Мифологические представления о небе и небесных светилах, относящиеся к божествам, не должны считаться естественной наукой и их следует относить к предыстории астрономии.