传说夏朝的天文台叫清台，商朝叫神台，到了周朝则称做灵台。

《诗·大雅》中有一首诗歌叫《灵台》，叙述了周文王曾在丰邑的西郊建筑了一座灵台，台高两丈，周长420步。周以前的天文台主要是为了祭祀日月设立的，所以天文台只是一个高于其他建筑物的平台，台址一般选择在平坦的开阔地带。

中国古代的帝王多自诩〔xu许〕“受命于天”，认为天象变化与自己的统治地位息息相关。他们当然希望天上的“信息”只传递给他们自己，所以他们总是牢牢地掌握着天文观测机构，只许在皇城建立天文台。但有时，当中央权力失去控制力时，各诸侯国就会不顾禁令，纷纷设台。春秋时的鲁国就建立了自己的天文台，叫观台。

后来，由于天文观测项目的增加和祭祀活动的频繁，活动场地就需要分开，祭祀活动改到叫明堂的建筑物去举行，天文台则专司观测天文和气象。

史书记载，西汉时，都城长安的郊区建有天文台，开始也叫清台，后改为灵台。台上安置了浑仪、铜表和相风铜乌等天文气象仪器。东汉时，汉光武帝于中元元年(公元56年)，在洛阳城平昌门附近建立了明堂和灵台各一座。灵台东西两面有墙垣，墙内中心有一座方形高台，是观测天象的场所。高台四周有10多间屋舍，是观测人员住宿、办公之地。天文学家张衡从元初二年(公元115年)到阳嘉二年(公元133年)期间，曾两次被委以太史令之职，直接管辖灵台的观测工作。东汉灵台在三国、西晋时期还在使用，直到北魏才被废弃。1974年在河南省偃师县发掘出该灵台遗址。遗存的台基由泥土夯成，高约八米，占地达4.4万平方米。

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