明朝初年虽然进行了伊斯兰天文学书籍的翻译，但要历数整个明代的天文学成就，可用乏善可陈来总结。直到明朝末年，王朝摇摇欲坠之时，才兴起了一股大量译介西方天文学的高潮。整件事情与来华传教的基督教耶稣会士有关。
一般认为利玛窦（Matteo Ricci，1552－1610）是耶稣会在华传教的开创者。他于万历十年（1582年）到达澳门，经过多年的活动和努力，终于在万历二十九年获准觐见皇帝，并获允留居京师。当时《大统历》已显得疏漏不堪，推算日食屡屡失误。朝廷改历之议已持续多年。利玛窦了解到这一情况后，在给万历帝的奏表中自荐能够参与历法的修订。尽管利玛窦的初步尝试没有获得回应，但从此开启了耶稣会士打通这条“通天捷径”的努力，他们希望利用先进的天文历法知识打通进入明朝宫廷的道路，以利传教。
来华耶稣会士在欧洲都受到过良好教育，有些甚至专门在天文台受过名师指点。这些耶稣会士在与中国官员的交往中所展示出来的天文学造诣，给后者留下深刻印象。一些官员纷纷上书朝廷，推荐耶稣会士参与修历。
据《明史·历志》记载，万历三十八年（1610年），钦天监推十一月壬寅朔日食分秒及亏圆之候，职方郎范守己疏驳其误。礼官因请博求知历学者，令与监官昼夜推测。于是五官正周子愚上言：
大西洋归化远臣庞迪峨、熊三拨等，携有彼国历法，多中国典籍所未备者。乞视洪武中译西域历法例，取知历儒臣率同监官，将诸书尽译，以补典籍之缺。
利玛窦之后，庞迪峨（Diego de Pantoja，1571－1618）、熊三拨（Sabatino de Ursis，1575－1620）、邓玉函（Joannes Terrenz，1576－1630）、汤若望（Johann Adam Schall Von Bell，1592－1666）等接踵而至，他们都精研天文历法。于是礼部便乘机上奏：
精通历法，如云路、守己为时所推，请改授京卿，共理历事。翰林院检讨徐光启、南京工部员外郎李之藻亦皆精心历理，可与迪峨、三拨等同译西洋法，俾云路等参订修改。
没过多久，邢云路、李之藻等都应召入京，参预修历。邢云路可谓自学成才，李之藻则以西法为宗。
万历四十一年（1613年），李之藻已改任南京太仆少卿，奏上西洋历法，并提到钦天监推算日月交食时刻亏分之谬。并力荐庞迪峨、熊三拨及龙华民（Nicolas Longobardi，1559－1654）、阳玛诺（Emmanuel Diaz，1574－1659）等人。他在奏章中说道：
其所论天文历数，有中国昔贤所未及者，不徒论其数，又能明其所以然之理。其所制窥天、窥日之器，种种精绝。今迪峨等年龄向衰，乞敕礼部开局，取其历法，译出成书。
但当时“庶务因循，未暇开局”。直到崇祯二年（1629）五月乙酉朔日食，时为礼部侍郎的徐光启根据西法预推，得顺天府见食二分有奇，琼州食既，大宁以北不食。《大统历》、《回回历》所推结果与徐光启的结果相差很大。实测结果证明徐光启的结果正确。皇帝狠狠地责备了钦天监官员。当时的五官正戈丰年等上书道：
《大统》乃国初所定，实即郭守敬《授时历》也，二百六十年毫未增损。自至元十八年造历，越十八年为大德三年八月，已当食不食，六年六月又食而失推。是时守敬方知院事，亦付之无可奈何，况斤斤守法者哉？今若循旧，向后不能无差。
这段出自皇家天文台一个部门主任的辩解的意思是说，《大统历》其实就是《授时历》，260年来没有修改过一丁点儿。《授时历》制订18年后就出现了当食不食，21年后又有一次交食没能成功预报。当时郭守敬还担任着皇家天文台台长，他也无可奈何，何况我们这些墨守成法的呢？如果继续照着旧法推算，以后还会出现偏差。
面对上面这种尴尬局面，钦天监的上级主管部门礼部上奏朝廷建议开历局改历，并令徐光启督修历法。徐光启举荐南京太仆少卿李之藻、西洋龙华民、邓玉涵参与修历，获得批准。九月癸卯历局正式开张。崇祯三年邓玉函去世，又征召西洋人汤若望、罗雅谷（Jacques Rho，1593－1638）译书演算。徐光启升任礼部尚书，仍督修历法。
至此，耶稣会士的“通天捷径”终于走通了。同时，中国古代天文学的发展也走向了一个重大转折。在官方天文机构中一直以来都占据着主导地位的中国传统天文学将被一种来自西方的天文学彻底取代。
徐光启于崇祯六年去世，李天经继续主持修历工作，完成了余下的工作。到崇祯七年（1634年），这个由中外天文学家组成的修历班子，完成了一部137卷的《崇祯历书》。徐光启深受西方知识体系的影响，注重将知识建立在对基本原理的牢固掌握之上。《崇祯历书》共分为法原、法数、法算、法器和会通等基本五目，其中法原一目是天文学的基础理论部分，占到全书三分之一篇幅。其中系统介绍了欧洲古典天文学的理论和方法，着重阐释了托勒密、第谷、哥白尼等三人的天文学工作，对开普勒和伽利略的天文工作也有介绍。全书的重要天文参数和大量天文数表都源自第谷的天文学体系。第谷体系的精度明显高于托勒密体系和哥白尼体系，所以在当时具有其先进性和优越性。
在《崇祯历书》的编撰过程中，徐光启、李天经等人面临着守旧派人士如冷守中、魏文魁等人的不断质疑和批评。冷、魏极力诋毁西法，主张使用中国传统历法。徐、李则努力捍卫西法的优越性。这种争论在《崇祯历书》完成之后又持续了10年，《明史·历志》说“是时新法书器俱完，屡测交食凌犯俱密合，但魏文魁等多方阻挠，内官实左右之。以故帝意不能决，谕天经同监局虚心详究，务祈画一。”等到崇祯终于“深知西法之密”，决定采用西法改进大统历法颁行天下时，闯王进京、清兵入关，明朝灭亡了。
1644年，清军进入北京，汤若望将《崇祯历书》略作增删，献给清廷。顺治御笔题名为《西洋新法历书》，以此为基础编成《时宪历》颁行天下。汤若望本人被任命为钦天监监正，开启了清廷任用耶稣会传教士负责钦天监的传统，持续将近200年。
图3.11 汤若望
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