“列星随旋，日月递昭。”[3] 恒星之间的相对位置虽然看来是固定不变的，但地球每天自西向东自转一周的运动，却会使全天的恒星同步地呈现出自东向西的周日视运动。例如，某日黄昏时位于东方地平线上空的恒星，在次日黎明前会逐渐运动到西方地平线上空，到黄昏时又重新回到东方地平线上空。
另外，地球每年围绕太阳旋转一周的运动，还会使全天的恒星呈现出自东向西的周年视运动。例如，春天黄昏时位于东方地平线上空的恒星，在秋天黄昏时将会运动到西方地平线上空。所以，不同季节同一时刻呈现在天空同一位置的恒星星象是不同的，一定的星象与一定的季节之间存在着十分严格的对应关系。
人类最初的有目的的恒星观测，正是起因于确定农时季节的需要。因为，不同季节的冷暖、水旱变化，对人类的生活、特别是农牧业生产的影响十分巨大；庄稼的生长和畜群的繁衍，都具有很强的季节性。因此，“凡农之道，厚（候）之为宝”[4] ，准确地掌握时令，合理地安排农时，是正常进行农牧业生产的必要条件。而恒星星象的周年变化，则是自然界为人类提供的掌握季节变化的准确标志。
世界上许多古老民族在距今几千年以前的远古时期就发现了星象变化与季节变化之间的相应关系，掌握了根据星象确定农时的方法。例如，公元前2700 年左右，位于尼罗河下游地区的古埃及人发现，每年尼罗河泛滥之前，明亮的天狼星（大犬座α）就会在某一天的黎明前出现在东方地平线上；于是，他们就根据天狼星的晨见去预知每年洪水季节的到来。又如，五千多年以前，位于底格里斯河和幼发拉底河两河流域的古巴比伦人发现，每当五车二星（御夫座α）晨见东方的时候进行春播，庄稼的收成就会比较有保障；于是，他们就把五车二星的晨见作为每年开始春播的信号。
观测星象变化确定季节农时的活动，在我国古代称为观象授时。世界各古老民族的天文学，就是在观象授时的活动中逐渐形成和发展的。正如马克思所说：“计算尼罗河水的涨落期的需要，产生了埃及的天文学。”[5] 恩格斯也明确指出：“首先是天文学——游牧民族和农业民族为了定季节，就已经绝对需要它。”[6]
我们中华民族的祖先，同样很早就认识到时令与农业生产的密切关系，很早就发现了恒星星象有指示农时季节的功能，很早就开展了观测星象以确定季节农时的观象授时工作。例如，随着气候春暖、夏热、秋凉、冬寒的周年变化，北斗星的斗柄在黄昏时的指向也会以北天极为中心呈现出春东、夏南、秋西、冬北的周年变化（图1-15）。由于北斗星是北方天空一组十分醒目的星宿，共由7 颗视亮度均在3 等以上的明亮恒星组成，我国古代很早就认识了它们，并且把观测北斗斗柄的指向变化作为观象授时工作的一项重要内容。《鹖冠子·环流》记云“斗柄东指，天下皆春”；“斗柄南指，天下皆夏”；“斗柄西指，天下皆秋”；“斗柄北指，天下皆冬”。鹖冠子是战国后期的楚国道家学者[7] 。关于他，《汉书·艺文志》介绍道：“楚人，居深山，以鹖为冠。”可以认为，《鹖冠子》所记根据斗柄指向定季节的谚语，是楚人及其先民观象授时工作的宝贵经验。
图1-15 北斗星斗柄四季指向图
今人依据岁差原理推算，北斗星在公元前1000 年以前比现在更加靠近北天极，对于我国中原地区来说，北斗七星在当时全部位于天球的恒星圈之内，通宵都能观看得到，十分引人注目。殷墟卜辞的记载表明，北斗星至迟在商代就已引起人们的关注。如：
庚午卜，夕，辛未比斗。（《乙编》174）
己亥卜，夕，庚比斗，
雨。（《缀合》362）
后来，随着天文学的发展和历法的产生，古人又把斗柄的指向与历法中的月份联系起来，使其成为确定月份的标准。如，《夏小正》云：
正月……初昏参中，斗柄悬在下。
六月初昏，斗柄正在上。
为了全面表述斗柄指向与一年十二个月之间的关系，古人建立了含有十二个方位的地平坐标——十二辰，分别用十二地支表示（图1-16）：正北为子，正南为午，正东为卯，正西为酉，北偏东为丑，东偏北为寅……有了这样一个地平坐标[8] ，人们就可以看到，在不同月份的黄昏，斗柄会指向不同的方位。我国古代的历法曾经根据斗柄指示的方位纪月，并把这种纪月方式称为“斗建”。西汉文献《淮南子·时则训》完整地记述了斗柄在一年十二个月中的不同指向：
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图1-16 十二个地平方位
孟春之月，招摇指寅；仲春之月，招摇指卯；季春之月，招摇指辰；
孟夏之月，招摇指巳；仲夏之月，招摇指午；季夏之月，招摇指未；
孟秋之月，招摇指申；仲秋之月，招摇指酉；季秋之月，招摇指戌；
孟冬之月，招摇指亥；仲冬之月，招摇指子；季冬之月，招摇指丑。上文中的“招摇”，是北斗星斗柄柄端旁边的一颗星。如，《史记·天官书》把北斗斗柄称作“杓”，记曰：“北斗七星……杓携龙角……杓端有两星：一内为矛，招摇；一外为盾，天锋。”招摇星的西名为牧夫座λ。
重视对北斗星的观测，是我国古代天文学的特点之一。在世界其他一些文明古国（古巴比伦、古埃及、古印度等）的天文学中，尚未发现有这一特点。《史记·天官书》对北斗七星在我国古代天文学中的重要作用进行了如下概括：
斗为帝车，运于中央，临制四乡。分阴阳，建四时，均五行，移节度，定诸纪，皆系于斗。
1978 年，湖北随州战国曾侯乙墓出土了一件绘有二十八宿名称和青龙、白虎形象的漆箱盖[9] ，盖面的中央就赫然绘写着一个巨大的“斗”字（图1-17）。这种绘画方式，充分体现了北斗星在我国古代天文学中的重要地位。楚人的天文工作对于这一特点的形成，无疑是有积极贡献的。
图1-17 战国曾侯乙墓出土的漆箱盖上的天文图（摹）
另外，古人还进一步把斗柄指向与二十四节气联系起来，使其成为确定节气的标志。为了做到这一点，古人在用十二地支表示的十二个地平方位的基础上，对十二个地平方位再加细分，使之成为均匀的二十四个地平方位（图1-18）。在所增加的十二个方位中，东北、东南、西北、西南等四个方位通常用八卦中的艮、巽、乾、坤等四卦来表示[10] ；其他八个方位则分别用十天干中的甲、乙、丙、丁、庚、辛、壬、癸等八天干来表示。由于北斗斗柄在冬至日的黄昏恰好指向正北方的子位，这样，斗柄的指向在一年当中，与二十四节气之间就依次有了如下对应关系：
图1-18 二十四个地平方位及其名称
斗指子则冬至，指癸则小寒，指丑则大寒，指报德之维而立春，指寅则雨水，指甲则雷惊蛰，指卯曰春分，指乙则清明，指辰则谷雨，指常羊之维而立夏，指巳则小满，指丙则芒种，指午而夏至，指丁则小暑，指未则大暑，指背阳之维而立秋，指申则处暑，指庚而白露降，指酉曰秋分，指辛则寒露，指戌则霜降，指蹄通之维而立冬，指亥则小雪，指壬则大雪。[11]
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