科学技术的发展固然是由社会生产所决定的。但在阶级社会中，统治阶级总是 要求科学技术服从自己的阶级利益，为本阶级的统治服务。因此，社会对于科学技 术的需要能否实现，往往在很大程度上又取决于统治阶级对科学技术的认识和所采 取的政策。北宋历代皇帝对历法改革都是比较重视的，但是他们这样做的目的并不 在于积极发展科学事业，而主要出于政治需要。因为历法是否准确，除了与农业生 产和人民生活有关，还与统治阶级的命运有着紧密的联系。在封建统治阶级看来， 历法与天象相吻合，正好说明朝廷的统治与天意是一致的。统治阶级总要借天象欺 骗人民，同时自己也受天象的控制。北宋时期由于经常受到北方的辽和西夏的侵扰， 国势较弱。又由于阶级矛盾尖锐，农民不断举行起义，因此统治阶级特别迷信于天 象，总是希望能从天象中突击探出老天爷的意向。正由于这个原因，历法才受到北 宋历代皇帝的重视，在一定程度上促进了这一时期的历法改革活动。
但是，统治阶级一方面把历法作为巩固封建统治的工具，另一方面又害怕人民 利用历法来造自己的反。为了把历法牢牢地掌握在自己手里，垄断对天意的解释， 北宋朝廷颁布过严禁私习天文的法令。天文学研究和编制历法本来是一种学术活动， 但由于它和封建帝王的利益联系在一起了，就使得历法改革随时有可能被卷入政治 斗争的旋涡，那些有志于改革历法的人也必然会经常受到来自封建统治阶级的巨大 压力，有时甚至遭到迫害。
北宋频繁的历法改革，一方面说明这个时期天文观测水平的先进，很容易发现 历法预报的误差。另一方面，正如沈括分析的那样，根本问题在于没有以实测资料 为根据，大多数改历只不过是就最近几次的预报误差作一些局部改动，以求一时凑 合。这样的历法，行用一段时间就一定会出现新的更大误差。但这并不是说北宋的 历法改革就毫无成就，当时由沈括主持编修的《奉元历》就是一部具有一定科学内 容的好历法，而沈括晚年提出的“十二气历”则更是一项根本改革历法制度的科学 创议，是我国天文学史上最优秀的历法之一。
由整顿司天监、编修《奉元历》引起的风波
沈括研究天文是从1066年入京到昭文馆编校书籍时开始的。他充分利用能接触 到大量皇家藏书的条件，认真研究前人留下的宝贵的天文资料和理论见解，并结合 当时生产实践中一些新的经验和自己的慎密观测，提出了不少有价值的观点，受到 了人们的重视。例如，他正确地阐明了月亮盈亏的道理，论证了日、月的形状都是 球形；他又详细探讨过日、月食发生的原因，并初步运用了日、月距离黄、白道交 点远近的观点来说明食分的大小，这与现代天文学的观点是完全一致的；他还较准 确地计算出了日、月轨道交点退行的度数，很接近于今天的实测数值。沈括获得的 这些学术成就，使他很快就声名大振。1072年，宋神宗决定指派他兼任提举司天监， 于是他正式做了研究天文的官员。
司天监的主要任务是观测天象，推算历书。但在那时，司天监内尽是一些倚仗 封建官僚权混进来挂名领薪的历官，对“法象图器，大都抵漫不知”。因此，自宋 初以来的各次改历，只能是把各种数据适应性地改动一下，以求暂时相符罢了，很 少有人注意用实测资料作为改历的依据。这些挂名的历官不仅自己无能，而且嫉贤 妒才，总是千方百计排挤真正有才学的人。沈括上任以后，决心首先要好好整顿一 下这个充满官僚习气的学术机构。他一下就罢免了六个饭桶官员。接着又录用了一 批人士，并为他们开办了技术培训班，培养一段时间后就安排到监内担任实际工作。 这些改革措施使司天监的气象为之一新，当然也使沈括与封建保守势力之间的对立 变得尖锐起来。特别是沈括亲自推荐并积极支持的淮南平民卫朴进行改历工作一事， 这在当时更是一种悖世骇俗的举动，所以遭到了封建保守势力更加猛烈的攻击。
早在沈括入监前，宋神宗就曾命令历官修造新历，但迟迟没有成功。沈括兼任 提举司天监后，与卫朴通力合作，终于在1074年修成了新的《奉元历》。《奉元历》 确定以365.243585日为一回归年，虽比现在实测的365.2422日稍大一点，但比以前 所行的宋历都要准确得多。
编修《奉元历》的工作并不是一帆风顺的。为了使新历更精确，卫朴主张必须 从根本上改革从唐代《大衍历》以来一直沿用的闰朔法。但是这个主张遭到了封建 保守势力的强烈反对，认为这样做违反祖宗旧制，是毫无根据的。结果，卫朴的这 个合理主张根本无法贯彻下去。可是，沈括的态度十分坚决，他支持卫朴用日晷进 行了实地测试，证明要将旧朔法提早五十多刻，才与实测数据相符。他们用事实有 力的回击了保守派的非难，终于把富于革新精神的修历总方针确定下来了。
除此之外，在修历方法上也引起了争端。沈括和卫朴认为必须改变过去单靠推 算来修历的方法，而应以实测资料为根据，即从观测五星的运行情况入手来编修新 历。这个设想立足于观测事实，无疑是正确的。如能得以实现，新历必然会大大超 过以往所行用的各种历法。但是那批不学无术的历官是不会容忍这些的，因为新历 的成功只会更加暴露他们自己的无能，所以他们又串通一气竭力反对，改革受到百 般阻挠。沈括后来回忆这一事件时说：“卫朴造历，气朔已正，但五星未有候簿可 验。……是时司天历官，皆承世族，隶名食禄，本无知历者，恶朴之术过已，群沮 之，屡起大狱。虽终不能摇朴，而候簿至今不成”。当时的形势十分险恶，封建保 守势力已经把一场学术争论引导成为政治斗争，企图使卫朴受审下狱，对其进行政 治迫害。在沈括的保护下，保守派陷害卫朴的阴谋未能得逞。但因卫朴是个盲人， 他虽有惊人的记忆力并能运算如飞，可是要取得观测数据却非得依靠别人。保守势 力的阻挠和破坏，使卫朴始终未能获得有关五星运行情况的实测资料。这就给新历 留下了先天不足的病根，大大影响了《奉元历》的精确度。沈括指出：“朴之历术， 今古未有”，但由于“群历人所沮，不能尽其艺”，在“别无天象文籍参证，止据 前后历书详酌增损”的条件下，卫朴只能纠正以前历书中那些明显的错误。据卫朴 自己估计，《奉元历》的精确度只达到了五六成。结果，在《奉元历》颁行的第二 年，预报的一次月食就没有应验。这时保守势力又趁机发难，朝廷也向卫朴追究责 任。在这种情况下，沈括再次挺身而出，替卫朴和新历辩护，并提出了补救措施。 沈括亲自组织天文院的学生用浑仪、浮漏、圭表进行测试，每天记录天象，所得资 料交给卫朴用新历参较，遇到不完善的地方马上审行改正。经过一年多的努力，卫 朴重修过的《奉元历》果然比以前更精确了。连宋神宗也不得不承认：‘提举司天 监近校月食时分， 比《崇天》 、《明天》二法，已见新历为密“。沈括也认为， 《奉元历》虽然没有达到应有的水平，却仍不失为一部令人比较满意的好历法。