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修改历法不是小事，历法不仅影响着时间计算，同时也影响着百姓耕作，更为重要的是，历法还是君权的象征，汉武帝采纳董仲舒的“天人三策”以后，虽然通过强调君权神授强化了帝王权力，但帝王的行事也要符合上天规律，历法如果不合天象，无疑便会影响帝王的权威。
因此，汉武帝对待历法问题极为慎重，在接到上书之后，便立即召倪宽和博士赐等人商议，众人皆认为历法改革确实势在必行。
于是，汉武帝下诏命令公孙卿、壶遂、司马迁等人议造汉历，并征募侍郎尊大、典星射姓、治历邓平、长乐司马可、酒泉侯宜君、方士唐都、巴郡落下闳等官方和民间天文学家二十余人，共同研究历法改革事务。
众人既分工协作，又发挥各人所学专长，或作仪器进行实测，或进行推考计算，先后提出了十八种改历方案，相应的制定了十八部历法，后经过一番辩论、比较和实测检验，最后选定了邓平、落下闳提出的八十一分律历（即将一天分为八十一分）。
邓平、落下闳以“加差法”替代之前的“减差法”以调整时差，根据天象实测和多年天文记录，《太初历》规定一回归年为365又385/1539日（即365.日），每月为29又43/81日（即29.日）。
相较于《颛顼历》，《太初历》有着明显的进步，主要体现在四个方面。
其一，重新确立历元。《太初历》经过精密测定，重新确定了历元（历法中标记时间的开始），即以太初元年冬至朔旦甲子日夜半为《太初历》历法的开始。历元的重新确定，纠正了长期推行《颛顼历》带来的累积误差。
其二，以正月为岁首。《太初历》将原本《颛顼历》的以十月为岁首，以次年九月为年终，改为了以孟春正月为岁首，以冬季十二月为年终。使历法年与春夏秋冬更加贴合，更加科学的反映了农业季节，对指导农业及畜牧业生产生活带来极大方便。也正因如此，后世历法虽然曾多次改革，但始终坚持以正月为岁首，并一直沿用至今。
