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中国是天文学发展最早的国家之一，早在史前时代，先民们对寒来暑往，月圆月缺，植物的生长、成熟和动物的活动规律，就积累了一定的知识。最迟在新石器时代早期，中国先民就开始对日、月等天象进行观测。
1972年，在河南郑州市大河村仰韶文化遗址出土的彩陶片上，曾发现绘有天文图案，这些图案有光芒四射的太阳纹和肉眼极难看到的日晕图，有满月和蛾眉月彩绘，还有残存的北斗星象图等，这些图反映出先民们已积累了相当多的天文知识，并把它们绘制在陶器上。据专家考证，其图案绘于5000年以前。
1963年在山东莒县凌阳河大汶口文化遗址出土的灰色陶尊上，刻画着太阳与云气的形象图案，陶尊的年代距今大约有4500年，或许在这个时候，人们就根据日的升降、月之圆缺及某星在天空的位置来定方位、定时间、定季节了。当时，除日、月外，人们对红色亮星“大火”相当重视。“大火”，现代天文学称为“天蝎座α星”。传说在中国古帝颛顼时代，就设置“火正”之官，观察“大火”运行，用以指导农业生产。可以说，天文学在各门自然科学中是产生最早的一门学科。诚如恩格斯所说：“研究自然科学各个部门的顺序的发展，首先是天文学——游牧民族和农业民族为了定季节，就绝对已经需要天文学。”
中国早期天文学在“定季节”的同时，还伴有鲜明的占星术特点和强烈的政治色彩。《周易·彖传》说：“观乎天文，以察时变。”《周易·系辞上》也说：“天垂象，见吉凶。”这里说的天文就是天象，按中国古代占星家的理论和学说，宇宙天体与人间社会可相互感应，天象的变化乃是上天对人间祸福的示警。这种独特的文化心理不仅促使统治者垄断一切天文占验，而且使他们不得不辛勤地观测天象，以便寻找天象与人事之间的某种联系。
从传说中的黄帝开始，历朝历代都有占星家，这些人几乎都以他们各自的占星术对当时的政治产生过不同程度的影响。
历史上的占星家关注的天象主要有两类，一类属于奇异天象，另一类则是五星运动。
关于奇异天象的占验比较简单，因为某一颗星主掌某事都已形成一套固定的模式，于是占星家根据它们的变化特点，便可预测吉凶。
相对而言，五星的占验就复杂得多，不仅各星所具有的吉凶性质不同，而且它们的动态所反映的吉凶情况也不同，占星家们把已经掌握的五星在一个运动周期内的运动情况作为五星的常态，如果它们的运动与常态相违背，就可以依据不同的变化来确定吉凶。而中国古代天象记录，其数量之多、门类之全、系列之长也是世界其他国家难以匹敌的。
正是古人留下的这笔珍贵而丰富的文化遗产，才为夏商周断代工程提供了一条重要的研究途径。
不难理解的是，由于天象自身所具有的周期性，根据其运行规律，利用现代先进的科学手段，完全可以对文献记载中早已逝去的天象进行回推，这种推算方法在科学高度发达的今天，已达到了相当精密的程度，完全可以推算出这些天象发生的准确时间，从而帮助研究者解决历史年代学中，特别是夏商周三代年代学的某些难题。
夏商周断代工程启动之初，李学勤、席泽宗等专家就注意到天象的研究将在工程中起重大作用，因而参考国外的天象研究方法，专门列出了“仲康日食”“武王伐纣天象”“懿王元年天再旦”等研究课题或专题，并由工程首席科学家、科学史界的翘楚席泽宗具体负责在全国范围内选择有关学者，对各个项目进行分配，然后分头研究。