空间、时间和诸天
如同其他的文化，在中国也有材料证明，从古代起人们也关心诸如人周围的宇宙的形态、地球在天空的位置以及它与其他天体的关系等问题。神话学也含蓄地提到由此产生的种种思想，如到达仙境的一重重的天，或神仙借以到达另一境界的阶梯。根据一个著名的传奇，在两个神仙的一次大战中，支撑天的一根支柱倒下，于是天地之间的相对平衡被破坏，天向西北斜倾。《楚辞》中一首寓言式的诗以问题和谜语的形式提出了许多这方面的问题。[82]
对地球在浩瀚的空间的位置和它与其他天体的关系的理智的解释表现为三种主要形式。根据在公元前2世纪提出的一个理论，天一天旋转一次，形成了地球之上的苍穹；天有星座，北极星形成众星座围绕它转动的中心。这就是盖天论。大约一世纪以后，有人提出另一个称之为浑天论的理论。根据这一理论，天被设想为围绕地球四周的空间的扩大，天的圆周可分成365 度。到汉末，又出现了一种理论。它认识到天无边无际，各星座在其周围随意地和独立地移动。[83]
中国人与其他文化的民族一样，也十分注意星辰及其运行情况，这点几乎是不足为奇的。因为星辰及其正常的运行是人能观察到的最永恒的特征，通过把人世及其变化与星辰联系起来，人就能够力图与比其短暂的生命更长久的某种体制联系起来。
由于中国人普遍地把宇宙看成是单一的实体，这种联系就更加有力了。在天与天体、地与其创造物、人与其活动这几大领域之间没有严格的分野。在单一的宇宙内部，上述几类领域中的任何一类发生的事情，即使与其他两类风马牛不相及，也对它们产生直接的影响。有人甚至说这种关系是如此强烈，以致可以说，为了与天上发生的现象相呼应，人世也必定要发生类似的事。这种天人感应的思想对王朝和政治来说是十分重要的。[84]
天与地的关系以及对圆天覆盖方地四周的认识在图画中表示了出来。人们知道，至少一个宗教遗址——可能是辟雍——的设计是圆穹包着方地。在营造某些坟墓的砖上镌刻这类图案的习惯也是为了提醒人们这一宇宙的真理。表示其他永恒现象的提醒物，如星座，同样是汉墓中发现的装饰性设计的重要内容。[85]
在天文学和占星术之间，在观察、测量、计算天体运行的企图和把这类运动与人的活动和命运相联系的企图之间，并没有明确的区分。公元开始前已编成一大批这方面的文献，它们包括一些可能有图解的著作。收在《汉书》中的天文志可能是马续约在公元150年以前所编，其中列出了118个有名称的星座和783颗星。现存的一件文书约在公元前168年前埋入一座墓内，它以表格的形式列出了公元前246至前177年各星体升落的时间和方位。[86]
这类文献记载证明了中国的天文学者的过细的观察和他们长期不懈地进行记录的活动。一部非官方的文书画下的不下于29颗不同彗星的形状可能是一个人整整一生的观察所得，这说明有些无官职的人对这个问题的注意。但是更重要的是设置太史令等官职，这些官员的职责之一是把这些观察记在帝国档案之中。
这些记载要依靠熟练的观察，可以这样说，随着观察工具的日益精巧，这些记载的精确性也越来越提高。已知早在公元前4世纪或前3世纪就已经使用日晷。在公元前1世纪，在另外的记载中以支持国家干预中国经济而著称的耿寿昌发展了“赤道仪”。公元102年，贾逵又随之制造了“黄道仪”。不久，张衡制作了浑仪（公元132年）。在后汉时期，内藏必要仪器的国家天文台位于洛阳南城墙外的灵台。[87]
至迟从公元前5世纪起，黄道的划分已被确定，这牵涉到某些已知其名的星座。这28个星宿以365 度的圆周的度数测量，其范围相差悬殊。当时已知道黄道倾斜地与想象中的天上的赤道相交，约在公元85年，傅安测出了倾斜的交角。虽然据说约在80年之前刘向已开始了解和解释日月食的原因，但这些仍被视为异常事件，即那些需要作出解释和应用于政治事务的预兆。
除了用28宿来解释天的概念外，还有一种对天的理解，即天根据木星的运行被等分为12部分。通过强调天地间的感应，有些天文学者把这12部分与汉帝国疆域的特定的划分联系起来；这样天上某一部分的活动就可以指望人间对应地区发生类似的活动。可是，另一种观点认为天由五宫组成，五宫则与被认为是与控制一切存在物的五行相对应的。[88]
时间的测量和历法的颁布与天文学紧密相关，也是帝国官员的一件关心的事情。我们还不知道何时开始充分注意春分和秋分、夏至和冬至，但是早期的材料见之于《书经》。[89]在帝国以前时期，大部分国家（即使不是全部）保持自己的历法，由各自的有权威的官员颁布；其中周王室的历法被认为高于其他国家的历法。
秦汉的帝国政府依次承担颁布权威性历法的责任，并且坚持这种权利。这些历法被用来计算帝国行政中的一切日程，例如确定征募劳工的时间，或者任命官员或封赏官爵的日期。对于帝国文官因需要分发大量文书和确定节日和季节性农活的正确时间来说，定出精确的日期是必不可少的。还必须设法使官员和农民进行工作的时间与下面将要讨论的循环和节奏的需要完全一致。[90]
颛顼历的制定势必随着观察和计算的日益精确而随之进行调整和修改。进行这项工作的专家们需要确定若干变异因素，如一年开始的时间，或者在一年的哪段时间应包括闰月。一年中有的月为30天，有的月为29天，所以就必须规定哪些是大月，哪些是小月。
至迟从公元前265年起秦国就已采用颛顼历，该历法定出一年从十月开始，一直通行到公元前104年采用新历法时为止，新历法则定一年从正月开始。王莽统治时在刘向的指导下又作了更改。已知汉代的最后一次历法变化发生在公元85年，这时人们认为新的四分历比它以前的历法更加准确。有时在进行这些调整时还有意识形态上的考虑。它们可以用来表示王朝的自信心或开创新纪元的意愿，或者以此把自己与一个过去的政体联系起来。[91]
在秦朝和汉初的几十年，每个皇帝即位时开始纪年。当公元前163年文帝在位时开始第二次纪年时，情况稍有变化。景帝在位时首先在他即位（公元前156年）后纪年；然后在前149年改元；最后又在公元前143年改元。在武帝朝（公元前141—前87年）时，他采用了崭新的制度。
新制度采用一种适当的名词；新名词可能表示一件吉祥的事件，或是皇帝的某一丰功伟绩，或是表示政府宣称要化为现实的人世的理想境界。这些两个字的名词被用做称呼年份的年号，以后的年份则以此年号逐年计数（例如公元前110年定为元封，称元封元年，公元前109年则为元封二年，依此类推）。这一制度适用于武帝朝起的所有年份，并用做一种政府据以表示其意图或弘扬其成就的宣传性的手段。[92]
一个月的每一天则参照干支循环的60个名称来认定；这个循环是通过把两种很古老的成系列的字——分别有12个和10个字——结合而成。这60个名称可以表示一大月、一小月的全部天数（59天）和第三个月的第一天；一般地说，它比较均匀地出现在相连的三个月中。到后汉，这一制度被一种直接以数计算日子的办法——每月从初一数到三十或二十九——所代替。
时辰用一种简单的滴漏来衡量，或用一种上有两根指针以表示太阳运行的日晷来衡量。一般地说，一昼夜分成12时辰，但在王莽时代前分成16时辰或18时辰的衡量法可能已很流行。一昼夜的12时辰又细分为100刻，在公元前5年，在为该年的几个月采用新年号的同时，有人提出以120刻代替100刻的计时法，但它以后没有被采用。对精确地记时的注意是文职的和军事的行政记录的引人注目的特征，这方面的残件已在帝国的西北部分被发现。[93]
