因而天文学在各门自然科学中被称为是最早产生的一门学科。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，就已经绝对需要天文学。”
  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。”《系辞·上》也说：“天垂象，见吉凶。”这里说的天文就是天象。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。而中国古代天象记录，其数量之多，门类之全，系列之长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，从而可以帮助研究者解决历史年代学，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，席泽宗、李学勤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、以《古新星新表》蜚声国际天文学、科学史两界的著名天文学家与天文史专家席泽宗院士具体负责。
  在“工程”的早期，席泽宗受有关方面的委托，邀请全国各地的部分天文学家如吴守贤、张培瑜、陈美东、陈久金、薄树人、刘次沅、江晓原、孙小淳、胡铁珠等，在京召开了一个专业性的座谈会，就如何利用天文学方法研究夏商周年代问题进行了讨论，就相关问题达成了共识，并按各自受领的任务分头行动起来。
  从文献记载看，夏代有五星聚合、仲康日食两条天象记录，这两条记录可以通过科学方法推加以推算。
  据《太平御览》卷七引《孝经钩命诀》载：“禹时五星累累如贯珠，炳炳若连璧。”另据《古微书》载：“帝王起，纬合宿，嘉瑞贞祥。”
  五星聚合是指五大行星在夜空中会聚在很近的距离内，或如连珠，或如拱璧，异常壮观。这种特殊的天象，自然引起特别的关注与诠释。古人多认为五星为五德之主，它的行度、动态与政治、灾祥有密切关系。“五星循度，为得其行，则天下太平，政和民安；乱行则有亡国革政兵饥丧乱之祸。”由于五星聚合关系到天下兴亡，因此受到历代帝王的重视，并对社会文化生活产生了深刻的影响。在这种政治、文化背景下，许多五星聚合的现象被记录下来，并得以留传后世。
  关于“禹时五星聚”的天文记录推算，由中国科学院紫金山天文台徐振韬和南京大学天文系蒋窈窕两位天文学家负责。
  夏朝建国的年代，按学者们推算的结果，约在公元前2100年左右。两位学者应用美国ARC软件公司开发的先进软件，在围绕这个年代前后相差一二百年的范围内搜寻，结果发现有一次非常理想的五星聚合。这次特殊的天象就发生在公元前1953年2月。电子计算机显示，从2月中旬起，在黎明的东方地平线上，土星、木星、水星、和金星自下而上排成一列，非常醒目壮观，完全可能给人留下极为深刻的印象。这种天象奇景一直延续到3月初。特别值得指出的是，在公元前1953年2月26日夜，五大行星几乎团聚在一起，相互之间的角距小于4度，更增加了“五星连珠”的神秘色彩。据此，两位天文学家断言：“这个天象可能是人类文明史上发生的最难得的‘纬合宿’即五大行星团聚现象。它可能被认为是一种‘嘉瑞贞祥’，暗示‘帝王起’，要建立新的王朝。如是，则上列两条记录反映出夏朝建立时发生的天象，其绝对年代应该是公元前1953年。”
  很明显，徐、蒋二人的这个推算，是建立在文献记录绝对可靠、换算也绝对准确的基础之上的。现代研究证明，古代关于天文现象的记录，绝大多数是出自实际观测，应该是可靠的。就五星聚天象而言，也应是准确和可靠的，不存在后人伪造的情况。但不能排除的是，由于政治上的原因，记录者出于对时局、灾祥的附会，或许会将天文现象发生的年月做些改动。再加上记录中出现的缺失和传抄过程中存在的错误，其绝对值也是难以保证的。因此，“禹时五星聚”天象记录推算出的公元前1953年只能作为估定夏代年代的一个参考基点，而不能作为定点。
  中国在遥远的古代，就将天象观测作为一个国家极其重要的政事，每一朝代都设置位高的专官，专门从事这种观测工作。而朝廷对于天官的期望也往往很高，督促极为严格，若不认真观测，很容易闹出乱子，天官本人也将遭到被诛戮的命运。如在中国最古老的典籍之一《书经》中有一篇叫《胤征》的文章，讲述了一位司天的天官因玩忽职守遭到杀头的悲剧故事。由于这个故事发生的年代之早和具有的典型意义，给后人留下了深刻印象。
  夏代经过禹、启到太康时代，国势就有些不妙，而这位称做太康的帝王掌管朝政之后，放情纵欲，不理朝政，既不关心历法，也不过问天官的工作，使国家政务和农事陷入了混乱不堪的局面。这种局面终于遭到了以后羿为代表的武装集团的反对，并起兵夺取了国家政权。太康等兄弟五人在后羿军队的凌厉攻势之下，不得不放弃京都而出逃。
  太康死后，其弟中康继位。为了吸取太康一朝的教训，中康对朝廷内外进行了整顿，不仅新设立了司天的职官羲和，还任命胤侯执掌兵权，很有些中兴的势头。正在这个时期的某一个朔日，突然发生了一件惊天动地的大事。只见原本高悬天空光芒四射的太阳正一点一点地消失，顿时天色由灰变暗，由暗变黑，几步之内难辨人影。在野外游荡的鸡狗鹅鸭甚至微小的蚂蚁，都因急于寻找归宿以致在黑暗中团团乱转，路上的行人面对突如其来的天象变化，个个惊恐万状，争相夺路而逃。按照当时的认识和天命的宇宙思想，凡日食出现，预示着国家将有灾难发生，这个灾难可能会危及帝王的地位或者性命。只有国王亲率众臣到殿前设坛焚香舍钱才能将太阳重新召回，灾难也可以避免。这个过程称为“救日”
  此时，宫中乐官眼看太阳一点点沉没，无尽的黑夜就要笼罩大地，焦急与惊恐之中迅速敲响了救日的钟声，洪亮急促的钟声穿过一层层富丽豪华的大殿，惊动了夏帝中康和文武百官，主管钱币的财官啬夫慌忙赶往财库取钱礼天，中康帝也满面肃穆，慌慌张张地跑出后宫上朝率百官举行救日之礼。就在朝廷上下一片惊恐混乱，鸡飞狗跳之时，独不见负责司天的关键人物羲和前来说个究竟。中康帝心中正为羲和没有提前报告日食之事大为恼火，又不见其人前来行救日之礼，自是愤恨不已，情急中急忙派人去找寻。意想不到的是，这羲和刚与几个哥们从洒肆里喝酒回舍，醉卧铺榻，发着酣声做着金钱美女之梦，外面发生的一切似乎与他毫无关系。几个找寻者见状，忙将其抬起来向宫中大殿奔跑，想不到这羲和突然酒醒，并借着洒劲把几个当差的一顿飞拳乱脚，差役们一气之下，索性不再顾及，径自赶回宫内报告。中康闻讯，顿时脸色铁青，暴跳如雷。根据夏朝政典规定，凡不及时上报日食的天官“杀无赦”于是中康咬牙切齿地高声喊道：“快把这个擅离职守、违背朝纲的昏官王八蛋给我砍了！”只这一句，正哼哼唧唧，沉湎于美梦中的羲和，脖子上那个椭圆形的肉球，随着一道寒光闪过，“噗”地一声滚落到污泥浊水之中。肉球上的眼皮伴着有些发白的睫毛，于血污的滚动中迷茫而吃力地眨巴了几下，便不再动作。
  这个故事明确表述了夏朝中康时代的一次日食记录，也是全世界所知最早的一次日食记录。在流行的《古文尚书·胤征》中，曾留下了较为详细的记载。而与《古文尚书》记载的这次事件相呼应的是司马迁在《史记·夏本纪》中的记载：“帝仲康时，羲和湎淫，废时乱日，胤往征之，作《胤征》”梁代天文学家虞邝认为文献上记载的这次日食就发生于仲康元年，号称仲康日食。此后历代天文学家如僧一行、郭守敬、汤若望、李天经等都利用不同的推算方法进行过推算，至20世纪80年代已有13种不同的结果。夏商周断代工程同样注意到了这次日食记录，并委托中国科学院陕西天文台、南京师范大学物理系、南京大学天文系等单位的吴守贤、周洪楠、李勇、刘次沅等学者进行推算，以考察夏年。
  吴守贤等专家用现代方法，并使用最新的太阳和月亮历表对历代天文学家的13种说法进行核算，发现每一种说法都存在问题。最后专题组将文献记载的“季秋”这个天文学概念，设定在10月1日至12月18日之间，对洛阳地区公元前2250年至前1850年共400年间的可见日食进行普查性计算，得出符合季秋的大食分日食共有11次，其中发生在公元前2043年10月3日、公元前2019年12月6日、公元前1970年11月5日和公元前1961年10月26日的4次可以作为夏初年代的参考。