Показателем общего подъема культуры Древнего Китая, начиная уже с эпохи Чжаньго (V–III вв. до н. э.), было также развитие естественнонаучных знаний
, прежде всего математики. Прогресс в этой области науки определяется ее прикладным характером в связи с запросами сельского хозяйства. Первые геометрические и арифметические представления китайцев сохранились на керамике в виде зарубок и точках-вмятинах. В дальнейшем вместе с иероглифами, обозначающими слова, были созданы иероглифы для первых девяти чисел. Ноль первоначально не имел обозначения, т. к. его придумали индийцы. Китайская система счисления была десятеричной: за десятком шел другой десяток как повторение первого на высшем уровне. Создание такой системы китайцы приписывали Ли Шоу – министру легендарного императора Хуан-ди («Желтый предок»). Реально же на вышеупомянутых древнекитайских надписях мы имеем и цифровые иероглифы. Самое большое число там – 30 тысяч.Однако математика в Древнем Китае имела не только прикладное, но и общественное значение. Согласно летописям, первая математическая книга была создана по приказу императора Хуан-ди. Так, в самом раннем «Математическом трактате о чжоу-би»
(«Чжоу-би суань цзинь») говорится о социальном значении математики, когда мифические первопредки Нюй-ва и Фу-си «управляли Поднебесной с помощью чисел». На некоторых сохранившихся рельефах периода империи Хань они изображены держащими в руках циркуль и угольник. Даже само китайское слово, обозначающее общественный порядок, – гуй-цзюй – состоит из слов: гуй – циркуль и цзюй – угольник. Также, согласно мифам, основатель династии Ся, третий идеальный правитель Юй Великий укрощал реки с помощью циркуля и линейки.Другой трактат «Математика в девяти книгах»
(«Цзю чжан суань-шу»), составленный во II в. до н. э., подобно «Началам» Евклида содержит математические знания, накопленные предшествующими поколениями ученых. Это один из первых решебников для вычисления площади полей и храмов, объема зернохранилищ и дворцов. С его помощью можно было вести учет урожая, измерять время и расстояние, производить равноценный обмен продуктов. В этом трактате зафиксированы правила решения системы линейных уравнений, применение подобия прямоугольных треугольников со сторонами в 3, 4 и 5 единиц длины, что позволяло построить прямой угол, действия с дробями и то, что на Западе было известно как «Теорема Пифагора». Помимо своего чисто научного значения эта книга ценна тем, что в ней нашли отражение реалии эпохи Хань: показатели урожайности земледельческих культур, стоимость различных товаров и т. д. Однако нужно констатировать, что древнекитайская математика не пользовалась доказательством, соответственно так и не достигла уровня дедуктивной науки, как это произошло в Древней Греции.С развитием математических знаний в период империи Хань теснейшим образом были связаны и существенные достижения древних китайцев в области астрономии
. Так, в Китае издавна велись наблюдения за небесными явлениями. Была установлена периодичность солнечных и лунных затмений, которые вызывали панику у населения, т. к. в особенности солнечное затмение считалось предвестником больших несчастий. Поэтому для подтверждения своего титула Тянь цзы – Сын Неба правитель должен был заблаговременно сообщать народу о предстоящих затмениях, а предоставление ему таких сведений как раз и входило в обязанности придворных астрономов. Помимо этого большое внимание уделялось и наблюдениям за планетами. Например, уже к I в. до н. э. китайским астрономам было известно, что период обращения планеты Юпитер (Древесной звезды) составляет 11,92 года, что практически совпадает с результатами современных наблюдений. В «Исторических записках» Сыма Цяня одна из глав раздела «Трактаты» специально посвящена проблемам небесных светил, а в «Ханьской истории» Бань Гу даже приводятся названия 118 созвездий (783 звезды). В книгах по астрономии имелись карты звездного неба, впервые составленные астрономом Чжан Хэном (78–139), который создал и первый в мире небесный глобус, воспроизводивший движение небесных тел.Данные астрономии и математики позволили китайским ученым создать календарь
. В 104 г. до н. э. было вычислено, что продолжительность года составляет 365,25 дня. Принятый в этом году календарь использовался вплоть до 85 г. н. э. По этому календарю год состоял из 12 месяцев. Дополнительный месяц добавлялся в високосном году, который устанавливался один раз в три года. Лунный год связывали с солнечным годом через девятнадцатилетний цикл. Данный солнечно-лунный календарь древних китайцев был приспособлен к нуждам сельскохозяйственного производства. Календарю уделялось значительное внимание в тех научных трактатах, которые обобщали важнейшие достижения земледельческой техники.