自然科学是研究自然界的物质形态、结构、性质和运动规律的科学。它包括数学、物理学、化学、天文学、气象学等基础科学和农业科学、生物学、医学、材料科学等实用科学，是人类改造自然的实践经验即生产斗争经验的总结。它的发展取决于生产的发展。
原始社会中，人类对自然界的斗争，因生产工具简单、粗笨，还受到原始宗教及其他意识的影响，自然科学的发展是缓慢的。不过，人类取得的每一个科技进步，都推动了生产的发展，同时又促进自然科学知识的不断积累，预示着科技的新突破。因此，尽管当时的人们尚处于蒙昧与野蛮状态，但他们在与自然界的斗争中，以辛勤的劳动与聪明和智慧，不断地推动着科学技术的发展。
我国古代居民对天文学知识的认识与探索有着悠久的历史。早在旧石器时代，我们的祖先就已注意到暑往寒来的变化，月亮的盈亏圆缺，各种动物的活动规律，植物的生长与成熟的周期等等，并且逐渐摸索到它们的规律性。因此，差不多与进入新石器时代同时，农业与家畜饲养业便出现了。以后，人们为使农作物的生长不误农时，迫切需要掌握季节变化的规律。这就促使天文与历法知识的产生。从考古学提供的材料表明，可能在新石器时代早期，人们已经有意识地观测天象了，并用以确定方位、时间与季节。
方位的确定对人们的生产、生活有着重要的意义，所以人们很早就掌握了方位的辨别知识。他们从日出、日落及日落后北斗等星体出现的规律中探索出东、南、西、北的不同方位。他们在营造房舍、埋葬死者时，都注意到朝向。例如住房的朝向大多选择南向；同一个墓地，甚至同一个考古学文化的不同墓地中，绝大多数死者的头都朝着同一个方向。虽然其中有些朝向与正方向（正南、正北等）略有偏差，但基本方向都是不变的（少数不同方向的墓葬，应与死因有关）。如西安半坡墓地中墓葬的排列十分整齐，它们的方向基本一致，略有偏差者也与正西方向相差不超过 20°u12290X在年代更早的新郑裴李岗墓地清理的 114 座墓葬，均为长方形竖穴墓，排列密集，很有规律，所有头向均朝南或稍偏西。这些事例说明，距今 8000 年前的人们就已基本掌握了定向的方法。
季节的确定，大概是根据物候现象掌握农时而引发的。因为我国大部分地域地处温带，四季的变化比较明显：春暖花开之时，随着布谷鸟的啼鸣，人们开始播种；到了深秋，大地一片金黄，许多谷物都成熟了，人们进行收割；动物中的候鸟，如燕子春来秋去与大雁有规律的回归。自然界中如此年复一年的周期变化，使人们将寒往暑来、春华秋实与候鸟的有规律活动联系起来，寻找其间的变化规律，从而推定出农牧的时节。史前时期先民大概还缺乏春夏秋冬四季的明确概念，但是对农牧业的时节，则有了越来越多的认识。人们对天象的观测与探究，推进了天文知识的积累和天文学的出现。古代先民最早注意的星，大概是北斗七星。也有人说最早观测的星是红色亮星“大火”（心宿二）。传说在颛顼时代就有“火正”官，负责观测“大火”，以它的出没来指导农业生产。据推算，公元前 2400 年左右，黄昏时在地平线上见到“大火”时，正是春分前后，时值春播时节。像这样以观测天象来确定四时节令的方法，叫做“观象授时”。
相传黄帝时代已有了历法。帝尧时派天文官到东、南、西、北方去观测天象等等，都反映了古代先民对天象观测的重视。这些传说虽然还缺乏实物证明，但是，在新石器时代晚期出现原始的历法是完全有可能的。
远古时代的先民，在生活中已经注意到事物的数量与形状，但对数的概念是不清楚的。在分配与交换过程中，人们还不能确切地去判别多与少的差别。人们还不掌握 1、2、3、4……这些自然数的概念。交换是按照需要与意愿进行的，这是人类发展进程中必然要经历的一个过程。
到了新石器时代中期，可能出于记事或交换的需要，开始出现了刻划符号。距今 7000 年前的舞阳贾湖出土的龟甲上和七孔骨笛上都有刻划符号。骨笛上所刻的符号在孔的旁边。经过测试，这支骨笛的 7 个音孔各发一音，组成一个完整的音阶结构。而孔旁的符号作为等分的记号，反映了设计和制作这支骨笛的过程中的计算过程。因此有人认为它反映了 7000 年前的先民对数的认识。仰韶文化和年代稍晚的马家窑文化的彩陶钵口沿上也发现了各种刻划符号，据统计，总数有 50 多种。在龙山时期及稍后的考古学文化中也多有发现。传说古代有“结绳记事”、“契木为文”的时期，可能这些符号就已含有一定内容的记录刻符。所以，这些符号既有可能是我国古代文字的起源，也可能是数的起源。如果和商周时期的甲骨文或金文相比较，其中不少刻符与金文、甲骨文中的数字是一致或相似的，如一、二、三、五、十等等。有人提出仰韶文化的先民已具备了一、二、三……八的数的概念。
人们对形的认识也很早。当他们制作不同用途的工具时，无论是背厚刃薄的刀、斧，尖锐锋利的针、锥，还是滚圆的石球，或弯弯的木弓等等，都说明人们对各种几何图形有了认识，并加以应用。仰韶文化中，陶器的器形及其纹样，清楚地反映了人们对圆形、椭圆形、方形、菱形、弧形、三角形（包括等边三角形、直角三角形）、五边形、八角形等几何图形已具有明确的概念。同时，在几何图形的对称、圆弧的等分等方面都有许多实例。大溪文化中出土的空心陶球，球面上用三组一股的篦纹划出彼此相交的 6 个“米”字纹。在一个圆球表面进行刻划与分割，放置 6 个“米”字纹，若无一定的数学知识和计算能力是很难想象的。这些实例都说明仰韶文化与大溪文化的先民对数与几何图形的认识已达到一定水平。
正是人们对这些几何图形有了认识，因此，在当时的生产与生活实践中，大到建造房舍，小到制作工具、饰品，或者装饰图样的设计与记事符号的刻划，都能很好地体现方、圆、平、直的要求。如有些平面为方形的房屋，它的四边相等，木柱的对称和平行的排列。河姆渡遗址中发现的木构件，其梁柱与榫卯的受拉、受压都符合力学要求。彩绘花纹中所绘的直角三角形、菱形图案与人面比例的合理、匀称等等，都说明当时很可能已经掌握了绘划方、圆、平、直的方法与简单的工具。这种工具可能就是最早的规矩。
在黄河下游大汶口文化考古遗址内，考古专家们发现，此处所埋葬的尸骨口内，多数含有相同规格大小的陶球。经过专家研究断定，此特殊现象很可能与三点原因有关。至于三点原因究竟是什么？
大汶口文化遗址，是黄河下游一带的新石器文化，位于山东省泰安市岱岳区大汶口镇，因其坐落位置而得名。据放射性碳元素测定来看，大汶口文化的年代，距今约有6500至4500年，共延续2000年左右，被分为早、中、晚三期。
早在1952年时，大汶口文化遗址便已经被发现，并在日后被多次发掘。大汶口文化遗址是早期人类聚居过程的展现，同时也为后世考古科学提供了强有力的研究资料。
大汶口文化遗址出土文物数量繁多，其中尤以夹砂红陶和泥制红陶为主，灰陶与黑陶的数量则相对较少。更重要的是，除了大量的陶器之外，考古专家们还在遗址内找到数量不菲的石器、骨器等生活、生产用品，直接或间接地反映了当时人们的生活状况。
大汶口既然是古人类文化遗址，则遗址内墓葬数量也同样惊人。大汶口遗址内墓葬分早、中、晚三期，三者之间存在重要的内在联系。早期墓葬人群，多会以各种石器作为陪葬品，表现出当时人们对于生产工具的重视。至大汶口文化中期以后，墓葬内的陪葬品则大多数为禽畜类，说明当时人们的生活较为富足，畜牧业、渔业、农业也有了长足稳定的发展。
然而相比于其他古遗址不同，大汶口遗址内的古人遗骸，却同时展现出同一个特殊的现象，即尸骨口内含有鸽子卵般大小的陶球。古人口含物品下葬，其实并不值得大惊小怪，相反，各个时代的王公贵族都有过口含异物下葬的经历。西汉时期流行一种“玉葬”的模式，下葬者不仅要身穿金缕衣，而且还要在口中放入一枚玉含，以此作为“防腐”的利器。在清朝末期，慈禧太后也曾以口含夜明珠的形式下葬，此种下葬方式无疑是一种对自身生前地位的表现与证明。
不过反观大汶口内墓葬尸骨却不然，虽然这些尸骨都在口内含有陶球，但是其牙齿磨损程度极高，与去世年龄完全不符。一开始的时候，考古专家们执着地认为，陶球完全可能是一种单纯的陪葬品，然而事实却恰恰相反。根据尸骨牙齿的磨损程度来看，陶球也许并不是简单的冥器，而是当时人们平日里常用的器具，并且是一种长时间含在口内的物品。
此时一个问题自然而然地出现了，大汶口居民为何要口含陶球呢？其实关于这一特殊现象，考古专家们提出了三种截然不同的看法。下面我们来一一说明。
看法一：
如果从古人的生命观而言，健康的活着是最大的奢侈。新石器时代生产力极其低下，医学水平程度也不高，于是，人们便将健康的希望寄托于各种奇怪方式上，口含陶球便是其中之一。可能在古人的意识中，于口中含住陶球，可能对治疗牙科疾病存在很大帮助。与此同时，口含陶球成为了当时的一种潮流风尚，继而令大多数人牙齿磨损严重，非但不能更好的治愈牙科疾病，反倒是增添了牙病的困扰。
久而久之，人们开始意识到口含陶球的危害，继而主动地对其疏离，以至于逐渐摒弃这一陋俗。
看法二：
对于口含陶球的现象，一些考古专家也同时提出了另一种想法，即口含陶球源自于当时人们的信仰。在东夷部落中，曾经有一个美丽的传说，认为东夷人的祖先是一只大鸟，他们都是卵生的，因此，这些人都以大鸟作为自己的图腾。商族始祖之母简狄为有嫆氏女，相传她吞鸟卵“天命玄鸟，降而生商”，而商族又源于山东，故此而言，东夷部落中女人口含陶球，应该是以陶球类比鸟卵，期望自己多多生育。毕竟在当时的社会之中，人口劳动力的数量，决定着生产资料的多寡，也令种族延续得以继续繁荣昌盛。
看法三：
还有一些专家认为，口含陶球的风俗，很可能是当时贵族阶级的一种象征。众所周知，人口中含物时，往往会两腮突出，显得脸部更加饱满圆润。恰恰是这一点，也能显示出个人的富态，自然而然的，它也就成为了区分平民与贵族的重要标志。
至于大汶口遗址先民尸骨口含陶球究竟是什么意思？我们尚