人們對“天”的理性思考的積累，導致自然知識的豐富。從春秋戰國到秦漢之際，人們的自然知識表現在多方麵。金春峰先生《漢代思想史》中對秦漢自然科學成果有較為係統地陳述，並且指出其與漢代哲學的相互影響。要想詳細了解此時的自然科學成果，看一本中國科學史即可得知。本書在此隻想突出與本議題有關的部分，以便說明自然科學的成果對董子之“天”的形成也起著不可或缺的作用。在漢代頗為流行的“陰陽”、“五行”說，雖是披著一件神秘莫測的外衣，但其中也凝結著古人對自然的認識成果。早在春秋末期，人們就以陰陽觀點來解釋一些自然現象：《國語·周語上》記伯陽父語：“夫天地之氣，不失其序。若過其序，民亂之也。陽伏而不能出，陰迫而不能蒸，於是有地震。今三川實震，是陽失其所而鎮陰也。陽失而在陰，川源必塞。”《國語·周語下》記樂官州鳩語：“氣無滯陰，亦無散陽。陰陽序次，風雨時至；嘉生繁祉，人民和利；物備樂成，上下不罷，故曰‘樂正’。”此處論自然現象，采用的是一種理性的態度。天地之氣含有兩種相反相成的根本之力，叫陰與陽。此二力順，則“風雨時至”；此二力不順，則會產生地震等一些自然災害。“陰陽大化，風雨博施，萬物各得其和以生，各得其養以成，不見其事而見其功，夫是之謂神。皆知其所以成，莫知其無形，夫是之謂天。……夫星之隊，木之鳴，是天地之變，陰陽之化，物之罕至者也。怪之可也，而畏之非也。”《荀子·天論》。荀子一直強調“偽”（人為）的重要意義，提倡“製天命而用之”。在他看來，一切生命現象，包括“星隊”、“木鳴”等一些怪異現象，都是“天地之變，陰陽大化”所至，並沒有什麼可怕。關鍵是人要掌握自然規律，盡人事的最大努力以趨利避害。《禮記·月令》、《呂氏春秋·十二紀》詳細地敘述了一年十二個月中的物候變化，並指出之所以有這些變化，乃是陰陽的消長造成。《淮南子·天文》還將陰陽與四時、四方、五行相聯結：“東北為報德之維也，西南為背陽之維，東南為常羊之維，西北為遞通之維。日冬至則鬥北中繩，陰氣極，陽氣萌，故曰冬至為德。日夏至則鬥南中繩，陽氣極，陰氣萌，故曰夏至為刑。陰氣極則北至北極，下至黃泉。故不可以鑿地穿井，萬物閉藏，蟄蟲首穴，故曰德在室。陽氣極則南至南極，上至朱天。故不可以夷邱上屋，萬物蕃息，五穀兆長，故曰德在野。日冬至則水從之，日夏至則火從之。故五月火正而水漏，十一月水正而陰勝。陽氣為火，陰氣為水。水勝，故夏至濕；火勝，故冬至燥。燥故炭輕，濕故炭重。日冬至井水盛，盆水溢，羊脫毛，麋角解，鵲始巢，八尺之修，日中而景丈三尺。日夏至而流黃澤，石精出，蟬始鳴，半夏生，螟虻不食駒犢，鷙鳥不搏黃口，八尺之景，修徑尺五寸。景修則陰氣勝，景短則陽氣勝。”這番議論之中，當然有幼稚的牽強附會之處，也說明了古人認識能力的局限。但是不可否認，其中也積累了古人豐富的生活經驗，如“燥故炭輕，濕故炭重”，再如“景修則陰氣勝，景短則陽氣勝”等，可見作者是在盡力地用理性的態度解釋著這些自然現象的。
到董子，他對陰陽在四季中的變化描寫更為細致：“天之道，初薄大冬，陰陽各從一方來，而移於後。陰由東方來西，陽由西方來東，至於中冬之月，相遇北方，合而為一，謂之日至。別而相去，陰適右，陽適左。適左者其道順，適右者其道逆。逆氣左上，順氣右下，故下暖而上寒。以此見天之冬右陰而左陽也，上所右而下所左也。冬月盡，而陰陽俱南還，陽南還出於寅，陰南還入於戌，此陰陽所始出地入地之見處也。至於仲春之月，陽在正東，陰在正西，謂之春分。春分者，陰陽相半也，故晝夜均而寒暑平。陰日損而隨陽，故為暖熱。初得大夏之月，相遇南方，合而為一，謂之日至。別而相去，陽適右，陰適左。適左由下，適右由上，上暑而下寒，以此見天之夏右陽而左陰也。上其所右，下其所左。夏月盡，而陰陽俱北還。陽北還而入於申，陰北還而出於辰，此陰陽之所始出地入地之見處也。至於中秋之月，陽在正西，陰在正東，謂之秋分。秋分者，陰陽相半也，故晝夜均而寒暑平。陽日損而隨陰，陰日益而鴻，故至季秋而始霜，至孟冬而始寒，小雪而物鹹成，大寒而物畢藏，天地之功終矣。”《春秋繁露·陰陽出入上下》。關於這段文字的內容，周桂鈿先生在《董學探微》中曾作圖表示，顯得直觀明了，深得董子此言精髓。董子在此將四時與四方相配，並且以左右方位來描述陰陽的運行，很明顯是受傳統文化中具象思維的影響。其中的以陰陽出入來解釋四時變化，可以算作是對前人關於自然變化認識的一個總結。秦漢人用“五行”的理論模式來規範萬事萬物，其中對音樂、醫學的描述顯現出當時中國人的高度智慧。根據已出土的新石器晚期（公元前2000年前）的二音孔陶塤，可以推測當時已經形成四聲音階。根據商代的五音孔陶塤測音，可以推測商代後期人們已經掌握十二律的知識。《國語·周語》中就記有十二律、五聲、七聲的名稱。而且《管子·地圓》、《呂氏春秋·音律》等文獻中還記載了中國古代的定律方法--“三分損益法”。古人最初用竹管定律，後來發現在絲弦上定位定調更準確，先定出一個基本的音高，即竹管的基本長度--黃鍾（宮）。《禮記·月令》注曰：“黃鍾九寸。”《淮南子·天文》雲：“其數八十一。”《國語·周語》注曰：“管長九寸，徑三分，圍九分。律長九寸，因而九之，九九八十一。黃鍾之數立焉。”如此確定黃鍾（宮），然後遞次按律管長度2/3（三分損一）或1又1/3（三分益一）的比例，求得其他十一律的長度，再按音高的順序排列起來，構成十二律。而且《禮記·禮運》還說：“五音六律十二管，旋相為宮也。”所謂“旋宮”就是變調，一調可以“旋宮”十二次，五種調式共可得六十調。可見在五音十二律中，黃鍾（宮）是一個關鍵，所以董子說“五聲莫貴於宮”《春秋繁露·五行對》。。以數字來確定五音十二律，不僅使古人意識到數字與音樂的美妙關係，而且也使古人對一些數字產生神秘感，如九為老陽之數，八為少陰之數，七為少陽之數，六為老陰之數，五為天地之數等等。古人對數字的神秘感，在我們今天看來似乎不可思議。