帝尧上台后，做的第一件事，就是强化天象观察，进一步完善历法。

这并非是帝尧有科学探索的精神，而是因为这件事关乎帝国的统治基础。天学与其说是研究天象变化、四季更替的规律，倒不如说是一种宗教，是认识上帝旨意的方式。与南方蛮族的“人神杂糅”不同，对于中原帝国来说，人与神之间是有界限的。就像颛顼大帝的做法，“历日月而迎送之，明鬼神而敬事之”。神的启示在于日月变化、天体运动之中，人对于神要“敬事之”，但并不能亲狎之，这与后来孔子的说法是一致的。这个人神界限是不能打破的，这样才能体现出宇宙的和谐。

帝尧时代对天文的观测，规模比颛顼时更大。他派出四位大臣主持天文历法，这四位大臣分别是羲仲、羲叔、和仲、和叔，分别属于羲、和两个家族。四人分居于东、南、西、北四地，这样使天文观测点增多了，得到的数据更加准确。他们的任务是通过确定春分、夏至、秋分、冬至的时间及对应的星象，进一步完善颛顼大帝的历法。

这些天文观测取得了重大进展，保留下来的观测资料对后世天文学的发展有着很深远的影响。

羲、和二氏观测的结果是第一次确认了一年的长度，他们得出的结论是一年三百六十六天。我们现在知道，地球绕太阳一周为一年，大约是三百六十五又四分之一天，帝尧时期的记录误差四分之三天。这个误差，可能只是古代文献记录简略所致，否则每四年就要出现三天的偏差，这么大的误差，一定会在实际观测中得到纠正。

我们从夏、商、周的史料记录反推帝尧的时代，大约是在公元前23世纪，即公元前2200年左右。这个时间记录是否准确呢？帝尧时代的天文历法观测记录，为后世提供了推断历史年代的科学佐证。天文学研究表明，中国的历史记录是可靠的。

当时羲、和二氏所做的观测，不仅确定了春分、秋分、夏至、冬至的时间，同时观测了“两分”“两至”时对应的星象。当时人们把天上星辰划分为二十八星宿：东方为青龙七宿；北方为玄武七宿；西方为白虎七宿；南方为朱雀七宿。据《尧典》所记，春分日，朱雀七宿在黄昏出现在正南方；夏至日，青龙七宿中的火星出现在正南方；秋分日，玄武七宿中的虚星出现在正南方；冬至时，白虎七宿中的昴星出现在正南方。用观察星体位置的方法，来辅助确认“两至”、“两分”点。

正是这个记载，给我们科学推断帝尧时代的年限提供了强有力的证据。

由于知识的局限性，上古时的人认为“两至”“两分”点对应的星宿是固定不变的，这种看法是错误的。后世的天文学家在观测时，发现“两至”“两分”日的星象实际上是不断变化的。起初天文学家们对此问题十分困惑，存而不论。直到公元4世纪时，晋朝天文学家虞喜，根据自己的观测结果，参照《尧典》中 “冬至日短星昴”的记录，大胆地提出存在“岁差”的理论，以天体为对照，冬至点每年都在西退（夏至、春分、秋分也如此），对应的天空中的星体就显得是东进了。虞喜的观测，当时冬至点已经偏离昴星宿五十多度，时间距帝尧时代已经过了二千七百年。据此，虞喜得到的岁差值是五十年退一度。

以现在的精密测算，岁差大概是七十一年退一度。虽然虞喜的测算值存在一定的误差，但是我们必须肯定帝尧时代天文记录的价值。《尧典》不仅间接导致了岁差理论的提出，还为今人用岁差工具去倒推尧的大致年代提供了依据。在19世纪到20世纪，有西方学者推算过帝尧的大致年代。只要计算出《尧典》中所记录的星宿，到今天偏移了多少角度，每偏移一度是七十一年的时间，就可以算出距离现在多少年。

推算的结果证实了尧的年代是在公元前23世纪，史料中天文学的记录给今天的科学家推算历史年代提供了强有力的证据，同时也说明中国的历史记录确实非常完善。

帝尧的时代，政治上倒是没有出现太大的动荡，《尧典》是这样写的：“百姓昭明，协和万邦。”诸部之间多能友好和睦。不过，或许是气候反常的关系，从帝尧时代起，洪水泛滥成灾，成为国家的一大祸患。在先前的史料里，从黄帝一直到帝喾，都没有记载过洪水泛滥的情况。我们在许多古文明的传说中，都可以看到某一个时间段洪水滔天，最著名的有基督教传说中的诺亚方舟故事。那么这些古文明所描绘的洪灾，会不会与帝尧时代一致呢？如果是一致的，想必与整个地球的气候变化有着直接的关系。

也有另一种说法，比如宋代程颢、程颐在《二程语录》中这样说：“古者民少，居民各就高而处。中国虽有水，未必即为人害。尧之时，人数渐多，渐择平旷以居，水泛滥乃始为害。”程氏又特别指出：“非特尧时水为患也，盖已久矣。”程氏所说，也可视为一种见解，由于人口的增多与种植业的发展，民众大量迁移到平原地带，故而水患灾害成为不可回避之问题。

洪水泛滥，已经成为社会稳定的一大威胁，这位贤明的君主决心要彻底解决洪灾。

帝尧召集诸部首领，讨论道：“如今滔滔的洪水危害人民，淹没了山冈，水势浩大，百姓都愁眉苦脸，有谁能治理洪水吗？”