Першою в історії людства формою існування природознавства була так звана натурфілософія (від лат. Natura - природа), або філософія природи. Остання характеризувалася чисто умоглядним тлумаченням природного світу, що розглядається в його цілісності. Вважалося, що філософії - в її натурфілософською формі - відведена роль «науки наук», «цариці наук», бо вона є вмістилищем усіх людських знань про навколишній світ, а природні науки є лише її складовими частинами.
Натурфілософські розуміння природи містило багато вигаданого, фантастичного, далекого від дійсного розуміння світу. Поява натурфілософії в інтелектуальній історії людства і дуже тривалий її існування пояснюється рядом неминучих обставин.
1. Коли природничо-наукового знання (в його нинішньому розумінні) ще практично не існувало, спроби цілісного охоплення, пояснення навколишньої дійсності були єдиним і виправданим способом людського пізнання світу.
2. Аж до XIX століття природознавство було слабо диференційованою, були відсутні багато його галузі. Ще в XVIII столітті в якості сформувалися, самостійних наук існували лише механіка, математика, астрономія і фізика. Хімія, біологія, геологія знаходилися лише в процесі становлення. У такій ситуації натурфілософія, будуючи загальну картину природи, прагнула замінити собою відсутні природні науки.
3. уривчасті знання про об'єкти, явища природи, яке давало тодішнє природознавство, натурфілософія протиставляла свої умоглядні уявлення про світ. У цих рекомендацій не відомі ще науці причини, і дійсні (але поки непізнані) зв'язку явищ замінялися вигаданими, фантастичними причинами і зв'язками. Для тлумачення незрозумілих явищ натурфілософи зазвичай придумували якусь силу (наприклад, життєву силу) або яке-небудь міфічне речовина (флогістон. Електрична рідина, ефір і т.п.). Зрозуміло, дійсні прогалини в природничо-науковому знанні восполнялись при цьому лише в уяві. Це було вимушене положення, яке, однак, не могло тривати нескінченно.
Коли в XIX столітті природознавство досягло досить високого рівня розвитку і був накопичений і систематизований великий фактичний матеріал, тобто коли були пізнані дійсні причини явищ, розкриті їх реальні зв'язки між собою, існування натурфілософії втратило всяке історичне виправдання. А в зв'язку з цим розуміння філософії як «науки наук» також припинило своє існування. Разом з відходом з історичної арени старої натурфілософії сама філософія, так само, як і різні галузі природознавства, нарешті знайшла свій предмет. Однак тісний двосторонній зв'язок між філософією і природознавством зберігається донині.
Вперше наука в історії людства виникає в Древній Греції в VI столітті до н.е. Під наукою розуміється не просто сукупність якихось уривчастих, розрізнених відомостей, а певна система знань, що є результатом діяльності особливої групи людей (наукового співтовариства) з отримання нових знань. На відміну від ряду древніх цивілізацій (Єгипту, Вавилона. Ассирії) саме в культурі Давньої Греції виявляються зазначені характеристики науки.
Великою заслугою знаменитого давньогрецького вченого і філософа Аристотеля було прагнення до збирання і систематизації знань, накопичених в стародавньому світі. Виходячи зі своїх уявлень про галузі наукового знання, він вперше спробував дати класифікацію наук. Аристотель розділив науки на три основні групи. Перша група - це науки «умоглядні», тобто ті, які пізнають свій предмет за допомогою одного тільки розуму. До них відносяться: «перша філософія» (вчення про божественне), фізика (наука про природу) і математика. Наступна група наук - «практичні»: політика, етика, економіка. Третя група - науки «творчі», куди включаються всі ремісничі мистецтва (лікування, будівництво тощо). Першу групу складають вищі науки, осягають найголовніше в світі, перші причини буття.
Давньогрецькі мислителі були, як правило, одночасно і філософами, і вченими. Панування натурфілософії зумовило такі особливості давньогрецької науки, як абстрактність і абстрагованість від конкретних фактів. Кожен вчений прагнув представити весь Всесвіт в цілому, нітрохи не турбуючись про відсутність достатнього фактичного матеріалу про явища природи. Разом з тим, досягнення античних мислителів в математиці і механіці навічно увійшли в історію науки.
Світогляд і наукові досягнення натурфілософії античності. Атомистика. Геоцентрична космологія. Розвиток математики і механіки.
У ранній давньогрецької натурфілософії панувала ідея про деякі основні першооснову, що лежать в основі світобудови. До таких первоначалам, з яких нібито створюється весь навколишній світ, відносили або так звані чотири «стихії» (воду, повітря, вогонь, землю), або якесь міфічне первовещество (наприклад, «алейрон», придуманий давньогрецьким натурфілософом Анаксимандром). Але вже в цей період на зміну подібним уявленням про світ приходить струнке на той час атомистическое вчення про природу. Видатними представниками давньогрецької натурфілософською ідеології атомізму були Демокріт і Епікур, а в натурфілософії Стародавнього Риму - Тіт Лукрецій Кар. Основні принципи їх атомистических поглядів можна звести до наступних положень.
1. Весь Всесвіт складається з найдрібніших матеріальних частинок - атомів і незаповненого простору - порожнечі.
2. Атоми незнищенні, вічні, а тому і весь Всесвіт, з них складається, існує вічно.
3. Атоми являють собою дрібні, незмінні, непроникні і абсолютно неподільні частки, які знаходяться в постійному русі, змінюють своє положення в просторі.
4. Розрізняються атоми за формою, величиною, тяжкості і т.д.
5. Всі предмети матеріального світу утворюються з атомів різних форм і, різного порядку їх поєднань (подібно до того, як слова утворюються з букв).
Космологія Аристотеля включала уявлення про просторову кінцівки світобудови. У цій кінцевої протяжності космосу розташовані тверді кристально-прозорі сфери, на яких нерухомо закріплені зірки та планети. Їх видимий рух пояснюється обертанням зазначених сфер. З крайньої ( «зовнішньої») сферою стикається «Перводвигатель Всесвіту», під яким Аристотель розумів Бога - у вигляді розуму світового масштабу, що дає енергію «перводвигателем».
Давньогрецька натурфілософія прославилася внеском її представників у формування і розвиток математики. Тут перш за все слід відзначити знаменитого давньогрецького мислителя Піфагора. На рахунку цього античного вченого є цілий ряд наукових досягнень. До їх числа (крім усім відомої «теореми Піфагора») відноситься, наприклад, відкриття того факту, що відношення діагоналі і сторони квадрата не може бути виражено цілим числом і дробом. Тим самим в математику було введено поняття ірраціональності.
Одним з найбільших учених-математиків античності був Евклід, що жив в III столітті до н.е. У своєму об'ємистому праці «Начала» він навів в систему всі математичні досягнення того часу. Створений Евклідом метод аксіом дозволив йому побудувати будівлю геометрії, що носить донині його ім'я.
Першокласним ученим, математиком і механіком античності був Архімед (287-212 рр. До н.е.). Він вирішив ряд завдань по обчисленню площ поверхонь і об'ємів, визначив значення числа π (що представляє собою відношення довжини кола до свого діаметру). Архімед ввів поняття центра ваги і розробив методи його визначення для різних тіл, дав математичний висновок законів важеля. Йому приписують «крилатий» вислів: «Дайте мені точку опори, і я зрушу Землю». Архімед поклав початок гідростатики, яка знайшла широке застосування при перевірці виробів з дорогоцінних металів і визначенні вантажопідйомності кораблів. Широку популярність отримав закон Архімеда, що стосується плавучості тел.
Наукові праці Архімеда знаходили застосування в суспільній практиці. Йому належать численні винаходи: так званий «архимедів гвинт» (пристрій для підйому води на більш високий рівень), різні системи важелів, блоків, поліспастів і гвинтів для підняття великих вантажів, військові метальні машини і т.д.
Архімед був одним з останніх представників природознавства Стародавньої Греції. На жаль, його наукова спадщина довго не отримувало тієї оцінки, яку воно заслуговувало. Лише через понад півтори тисячі років, в епоху Відродження, праці Архімеда були оцінені по достоїнству і отримали подальший розвиток.