Первый этап становления науки следует считать дотеоретическим, дофилософским. Эмпирическое научное знание длительное время существовало как явление, подчиненное религиозно-мифологическому мировоззрению.
С возникновением и развитием рабовладельческого общества появляются условия для научного обобщения знаний. Выделяется группа людей, поставленных в соответствующие условия и способных осмыслить накопленные знания, способных привести их в систему и в какой-то мере раскрыть связи и закономерности в явлениях, природы. Появляется наука, а вместе с ней и люди, занимающиеся этой наукой.
Античная наука
В древней Греции представления о природе складывались в рамках единой нерасчлененной науки - натурфилософии, характеризуемой непосредственным созерцанием окружающего мира как единого целого и умозрительными выводами. Древнегреческие философы- мудрецы, не прибегая к систематическому исследованию и эксперименту, на основе еще бедного научного материала пытались единым взглядом охватить и объяснить всю окружающую действительность. Возникновение и расцвет древнегреческой науки относят к VI-IV вв. до н.э. и связывают, прежде всего с ионийской философской школой, отличавшейся стихийно-материалистическими взглядами. Ее представители - крупные мыслители древности: Фалес, Анаксимандр, Гераклит Эфесский, Диоген Аполлонийский - руководствовались основной идеей о единстве сущего, происхождении всех вещей из некоторого первоначала (воды, воздуха, огня), а также о всеобщей одушевленности материи. Родоначальник античной натурфилософии Фалес прославился, удачно предсказав солнечное затмение, наблюдавшееся в Греции в 585 г. до н.э. Фалеса называют гидроинженером, он известен также своими трудами по географии, астрономии и физиологии.
В противовес материалистической линии в древнегреческой науке начинает развиваться и идеалистическое направление. Первой идеалистической философской школой в древней Греции была пифагорейская философская школа, основателем которой был известный философ-математик античного мира Пифагор (около 571-497 до н.э.). В своем учении представители пифагорейской философской школы особое место отводили математике, считая, что в основе всего сущего лежит число, а вся Вселенная является всеобщей гармонией чисел. Заслугой философов-пифагорейцев являлось то, что они ввели идею существования количественных закономерностей, хотя и в искаженной форме.
В пифагорейской философской школе впервые была выдвинута идея о шарообразной форме Земли, развита парацентрическая концепция мира (от гр. руг - огонь), согласно которой в центре Вселенной находится центральный огонь, вокруг которого вращаются Земля, Солнце, Луна и планеты. Пироцентрическая концепция, при всей ее примитивности, содержала первую догадку о движении Земли.
Материалистическая линия в древней науке получила свое дальнейшее развитие в античной атомистике - материалистическом учении о дискретном строении материи, появившемся в Греции в V в. до н.э., одним из основателей которого был великий философ древности Демокрит (460-370 до н.э.), учивший, что все существующее состоит из пустоты и атомов. Античная атомистика признавала господство строгой причинности в мире и объясняла все различия в природе первоначальным различием атомов.
У Демокрита были предшественники, в учении которых уже содержались элементы атомистических представлений. Из его предшественников следует прежде всего указать Эмпедокла (495-435 до н.э.), высказавшего совершенно определенно идею о несстворимости и неуничтожимости материи, ставшую одним из основных положений античной атомистики. Эмпедокл прославился не только как философ, но и как врач, физик и физиолог. Он объяснил затмение Солнца прохождением Луны между Солнцем и Землей, догадался о том, что свет распространяется с такой большой скоростью, что мы просто не замечаем длительности его распространения. Любопытны представления Эмпедокла о возникновении животных. По его мнению, сначала появились отдельные органы животных, потом в процессе случайных сочетаний эти органы стали порождать разнообразные существа Чудовищные объединения органов неизбежно погибали, а выживали только те, в которых части случайно оказались подходящими друг другу.
Взгляды Демокрита были развиты в учении Эпикура (342-270 до н.э.), пытавшегося последовательно объяснить мир, его возникновение и развитие без привлечения сверхъестественных и нематериальных категорий. Изложению учению Эпикура, выразившего основные идеи античной атомистики, посвящена знаменитая поэма римского философа-материалиста и поэта Лукреция Кара (99-55 до н.э.) "О природе вещей", являющаяся выдающимся произведением древности. Так, Лукреций образно сравнивает непрерывное хаотическое движение атомов с движением пылинок, которые мы видим, когда луч света проникает в темную комнату:
Вот посмотри: всякий раз, когда солнечный луч проникает
В наши жилища и мрак прорезает своими лучами,
Множества тел в пустоте ты увидишь, мелькая,
Мечутся взад и вперед в лучистом сиянии света;
Будто бы в вечной борьбе они бьются в сраженьях и битвах…
Можешь из этого ты уяснить себе, как неустанно
Первоначала вещей в пустоте необъятной метутся.
Так о великих вещах помогают составить понятье
Малые вещи, пути намечая для их постиженъя..
Логическое завершение древнегреческая натурфилософия получила в учении Аристотеля (384-322 до н.э.), величайшего мыслителя и философа древней Греции, объединившего и систематизировавшего знания об окружающем мире, накопленные к IV в. до н.э.
Основополагающими трактатами, входящими в учение Аристотеля о природе, являются "Физика", "О небе", "О возникновении и уничтожении", "Метеорологика", содержащие постановку важнейших научных проблем, разрешение которых привело в дальнейшем к возникновению отдельных естественных наук. Аристотель посвятил ряд своих трактатов живой природе ("История животных", "О частях животных", "О движении животных", "О происхождении животных"), явившись, таким образом основателем раздела биологии - зоологии. Особое внимание Аристотель уделил динамике тел, положив начало изучению механических движений и формированию понятий механики (скорость, сила и т.д.). Космология Аристотеля была основана на геоцентрических представлениях: в центре мира находится Земля сферической формы, окруженная водой, воздухом и огнем; затем идут сферы небесных светил (ближайшая - сфера Луны, наиболее удаленная - сфера неподвижных звезд), вращающиеся вокруг Земли вместе с помещенными на них светилами.
Александрийский период развития науки
Развитие древней науки, начиная с III в. до н.э. в значительной степени связано с древним городом Александрией, основанным Александром Македонским. Поэтому рассматриваемый период в развитии науки древности называют александрийским периодом. Его также называют эллинистическим, поскольку такое название дают древней культуре Ш-I вв. до н.э.
Александрийский период характеризуется началом дифференциации знаний, что было ознаменовано выделением из натурфилософии первых самостоятельных научных дисциплин - становлением астрономии как самостоятельной науки, созданием первой области физики - статики (учение Архимеда о равновесии тел) и развитием математики ("Начала" Евклида).
Становление астрономии как самостоятельной науки означало приведение в систему астрономических знаний, усовершенствование и развитие измерительных методов. В этот период были проведены измерения окружности Земли и расстояния от Луны до Земли, уточнены положение и движение небесных светил. Крупным астрономом александрийского периода был Аристарх Самосский (первая половина III в. до н.э.), выдвинувший гипотезу о гелиоцентрическом строении Вселенной. За эту теорию Аристарх был обвинен в безбожии и подвергался гонениям. Его учение не получило в то время (а затем в течение всего средневековья) развития и только в XVI в. польский астроном Н. Коперник возродил идеи Аристарха.
Другой наукой, достигшей больших успехов в александрийский период, была математика. Знаменитый александрийский математик Евклид (III в. до н. э.) подвел итоги и обобщил в своих "Началах" все, что было сделано до него в области математики. Он создал настолько совершенную и законченную систему элементарной геометрии, что она почти в неизменном виде просуществовала многие столетия. Евклид придал геометрии исключительную логическую строгость и безукоризненность. Вся его система геометрии многие века считалась образцом научной системы; ей подражали самые крупные математики, физики, механики и даже философы последующих времен.
Древние характеризуют Евклида как человека чрезвычайно абстрактной мысли, презрительно относящегося к практическим вопросам. Существует предание о том, что однажды к Евклиду подошел юноша и попросил, чтобы он взял его в ученики, при этом юноша спросил Евклида, какую пользу он получит, изучив геометрию. Согласно преданию, Евклид повернулся к своему рабу и презрительно сказал: "Дай этому человеку 3 обола (древняя монета), он ищет от геометрии пользы". Возможно, что это - только анекдот, тем не менее он правильно характеризует аристократизм ученых александрийского периода, и, возможно, этот анекдот характеризует не столько Евклида, сколько господствующую идеологию того времени.
"Начала" Евклида являются одним из математических оснований классической физики и фундаментом современной элементарной геометрии.