direita|miniaturadaimagem|250x250px|O sistema ptolemaico de movimento celeste conforme representado em Harmonia Macrocosmica (1661) A ciência na Antiguidade clássica abrange investigações sobre o funcionamento do mundo ou do universo com objetivos tanto práticos (por exemplo, estabelecer um calendário confiável ou determinar como curar diversas doenças) quanto investigações mais abstratas pertencentes à filosofia natural. A Antiguidade clássica é tradicionalmente definida como o período entre o século VIII a.C. (início da Grécia Arcaica) e o século VI d.C. (após o qual se inicia a ciência medieval). Geralmente é limitada geograficamente ao Ocidente greco-romano, à Bacia do Mediterrâneo e ao Antigo Oriente Próximo, excluindo, portanto, tradições de ciência do mundo antigo em regiões como a China e o subcontinente indiano.

As ideias sobre a natureza teorizadas durante a Antiguidade clássica não se limitavam à ciência, mas incluíam mitos e religião. Aqueles que hoje são considerados os primeiros cientistas podem ter se visto como filósofos naturais, como praticantes de uma profissão especializada (por exemplo, médicos) ou como seguidores de uma tradição religiosa (por exemplo, curandeiros de templo). Alguns dos nomes mais conhecidos dessa época incluem Hipócrates, Aristóteles, Euclides, Arquimedes, Hiparco, Galeno e Ptolomeu. Suas contribuições e comentários espalharam-se pelos mundos bizantino, islâmico e latino e contribuíram para o surgimento da ciência moderna. Suas obras abrangeram muitas categorias diferentes, incluindo matemática, cosmologia, medicina e física.

Grécia Clássica miniaturadaimagem|O médico Hipócrates, conhecido como o "Pai da Medicina Moderna"The father of modern medicine: the first research of the physical factor of tetanus , European Society of Clinical Microbiology and Infectious Diseases

Conhecimento das causas Essa busca pela natureza das coisas começou, entre os antigos gregos, a partir de preocupações práticas. Por exemplo, a tentativa de estabelecer um calendário pode ser vista inicialmente na obra Os Trabalhos e os Dias do poeta grego Hesíodo, que viveu por volta de 700 a.C. O calendário de Hesíodo destinava-se a regular as atividades sazonais com base no surgimento e desaparecimento sazonal das estrelas, bem como nas fases da Lua, consideradas propícias ou ominosas.Lloyd (1970), p. 81; Thurston, p. 21. Por volta de 450 a.C., começam a surgir compilações dos surgimentos e desaparecimentos sazonais das estrelas em textos chamados parapegmata, usados para regular os calendários cívicos das cidades-estado gregas com base em observações astronômicas.Thurston, pp. 111–12; D. R. Lehoux, Parapegmata: or Astrology, Weather, and Calendars in the Ancient World, Tese de doutorado, University of Toronto, 2000, p. 61.

A medicina é outro campo em que ocorreram investigações práticas sobre a natureza. A medicina grega não era monopolizada por uma única profissão treinada e não havia método aceito de qualificação ou licenciamento. Médicos na tradição hipocrática, curandeiros de templo associados ao culto de Asclépio, coletores de ervas, vendedores de remédios, parteiras e treinadores de ginástica reivindicavam qualificação como curandeiros em contextos específicos e competiam ativamente por pacientes.Lloyd (1979), pp. 38–9. Essa rivalidade entre tradições concorrentes contribuiu para um debate público ativo sobre as causas e o tratamento adequado de doenças, bem como sobre as abordagens metodológicas de seus rivais.

Um exemplo da busca por explicações causais pode ser encontrado no texto hipocrático Doença Sagrada, que trata da natureza da epilepsia. Nele, o autor ataca seus rivais (curandeiros de templo) por atribuírem a epilepsia à ira divina, bem como pela ganância. Embora o autor sustente que a epilepsia tem uma causa natural, quando chega a explicar qual seria essa causa e qual o tratamento apropriado, a explicação é tão limitada em evidências específicas quanto a de seus rivais.Lloyd (1979), pp. 15–24. Ainda assim, observações sobre fenômenos naturais continuavam a ser compiladas na tentativa de determinar suas causas, como ocorre, por exemplo, nas obras de Aristóteles e Teofrasto, que escreveram extensamente sobre animais e plantas. Teofrasto produziu também a primeira tentativa sistemática de classificar minerals e rochas, um resumo do qual se encontra na História Natural de Plínio.

O legado da ciência grega nesse período incluiu avanços substanciais em conhecimento factual, devido à pesquisa empírica (por exemplo, em zoologia, botânica, mineralogia e astronomia), uma consciência sobre a importância de certos problemas científicos (por exemplo, o problema da mudança e suas causas) e o reconhecimento da relevância metodológica de se estabelecer critérios de verdade (por exemplo, aplicar matemática a fenômenos naturais), apesar de não haver consenso universal em nenhuma dessas áreas.Lloyd (1970), pp. 144–6.

Filosofia pré-socrática

Filósofos materialistas miniaturadaimagem|Os quatro elementos clássicos (fogo, ar, água, terra) de Empédocles, ilustrados com um tronco em chamas. O tronco libera todos os quatro elementos ao ser destruído. Os primeiros filósofos gregos, chamados de pré-socráticos, eram materialistas que forneciam respostas alternativas à mesma pergunta encontrada nos mitos de seus vizinhos: "Como surgiu o cosmos ordenado em que vivemos?"Cornford, p. 159. Embora a pergunta seja praticamente a mesma, suas respostas e a atitude em relação a elas diferem notavelmente. Conforme relatado por escritores posteriores como Aristóteles, suas explicações tendiam a se concentrar na origem material das coisas.

Tales de Mileto (624–546 a.C.) considerava que todas as coisas se originavam da água e nela encontravam seu sustento. Anaximandro (610–546 a.C.) sugeriu, então, que as coisas não poderiam vir de uma substância específica como a água, mas sim de algo que chamou de "ilimitado". Exatamente o que ele quis dizer é incerto, mas sugere-se que fosse ilimitado em quantidade, para que a criação não falhasse; em qualidades, para que não fosse sobrepujado por seu contrário; no tempo, pois não teria começo nem fim; e no espaço, já que abarcaria todas as coisas.Lloyd (1970), pp. 16–21; Cornford, pp. 171–8. Anaxímenes (585–525 a.C.) retornou a uma substância material concreta, o ar, que poderia ser alterado por rarefação e condensação. Ele apresentou observações comuns (o ladrão de vinho) para demonstrar que o ar era uma substância e um experimento simples (soprar na própria mão) para mostrar que poderia ser alterado por rarefação e condensação.Lloyd (1970), pp. 21–3.

Heráclito de Éfeso (c. 535–475 a.C.) sustentava que a mudança, em vez de qualquer substância, era fundamental, embora o elemento fogo parecesse desempenhar um papel central nesse processo.Lloyd (1970), pp. 36–7. Por fim, Empédocles de Agrigento (490–430 a.C.) parece ter combinado as visões de seus antecessores, afirmando que havia quatro elementos (Terra, Água, Ar e Fogo) que produziam mudança ao se misturarem e se separarem sob a influência de duas "forças" opostas que ele chamou de Amor e Discórdia.Lloyd (1970), pp. 39–43.

Todas essas teorias implicavam que a matéria seria uma substância contínua. Dois filósofos gregos, Leucipo (primeira metade do século V a.C.) e Demócrito, propuseram a noção de que havia duas entidades reais: átomos — minúsculas partículas indivisíveis de matéria — e o vácuo, o espaço vazio onde a matéria estava localizada.Lloyd (1970), pp. 45–9. Embora todas as explicações de Tales a Demócrito envolvessem matéria, o mais importante é o fato de essas teorias rivais sugerirem um processo contínuo de debate em que teorias alternativas eram apresentadas e criticadas.

Xenófanes de Cólofon antecipou a paleontologia e a geologia ao defender que, periodicamente, a terra e o mar se misturavam e tudo se transformava em lama, citando vários fósseis de criaturas marinhas que ele havia observado.Barnes p. 47, citando Hipólito, Refutação de todas as Heresias I xiv 1–6

Filosofia pitagórica

As explicações materialistas sobre as origens do cosmos eram tentativas de responder à pergunta sobre como surgiu um universo organizado; no entanto, a ideia de um aglomerado aleatório de elementos (por exemplo, fogo ou água) gerando um universo ordenado sem a existência de um princípio organizador permaneceu problemática para alguns.

Uma resposta a esse problema foi apresentada pelos seguidores de Pitágoras (c. 582–507 a.C.), que viam o número como a entidade fundamental e imutável subjacente a toda a estrutura do universo. Embora seja difícil distinguir fato de lenda, parece que alguns pitagóricos acreditavam que a matéria seria formada por arranjos ordenados de pontos, segundo princípios geométricos: triângulos, quadrados, retângulos ou outras figuras. Outros pitagóricos viam o universo disposto com base em números, razões e proporções, de forma semelhante às escalas musicais. Filolau sustentava, por exemplo, que havia dez corpos celestes porque a soma 1 + 2 + 3 + 4 resultava no número perfeito 10. Assim, os pitagóricos foram alguns dos primeiros a aplicar princípios matemáticos para explicar a base racional de um universo ordenado — ideia que teria enormes consequências no desenvolvimento do pensamento científico.Lloyd (1970), pp. 24–31.

Hipócrates e o Corpus Hipocrático De acordo com a tradição, o médico Hipócrates de Cós (460–370 a.C.) é considerado o "pai da medicina" por ter sido o primeiro a empregar prognóstico e observação clínica, a categorizar doenças e a formular as ideias que fundamentariam a teoria dos humores. No entanto, grande parte do Corpus Hippocraticum — conjunto de teorias médicas, práticas e diagnósticos — foi frequentemente atribuída a Hipócrates com pouca base, tornando difícil saber o que, de fato, ele pensava, escrevia e fazia.

Apesar de variarem amplamente em estilo e método, os escritos do Corpus Hipocrático influenciaram fortemente a prática médica islâmica e ocidental por mais de mil anos.

Escolas de filosofia

A Academia

miniaturadaimagem|Um mosaico retratando a Academia de Platão, da Vila de T. Siminius Stephanus em Pompéia (século I d.C.) A primeira instituição de ensino superior na Grécia Antiga foi fundada por Platão (c. 427 – c. 347 a.C.), um ateniense que— talvez sob influência pitagórica— parece ter identificado o princípio ordenador do universo como algo baseado em número e geometria. Segundo um relato posterior, Platão teria inscrito na entrada da Academia as palavras "Que não entre ninguém ignorante de geometria".A. M. Alioto, A History of Western Science, (Englewood Cliffs, NJ: Prentice–Hall, 1987), p. 44. Embora a história seja provavelmente um mito, ela demonstra o interesse de Platão pela matemática, mencionado em vários de seus diálogos.

A filosofia de Platão sustentava que todas as coisas materiais são reflexos imperfeitos de ideias eternas e imutáveis, assim como todos os diagramas matemáticos são reflexos de verdades matemáticas eternas e imutáveis. Uma vez que Platão acreditava que as coisas materiais possuíam uma realidade inferior, ele considerava que o conhecimento demonstrativo não poderia ser obtido ao observar o mundo material imperfeito. A verdade deveria ser encontrada por meio de argumentações racionais, análogas às demonstrações matemáticas.Lindberg, pp. 35–9; Lloyd (1970), pp. 71–2, 79. Por exemplo, Platão recomendava que a astronomia fosse estudada em termos de modelos geométricos abstratos em vez de observações empíricas,Platão, República, 530b–c. e propunha que líderes fossem treinados em matemática antes de prosseguirem na filosofia.Platão, Timeu, 28b–29a.