کشف قوانین حاکم بر طبیعت :
در روزگار کهن ، طبیعی بود که رویدادهای طبیعت را به موجودهای فراطبیعی نسبت دهند .ناآگاهی درباره رویدادهای طبیعی باعث شده بود که مردم باستان ،خدایان را اختراع کنند تا بر هر جنبه زندگی آدمی حکمرانی نمایند .خدایان خورشید ، زمین و آسمان و…از آن جا که ارتباط میان علت و معلول در طبیعت به چشم ناپیدا بود ، این خدایان مرموز تصور می شدند و آدمیان در زیر سیطره آن ها قرار داشتند.
اما حدود 2600 سال پیش بر طبق دیدگاه تالس میلتی این انگاره مطرح شد که طبیعت از اصول پایداری پیروی می کند که می توان آن را رمز گشایی کرد.تالس معتقد بود جهان قابل درک است و رویدادهای پیچیده پیرامون ما را می توان به اصول ساده تر ،کاهش داد.برای مثال او توانست در سال 585 پ.م خورشیدگرفتگی را پیش بینی کند.
نخستین فرمول بندی ریاضی آنچه ما امروز قانون طبیعت می دانیم به یک یونانی به نام پیتا گوراس نسبت داده می شود.او توانست رابطه ریاضی میان درازای زه هایی که در سازهای موسیقی بکار می روند و نیز هارمونی ترکیب آواها را کشف کند.
جدا از قانون پیتاگوراس برای زه ها ، تنها قانون های فیزیکی که به درستی توسط مردم باستان کشف شده بودند ،سه قانونی بودند که توسط ارشمیدس ، برجسته ترین فیزیکدان دوران باستان ،تشریح شده اند.
- قانون اهرم ها توضیح می دهد که چگونه با نیروهای کوچک می توان بارهای سنگین را بلند کرد .زیرا اهرم نیرو را به نسبت فاصله تا تکیه گاه بزرگ می کند.
- قانون شناوری می گوید که هر جسم که درون آبگونی غوطه ور شود ،نیروی به سمت بالا به آن وارد می شود که برابر است با وزن آبگون جابجا شده توسط آن جسم.
- قانون بازتاب می گوید که زاویه میان یک پرتو نوری و آینه برابر است با زاویه میان آینه و بازتاب پرتو نوری.
ارشمیدس خود این ها را قانون نخواند و آن ها را با پشتوانه مشاهده یا اندازه گیری توضیح نداد .به جای آن ، او آن ها را چنان عرضه کرد که انگار قضیه های ریاضی ناب در یک سامانه بدیهیات هستند. آناخیماندر دوست تالس معتقد بود کیهان دارای یک نظم درونی است ،نظمی که می توان آن را از راه مشاهده و منطق فهمید.
آناخیماندر چنین بحث کرد که از آن جا که نوزاد آدمی در زایش ناتوان است ،اگر نخستین آدمی به شکل یک نوزاد روی زمین پدیدار می شد .زنده نمی ماندسپس استدلال کرد ،آدمیان بایستی از جانوران دیگری که نوزادشان سخت جان تر است تکامل پیدا کرده باشند. که شاید نخستین جرقه اندیشه تکامل در انسان بوده باشد.
در سیسیل ، امپدوکلس با توجه به کارکرد ساعت آبی کلپسیدرا ، بنیاده ماده هایی را که امروز ما هوا می خوانیم را کشف کرده بود.کلپسیدرا ساعتی بوده که با چکیدن آب از یک ظرف به ظرف دیگر ،زمان را نشان می داده .این وسیله از یک ظرف کروی شکل با گلوگاه باز ساخته شده بود که در زیر آن سوراخ های ریزی داشت .وقتی در آب فرو برده می شد از آب پر می شد و اگر هنگام بیرون آوردن ، گلوگاه باز آن را می بستند ، آب از سوراخ ها بیرون نمی ریخت .امپدوکلس متوجه شد که اگر پیش از فرو بردن در آب ، گلوگاه آن را ببندد ، از آب پر نمی شود لذا او نتیجه گیری کرد که چیزی ناپیدا از ورود آب از سوراخ ها به درون کره جلوگیری می کند.
در همان زمان دموکریتوس ،این فرضیه که همه چیز شامل همه جانداران از ذره های بنیادینی ساخته شده اند که نمی توان آن ها را شکست یا به تکه های ریز تر بخش کرد را مطرح کرد.او این ذره های نهایی را اتم خواند که از صفت بخش ناپذیر در یونانی گرفته شده بعدها آریستارخوس ،با تحلیل هندسی پیچیده ای که با استفاده از مشاهدات دقیق از اندازه سایه زمین بر روی ماه ،هنگام خورشیدگرفتگی انجام داد . این انگاره انقلابی که ما تنها ساکنان معمولی کیهان هستیم و نه موجودهایی ویژه در مرکز آن را مطرح کرد.او از داده های خود نتیجه گرفت که خورشید باید بسیار بزرگ تر از زمین باشد. لذا زمین مرکز سامانه سیاره ای ما نیست و زمین و دیکر سیاره ها در مدار خورشید که از همه بزرگ تر است می چرخند .این یک گام کوچک در راه درک این واقعیت بود که زمین تنها یکی از سیاره هاست و اینکه خورشید ما چیز ویژه ای نیست.
