Antiikin tiede
Kehitys tieteenaloittain > Fysiikka > Mekaniikka ja optiikan tutkimus

Aristoteleen mielestä maailma oli jatkuvassa muutoksessa ja rakentui tulesta, vedestä, maasta ja ilmasta sekä eetteristä. Eetteri poikkesi muista alkuaineissa käytännössä siinä, ettei siihen liitetty ominaisuuksia kuten muihin ja taivaankappaleet rakentuivat siitä. Aristoteleen mukaan kaikki taivaalla havaittava oli ikuista, eikä siellä tapahtunut vastaavia muutoksia kuin Maassa. Ilma ja tuli olivat Aristoteleen mukaan kevyitä, kun maa ja vesi olivat raskaita, ja että kukin alkuaine pyrki jatkuvasi kohti sen ”luonnollisinta tilaa”. Alkuaineteoriallaan Aristoteles pyrki selittämään sen miksi raskaan kappaleen liike suuntautuu alaspäin ja miksi nuotiolla tuli näytti kulkeutuvan ylöspäin. Mitä enemmän kappaleessa oli maa-alkuainetta, sitä enemmän se Aristoteleen mielestä suuntautui kohti maata, mikä johtaa siihen, että raskaammat kappaleet tippuvat nopeammin kuin kevyemmät (todellisuudessa näin ei käy). Straton oli vuonna 320 eaa. ensimmäisenä esittänyt, että putoava kappale on kiihtyvässä liikkeessä.
Hänen mukaansa kaikella liikkeellä on syy, joka on kappaleeseen vaikuttava voima, ellei voimaa ole, kappale pysyy paikoillaan. Se on kuitenkin ristiriidassa havainnon kanssa, että jousella ammuttu nuoli liikkuu vaikkei mikään voima näytä sitä liikuttavan. Aristoteles yritti selittää nuolen liikkeen niin, että väliaine (ilma) aiheuttaa liikuttavan voiman. Aristoteles siis ajatteli, että mitä suurempi liikuttava voima kappaleeseen vaikuttaa, sitä nopeammin kappale etenee. Aristoteles hyväksyi kaarevan liikkeen ja suoraviivaisen liikkeen olemassaolon. Kaareva liike liittyi taivaankappaleisiin ja siksi se oli ikuista. Suoraviivainen liike sitä vastoin liittyi kuunaliseen maailmaan, jolloin sillä oli oltava alku- ja loppupiste Aristoteleen mukaan.
Tyhjiössä ei Aristoteleen mielestä voinut olla lainkaan liikettä, koska tyhjiöllä ei ole tiheyttä eikä siten kykyä vastustaa liikettä ja siksi nopeuden suuruus olisi tyhjiössä ääretön, joka taas johtaisi siihen, että kappale voisi olla useassa paikassa yhtä aikaa. Aristoteles katsoi nopeuden riippuvan massasta ja väliaineen tiheydestä. Hän hylkäsikin kokonaan tyhjiön käsitteen maailmankaikkeudessa ja sen ulkopuolella, mikä oli vakava takaisku atomistien kannalta. Samalla hän pyrki hylkäämään koko äärettömyyden käsitteen, vaikka katsoikin maailmankaikkeuden olevan ikuinen. Aristoteelista mekaniikkaa kritisoi kärkevästi myöhäisantiikin aikoihin elänyt Johannes Filoponos, jonka impetusteoria enteili nykyisten liikemääräkäsitteen ja massan hitauden esiintuloa. Aristoteleen fysiikalla oli äärettömän suuri vaikutus Euroopan keskiaikaiseen kristilliseen filosofiaan ja arabitieteeseen.
Muita ilmiöitä, kuten vaikkapa veden kiehumisen, Aristoteles selitti alkuaineen laatujen muutosten avulla. Veteen hän liitti kylmyyden elementin ja tulella (kuumuus) lämmitettäessä vesi muuttui ilmaksi. Tarkemmin ilmaistuna Aristoteles yhdisti kuhunkin alkuaineeseen laatupareja: maa (kylmä ja kuiva), tuli (kuiva ja kuuma), ilma (kuuma ja märkä) ja vesi (märkä ja kylmä).
Valon kulun tutkiminen alkoi jo Pythagoraan aikoina. Hänen mukaansa näköaistimus johtui siitä, että valo osui silmään. Empedokles esitti päinvastaisen näkemyksen, hänen mukaansa näköaistimus syntyi silmän sisällä palavasta tulesta. Se ei kuitenkaan selittänyt sitä miksi ihminen ei näe hämärässä hyvin, kuten Aristoteles huomautti. Platon tuki Empedoklea, eikä Pythagoraan näkemykselle annettu arvoa. Valon kulkua alkoi selvittää geometrikkona tunnettu Eukleides, joka kirjoitti aiheesta varsin paljon. Hän tutki nimenomaan valon kulkua geometriselta kannalta eikä syventynyt niinkään valon fysikaaliseen luonteeseen, jota ei itse asiassa tutkittu lainkaan antiikissa. Ptolemaios kertoo havainneensa Maan ilmakehän muuttavan tähtien sijaintia todellisesta ja huomasi heijastuskulman olevan sama kuin säteen tulokulma. Valon tiedettiin kulkevan suoraviivasta ja lyhintä reittiä. Roomalainen konsuli Seneca totesi myös, että eri materiaalit taittavat valoa eri tavalla.
Arkhimedes jätti jälkensä tieteen historiaan löytämällä hänen nimeään kantavan nostetta kuvaavan lain. Hän osoitti, että kappaleen syrjäyttämän väliaineen paino on sama kuin kappaleeseen kohdistuva noste. Hän rakensi myös useita mekaanisia apuvälineitä.