Hy Lạp thời kỳ cổ đại chưa có tri thức khoa học thực nghiệm. Với Hy Lạp khi đó, không chỉ thực nghiệm còn ở trình độ hết sức thô sơ, mà cả thực tiễn sản xuất, công nghệ còn ở trạng thái phôi thai, chưa được tổng kết về mặt lý luận. Mặc dù vậy, triết học tự nhiên vẫn đạt tới trình độ phát triển cao; nhiều phỏng đoán thiên tài đã xuất hiện trên cơ sở một số lượng thông tin ít ỏi, nhưng đã có thể được sử dụng làm tiền đề cho những nghiên cứu kinh nghiệm phát triển, đặc biệt là các quan niệm về nguyên tử và những luận thuyết về sự hình thành vũ trụ.
Ở Hy Lạp cổ đại, tầng lớp tăng lữ không có một vị trí quan trọng trong đời sống xã hội, bởi họ thường không hoàn thành các chức năng của nhà khoa học. Các nhà khoa học thường xuất hiện từ tầng lớp thị dân khá giả, tầng lớp thương gia và chính khách. Thực ra, điều này gắn liền với sự xuất hiện của triết học với tư cách một hình thái đặc biệt của ý thức xã hội. Song bản thân sự xuất hiện này đã không thể có được, nếu như không có sự phát triển của khoa học mà lao động trí óc đã đạt tới ở các Nhà nước – thị thành Hy Lạp cổ đại.
Những tiến bộ trong lĩnh vực khoa học đã phát triển từ sự giao thoa giữa các nền văn hóa thuộc Hy Lạp cổ đại. Sự kết nối văn hóa cùng với những điều kiện khác đã tạo điều kiện cho sự tiến bộ của khoa học.
Về toán học, Ơclít (khoảng năm 300 trước CN) đã biên soạn một bộ giáo khoa mà cho đến nay, vẫn được coi là kiến thức cơ bản cho việc giảng dạy hình học phẳng. Ông xây dựng nên một chuỗi những chứng minh nối tiếp
nhau cho những định lý mà ông đã đưa ra, trong đó mỗi chứng minh đều dựa vào những chứng cớ có trước, khởi đầu bằng một định đề đơn giản: khoảng cách ngắn nhất giữa hai điểm là độ dài đoạn thẳng nối hai điểm ấy. Phương pháp phân tích trong những chứng minh của ông là nét đặc trưng của tư tưởng Hy Lạp, bởi các triết gia Hy Lạp tin rằng, con người chỉ có thể biết được điều gì đó khi đã chứng minh được nó. Việc nhắc lại các định lý của Ơclít trong môn học hình học hiện nay ở các trường học trên khắp thế giới đã khiến ông trở thành tác giả Hy Lạp được đọc nhiều nhất. Tiếp theo Ơclít, Pitago cũng đề cao vai trò của hình học, khi cho điểm là đơn vị, đường thẳng là bộ hai, diện tích là bộ ba và thể tích (vật thể) là bộ bốn. Pitago phát hiện ra sự đồng nhất của sao Hôm và sao Mai và cũng phát hiện ra rằng, Mặt trăng đã nhận được ánh sáng từ Mặt trời. Công lao của Pitago là đã đưa ra một định lý mang tên ông: tổng các góc trong một tam giác bằng hai vuông và định lý về các cạnh của tam giác vuông: a2
= b2 + c2.
Ácximét đã trở thành nhà toán học vĩ đại nhất thời cổ đại, khi ông đưa ra nguyên lý đòn bẩy, chế ra gương cầu lõm, máy bắn đá và phát hiện ra lực đẩy tác động lên một vật nếu vật đó trong lòng chất lỏng (lực đẩy Ácximét). Ông đã tính được số pi (tỷ số giữa chu vi và đường kính của vòng tròn π ≈ 3,14), đã phát triển một hệ thống thể hiện những con số vô cùng lớn bằng cách dùng 100 triệu làm cơ số và đã khám phá ra tỷ số giữa thể tích của hình trụ và hình cầu chứa trong đó (3:2, một tỷ lệ mà ông muốn ghi khắc trên bia mộ của mình). Ácximét còn là người đi tiên phong trong vật lý học, khi chứng minh rằng vật thể nổi sẽ chìm trong chất lỏng chỉ tới điểm mà nó thay thế trọng lượng của chính nó. Ông cũng đã hiểu được nguyên tắc sử dụng đòn bẩy để nâng những trọng lượng lớn và người ta cho rằng, ông đã tuyên bố “Hãy cho tôi một điểm tựa, tôi sẽ nâng được trái đất” [31, tr.116]. Ông đã phát minh ra cánh quạt nước mà đến nay, người ta vẫn sử dụng để làm thủy
lợi ở Ai Cập. Khi quân La Mã vây hãm Syracuse năm 212 trước CN, ông đã sáng chế ra những chiếc máy bắn đá để chiến đấu chống lại họ, nhưng thật đáng tiếc là ông đã bị một lính La Mã sát hại khi thành phố thất thủ, trong lúc ông đang ngồi vẽ con số toán học trên cát. Trong những khám phá toán học khác ghi danh các nhà khoa học Hy Lạp cổ đại, chúng ta có thể kể đến những khám phá trong lĩnh vực đo lường. Hipáckhơ đã tính được khoảng cách thời gian của tháng âm lịch trung bình chỉ xê xích trong khoảng một giây so với con số được chấp nhận ngày nay. Năm 225 trước CN, Eratôsten đã tính được chu vi của trái đất vào khoảng 28.000 dặm, chỉ lớn hơn con số thực thế 3.000 dặm. Các nhà khoa học khác cũng đã nghiên cứu sự phân chia thời gian thành giờ, phút, giây và phân chia vòng tròn thành độ, phút và giây.
Trong lĩnh vực thiên văn học, “Đêmôcrít đã đưa ra dự đoán rằng dải
Ngân hà gởi đến chúng ta ánh sáng liên hợp của của hằng hà sa số các vì sao
nhỏ” [24, tr.666]. “Arixtáccơ người XaMốt (cuối thế kỷ IV – nửa đầu thế kỷ III trước CN) – nhà thiên văn học và toán học xuất sắc cổ Hy Lạp; đã đưa ra giả thuyết về mặt trời là trung tâm của thái dương hệ, đã nổi tiếng trong việc đo đạc những khoảng cách đến mặt trăng và mặt trời” [24, tr.996]. Mẫu hình học về bầu trời đầu tiên, thô sơ nhất được thừa nhận là do Anaximander đưa ra, khi ông cho rằng, hàng loạt các vòng tròn được đặt theo khoảng cách chính xác về số đo tạo thành một trái đất hình đĩa ở trung tâm. Mẫu hình này đã nhanh chóng được những người kế thừa thay đổi và cải tiến. Chỉ trong hai thế hệ, chúng ta đã có một sơ đồ kinh điển về bầu trời, xác định vị trí các sao cố định và sự chuyển động có thể quan sát được của chúng được giải thích bởi vòng xoay hàng ngày của quả cầu. Có thể muộn hơn, nhưng là trước thời Platôn, quan niệm trái đất phẳng, hình đĩa đã được thay bằng mô hình quả đất tròn. Chính mô hình này đã giúp Anaxagoras đưa ra giải thích mang tính quang học một cách chính xác hiện tượng về nguyệt thực vào giữa thế kỷ V
trước CN. Ở đây, điều quan trọng không phải là ở chỗ các mô hình ban đầu còn quá thô sơ, mà chính là ở chỗ các mô hình đó đã đưa ra ý định giải thích về sự chuyển động của vũ trụ. Xét về mặt kỹ thuật, mô hình này đã xác định rõ một quan điểm triết học mới về giới tự nhiên, khi coi tự nhiên là môt hệ thống chịu sự chi phối bởi quy tắc và trật tự. Và, cũng chính mô hình này đã mang lại cho ngành thiên văn học một ý niệm mới: khả năng giải thích các hiện tượng quan sát được trên bầu trời
Vào khoảng năm 250 trước CN, Arintakhơ - một nhà thiên văn học, nhà toán học đã đưa ra lý thuyết về sự chuyển động của các hành tinh. Quan điểm cho rằng trái đất quay quanh mặt trời không phải là mới, nhưng Arintakhơ đã tinh lọc nó bằng phát kiến cho rằng, trái đất vừa xoay quanh trục của nó, vừa quay quanh mặt trời cùng với các hành tinh khác. Phải mãi đến thế kỷ XVI, các nhà thiên văn học mới chứng minh được sự hợp lý trong hệ thống của Arintakhơ. Còn vào thời điểm đó, truyền thống thiên văn Hy Lạp tiếp tục theo đuổi lý thuyết địa tâm cổ xưa hơn - lý thuyết coi trái đất là trung tâm của thái dương hệ và mặt trời quay quanh nó. Thuyết địa tâm này đã được ghi lại trong một văn bản được coi là quan trọng nhất về thiên văn học ở Hy Lạp cổ đại – đó là Almagest (sách thiên văn) của Ptôlêmê ở Alecxandria. Quyển sách này đã hệ thống hóa sự nghiên cứu thiên văn của người Hy Lạp và là văn bản được thừa nhận về chủ đề này trong hơn một ngàn năm.
Platôn với tập hội thoại Timaeus có thể được coi là bộ óc bách khoa về khoa học. Tập hội thoại này cũng được xem là tập hợp các quan niệm của Platôn về một học thuyết khá hấp dẫn trong thời đại chúng ta – học thuyết về sự thống nhất của khoa học như một dự báo trước về mô hình giải thích khoa học theo phương pháp giả thuyết, loại suy. Platôn đã xây dựng một mô hình hình học về chuyển động của Mặt trời giữa các chí tuyến theo đường xoắn ốc phụ thuộc vào các mùa. Ông cũng đã phát triển lý thuyết cho rằng, đường xoắn
ốc chính là kết quả của hai chuyển động đồng nhất và liên tục: chuyển động xoay tròn về phía Tây trong một ngày của toàn bộ quả cầu và chuyển động hàng năm về phía Đông theo một vòng tròn lớn giữa hai chí tuyến, vòng tròn của đường Hoàng đạo. Cách giải thích này phù hợp một cách gần như hoàn hảo đối với các dữ liệu mà Platôn có được dựa trên kinh nghiệm. Do vậy, Platôn đã tỏ ra dứt khoát khi đồng ý với nhận định cho rằng, kiến thức về giới tự nhiên phần nhiều là sự phỏng đoán. Việc Platôn thừa nhận sự liên quan giữa lý thuyết và dữ liệu thực tế phần nào tiến tới quan điểm triết học về khoa học hiện nay. Ngày nay, chúng ta cho rằng, một lý thuyết được kiểm soát bởi các dữ liệu dựa trên kinh nghiệm thì dẫu sao cũng mang tính gượng ép – sự gượng ép trong các quy tắc khoa học và trong quan hệ chi phối. Chúng ta thường nói sự quan sát mang nặng tính lý thuyết, còn Platôn thì nói với chúng ta rằng, trong vũ trụ học hay trong triết học và khoa học tự nhiên, trước hết chúng phải ghi nhận các lý giải về vũ trụ, lý giải đó gợi lên một suy nghĩ trừu tượng về cấu trúc, cũng như cách kết hợp và biến đổi tối ưu của chúng.
Arixtốt đã đưa ra một quan niệm khá lý thú về khoa học thuần nhất và khoa học ứng dụng, khi ông phân chia khoa học thành ba phần: khoa học lý thuyết, khoa học thực hành và khoa học sản xuất. Sự phân chia này đã mang lại sự cảm nhận nhạy bén từ việc nghiên cứu khoa học chính thống, khi đi sâu nghiên cứu bản chất của sự vật, giúp bảo vệ hành vi con người khỏi cách giải thích theo quyết định luận, đồng thời cũng thỏa mãn ham muốn nhận thức toàn diện của con người về vai trò của các khoa học trong đời sống xã hội.
Hy Lạp cổ đại còn được coi là quê hương của y học với Hypôcrát nổi tiếng, với Hêrophilos được coi là người đầu tiên trong lịch sử nhân loại đã nghiên cứu giải phẫu trên cơ thể người.
Thành tựu khoa học tiếp theo của người Hy Lạp phải kể đến là chữ viết. Người Hy Lạp có hai loại chữ viết tương tự nhau, gọi là Nét A và Nét B. Cả
hai loại chữ viết đều có âm tiết: mỗi ký hiệu biểu thị một thanh âm không phải là một mẫu tự. Ngôn ngữ được viết bằng chữ Nét A, loại chữ viết cổ (được dùng vào khoảng năm 1700 – 1500 trước CN) vẫn chưa được giải mã; nhưng loại chữ Nét B, loại chữ mới mẻ hơn (được dùng vào khoảng năm 1450 – 1400 trước CN) đã được giải mã như một dạng chữ Hy Lạp sơ khai. Sau năm 1200 trước CN, người Hy Lạp dường như đã rơi vào tình trạng mù chữ, khi chữ viết Nét B biến mất. Nhưng đến khoảng năm 759 trước CN, việc buôn bán đã đưa người Hy Lạp đến Palestine và tiếp xúc với dân Phoenician, những người sử dụng loại chữ viết Semite làm mẫu tự. Loại mẫu tự này có khoảng 30 ký tự, nhưng nhiều âm khác nhau có thể được biểu thị bằng một vài ký hiệu này. Nhờ tính chính xác và tính đa dụng, loại chữ viết này dễ nắm bắt hơn hẳn các chữ viết hình nêm. Do vậy, người Hy Lạp đã áp dụng bảng chữ cái này và đem lại sự chính xác hơn cho chữ viết của họ bằng cách thay đổi một số ký tự, những ký tự hoàn hảo là phụ âm đã trở thành nguyên âm. Nhờ đó mà bảng chữ cái Hy Lạp đã trở nên linh hoạt, dễ dàng hơn cho việc ghi chép lại các áng thi ca, sử thi, các tác phẩm triết học và khoa học ở Hy Lạp cổ đại.
Người Hy Lạp đã sử dụng bảng chữ cái này trước hết để phổ biến trước công chúng những luật lệ mà người dân có thể đọc và hiểu, qua đó thông tin có thể được truyền bá một cách nhanh chóng, mang lại sự năng động cho đời sống chính trị. Từ năm 500 trước CN, người Hy Lạp đã bắt đầu công bố tất cả các loại văn bản, tài liệu ghi chép được khắc nổi trên đá. Đây không chỉ là những văn bia kỷ niệm nhằm phô trương chiến thắng của các quân vương, mà còn là những tài liệu giúp dân chúng hiểu, phê bình và giám sát hoạt động của quốc gia.
Những tri thức khoa học mà người Hy Lạp đạt được đó đã chứng tỏ sự phát triển tư duy lên một trình độ mới của người Hy Lạp cổ đại. Nó cũng cho
thấy sự sai lệch, giả dối trong bức tranh vũ trụ và nhân sinh quan của thần thoại và tôn giáo đã chi phối đời sống tinh thần xã hội Hy Lạp lúc bấy giờ. Vì vậy, bức tranh thần thoại về thế giới cần phải được thay thế bằng một bức tranh khoa học đúng đắn, phù hợp với sự phát triển của đời sống cũng như nhận thức con người. Triết học đã đảm nhận việc xây dựng bức tranh khoa học đó với những tri thức khoa học đã đạt được. Nếu như trước đây, thần thoại đã đi tìm một hóa công vũ trụ thì giờ đây, với tri thức khoa học làm cơ sở, cái mà triết học hướng tới đó là sự khám phá tính chỉnh thể, tính thống nhất của thế giới, tìm kiếm cái bản nguyên của mọi tồn tại. Và, câu hỏi “Vị thần nào cai quản thế giới?” đã được thay thế bằng câu hỏi “Thế giới này bắt đầu từ đâu và quay trở về đâu?”.