Επί δύο και πλέον χιλιετίες, και συγκεκριμένο από τον 4ο π.Χ. αιώνα ώς τον 17ο μ.Χ. αιώνα, ο Αριστοτέλης άσκησε μια χωρίς προηγούμενο και χωρίς ανάλογο κυριαρχική επίδραση στην ευρωπαϊκή επιστήμη και κοσμολογία. Το γεγονός αυτό δυσχεραίνει την αποτίμηση της σκέψης του, που έχει επανειλημμένα παρερμηνευθεί, καθώς δεν είναι πάντα εύκολο να γίνει διάκριση μεταξύ των θεωριών και των προβλημάτων που διατυπώθηκαν πράγματι από τον Αριστοτέλη και εκείνων που ανήκουν στους οπαδούς του - δηλαδή μεταξύ του ίδιου του Αριστοτέλη και του αριστοτελισμού. Έχει μεγάλη σημασία στην περίπτωση του να εξετάσουμε το έργο του πρώτα σε σχέση με τα σύγχρονα επιστημονικά προβλήματα και κατόπιν υπό το πρίσμα των δικών του απόψεων σχετικά με τους σκοπούς της έρευνας. Τα έργα του μας παρέχουν τις εκτενέστερες πληροφορίες που διαθέτουμε σχετικά με τις απόψεις ενός αρχαίου επιστήμονα για την αξία, τον σκοπό και τις μεθόδους της μελέτης της φύσης· και είναι γεγονός ότι ο Αριστοτέλης είναι εξίσου σημαντικός για τις ιδέες του γύρω από τα θέματα αυτά όσο και για τις επιμέρους θεωρίες και ανακαλύψεις του.
Η γνωσιολογία του Αριστοτέλη αναπτύσσεται στις λογικές πραγματείες που είναι συλλογικά γνωστές ως Ὄργανον και, πιο συγκεκριμένα, στα Ἀναλυτικά ὕστερα. Εδώ η «επιστήμη», ο αρχαιοελληνικός όρος που συνήθως σή- μαινε τη γνώση, αποκτά μια ακριβή, τεχνική σημασία. Ως «ἐπιστήμη» λοιπόν ορίζεται η γνώση «ότι η αιτία από την οποία εξαρτάται ένα γεγονός είναι αιτία του γεγονότος αυτού και ότι το γεγονός δεν μπορεί να υπάρξει διαφορετικά» (71b 10 κ. εξ.). Η γνώση αυτή παράγεται μέσω της «ἀποδείξεως», που είναι στην ουσία της ένα είδος συλλογισμού. Ως συλλογισμός, η απόδειξη βασίζεται σε προτάσεις: οι προκείμενες προτάσεις, που αποτελούν την αφετηρία της απόδειξης, πρέπει να είναι αναπόδεικτες, αλλά παραδεκτές ως αληθείς. Ο Αριστοτέλης διακρίνει τρία είδη τέτοιων προτάσεων, (i) τα αξιώματα, (ii) τους ορισμούς και (iii) τις υποθέσεις. Τα αξιώματα είναι οι αρχές χωρίς τις οποίες δεν είναι δυνατή η παραγωγή συλλογισμών, όπως, π.χ., το αξίωμα ότι αν από ίσα αφαιρέσουμε ίσα η ισότητα δεν μεταβάλλεται, και αποτελούν το κοινό θεμέλιο όλων των επιστημών. Αλλά οι ορισμοί -δηλαδή οι προτάσεις που δηλώνουν τη σημασία των όρο)ν και οι υποθέσεις -οι παραδοχές της ύπαρξης ορισμένων πραγμάτων που αντιστοιχούν στους όρους αυτούς- είναι διαφορετικοί για κάθε επιστήμη, καθώς προσιδιάζουν στο αντικείμενο του εκάστοτε επιστημονικού τομέα. Στη γεωμετρία, π.χ., η σημασία και η ύπαρξη των σημείων και των γραμμών θεωρούνται δεδομένες, ενώ η ύπαρξη όλων των λοιπών -όπως είναι τα σχήματα που κατασκευάζονται από αυτές- πρέπει να αποδειχθεί.
Όταν ξέρουμε κάτι με την πλήρη έννοια του όρου. ξέρουμε επίσης ότι δεν μπορεί να είναι διαφορετικό από ό, τι είναι. Η γνώση αποδεικνύει συνδέσεις που είναι αναγκαίες, αιώνιες και «καθολικές», κατά μια ειδική έννοια την οποία διασαφηνίζει ο Αριστοτέλης. Υπάρχει «καθολική» σύνδεση μεταξύ υποκειμένου και κατηγορουμένου όταν (i) το κατηγορούμενο αληθεύει για κάθε επιμέρους περίπτωση του υποκειμένου και (ii) το υποκείμενο είναι η πιο ευρεία τάξη για την οποία αληθεύει το κατηγορούμενο. Το γεγονός ότι το άθροισμα των γωνιών ισούται με δύο ορθές γωνίες είναι «καθολικό» χαρακτηριστικό του τριγώνου, όχι όμως και του σχήματος ή του ισοσκελούς τριγώνου. Είναι προφανές ότι δεν αποτελεί «καθολικό» χαρακτηριστικό των σχημάτων, αφού αληθεύει για ορισμένα μόνον από αυτά. Αλλά δεν αποτελεί «καθολικό» χαρακτηριστικό, σύμφωνα με τον ορισμό, ούτε για τα ισοσκελή τρίγωνα, διότι ενώ ικανοποιεί την πρώτη συνθήκη δεν ικανοποιεί τη δεύτερη: αληθεύει για όλα τα ισοσκελή τρίγωνα, αλλά ισχύει και για τα μη ισοσκελή.
Το Ὄργανον είναι σημαντικό για τη θεμελιώδη συμβολή του στην κατανόηση της δομής ενός αξιωματικού, παραγωγικού συστήματος. Ο Αριστοτέλης προχώρησε στη μελέτη των όρων της απόδειξης περισσότερο από οποιονδήποτε προγενέστερο συγγραφέα και ήταν ο πρώτος που επιχείρησε μια συστηματική ανάλυση του παραγωγικού συλλογισμού. Όπως και ο Πλάτων, αφ’ ενός πίστευε ότι η γνώση υπό τη στενή έννοια δεν επιδέχεται αμφισβήτηση και, αφ’ ετέρου, έκανε εκτεταμένη χρήση μαθηματικών παραδειγμάτων για να εξηγήσει την άποψη αυτή. Έτσι, στην ανάλυση της απόδειξης στο πρώτο βιβλίο των 'Αναλυτικών υστέρων όλα σχεδόν τα παραδείγματα προέρχονται - όπως είναι φυσικό είτε από τα ίδια τα μαθηματικά είτε από μαθηματικές επιστήμες, π.χ. από την οπτική, την αρμονική και την αστρονομία. Αντίθετα, στο 'Όργανον δεν ασχολείται. συγκριτικά, εκτενώς με την επαγωγή και στη μόνη διεξοδική ανάλυσή της (Ἀναλυτικά πρότερα Β 23) διατείνεται ότι μπορεί να αναχθεί σε ένα είδος συλλογισμού: αποδεικνύει ότι όταν η επαγωγή είναι τέλεια -δηλαδή όταν έχουν εξεταστεί όλες οι επιμέρους περιπτώσεις της τάξης που μας ενδιαφέρει- μπορεί να εκφραστεί υπό μορφήν συλλογισμού.
Στις λογικές πραγματείες του ο Αριστοτέλης αναλύει κυρίως τον παραγωγικό συλλογισμό και την απόδειξη. Ωστόσο, επισημαίνει, όπως και σε άλλα έργα του, τη διάκριση ανάμεσα στη μέθοδο που πρέπει να χρησιμοποιείται κατά την απόδειξη και στη μέθοδο που εφαρμόζεται κατά την ανακάλυψη ή κατά τη μάθηση. Στην πρώτη περίπτωση, αφετηρία είναι το «καθόλου» και εκείνο που είναι πιο κατανοητό, «γνωριμότερον», σε απόλυτο επίπεδο, ενώ στη διαδικασία της ανακάλυψης αφετηρία είναι εκείνο που είναι πιο κατανοητό σε μας, «ἡμῖν γνωριμότερον», δηλαδή, σε αδρές γραμμές τα «καθ’ ἕκαστα», τα άμεσα δεδομένα της εμπειρίας. Αμφότερες οι μέθοδοι είναι κατάλληλες για χρήση από τον φυσικό επιστήμονα και, πραγματικά, η δεύτερη είναι συχνά εξίσου σημαντική με την πρώτη. Κύρια αποστολή του «φυσικού» - όπως μαρτυρεί και η πρακτική του ίδιου του Αριστοτέλη πολλές φορές δεν είναι τόσο να παρουσιάσει τα επιχειρήματά του υπό μορφήν συλλογισμών που δεν αφήνουν καμία αμφιβολία ότι τα συμπεράσματα έχουν συναχθεί με έγκυρο τρόπο από τις προκείμενες, όσο να ανακαλύψει τα αίτια που αποτελούν τους μέσους όρους των συλλογισμών αυτών.
Στην πράξη, η μέθοδος που ακολουθεί ο Αριστοτέλης στα φυσικά συγγράμματά του είναι πολύπλοκη και η συλλογιστική διαδικασία δεν έχει τόσο κυρίαρχο ρόλο όσο θα περίμενε κανείς, με δεδομένη τη σημασία που της αποδίδεται στο Ὄργανον. Η πρακτική μέθοδός του διαφοροποιείται από επιστήμη σε επιστήμη και από πρόβλημα σε πρόβλημα, πρέπει όμως να αναφερθούμε συνοπτικά σε ορισμένα βασικά χαρακτηριστικά που επανέρχονται σταθερά. Αρχικά ορίζεται το αντικείμενο της ανάλυσης. Πράγματι, ο τρόπος με τον οποίο διατυπώνεται το πρόβλημα έχει, πολλές φορές, ουσιαστική σημασία για τη θεωρία του Αριστοτέλη. Έτσι, όταν ο Σταγειρίτης θέτει το ζήτημα των θεμελιωδών συστατικών της ύλης, στο 2ο βιβλίο τού Περί γενέσεως καί φθοράς, δηλώνει ότι η ερευνά του στοχεύει στην εύρεση των αρχών του αισθητού σώματος και συνεχίζει υποστηρίζοντας ότι οι αρχές αυτές είναι τα δύο ζεύγη αντίθετων ποιοτήτων, το θερμό/ψυχρό και το ξηρό/υγρό (βλέπε παρακάτω σελ. 108 κ. εξ.). Απορρίπτει πάραυτα το είδος φυσικής θεωρίας που υποστήριζαν οι ατομικοί και ο Πλάτων και σύμφωνα με το οποίο οι διαφορές μεταξύ των ουσιών ανάγονται τελικά σε ποσοτικές, μαθηματικές διαφορές· και μία από τις βασικές αντιρρήσεις του έναντι των θεωριών αυτού του είδους είναι ότι σφάλλουν ως προς τη φύση του προβλήματος, που ανήκει στη σφαίρα της φυσικής και όχι των μαθηματικών: οι αρχές του αισθητού σώματος πρέπει και αυτές να είναι αισθητές αντίθετες ποιότητες.
Κατά τη διατύπωση των προβλημάτων, ο Αριστοτέλης αρχίζει συνήθως εκθέτοντας τις δυσκολίες («απορίας») που παρουσιάζουν οι απόψεις άλλων στοχαστών ή οι επικρατούσες αντιλήψεις γύρω από ένα συγκεκριμένο θέμα («ἔνδοξα»). Αυτό τον οδηγεί στην, ενίοτε επί μακρόν, εξέταση των θεωριών που είχαν διατυπωθεί από προγενέστερους στοχαστές. Οι επισκοπήσεις αυτές, που αποτελούν χαρακτηριστικό γνώρισμα τόσων αριστοτελικών έργων, δεν επιχειρούνται για ιστορικούς μόνο λόγους, δηλαδή για να παράσχουν μια ακριβή και εξαντλητική έκθεση των απόψεων των προγενεστέρων του: βασική επιδίωξη του Αριστοτέλη είναι πάντοτε η λύση ουσιαστικών προβλημάτων και οι παλαιότερες θεωρίες περιγράφονται με στόχο να διευκολυνθεί η διατύπωση των δυσκολιών που πρέπει να αντιμετωπιστούν.
Αφού αναφερθούν οι δυσκολίες και δοθεί το περίγραμμα των κυρίαρχων απόψεων, ο Αριστοτέλης αναπτύσσει τη δική του λύση. Η φύση της επιχειρηματολογίας του ποικίλλει ανάλογα με το είδος του προβλήματος που τον απασχολεί, αλλά σε γενικές γραμμές τα επιχειρήματά του είναι κατά βάση δύο ειδών: (i) τα διαλεκτικά και (ii) τα εμπειρικά, ή «λόγοι» και «ἔργα», αντίστοιχα - για να χρησιμοποιήσουμε τη συνήθη αριστοτελική ορολογία-, διάκριση που επισημαίνεται επανειλημμένα και από τον ίδιο. Στην πρώτη περίπτωση περιλαμβάνονται τα απορριπτικά επιχειρήματα με τα οποία καταρρίπτει την άποψη του αντιπάλου αναλύοντάς την σε ένα πρόβλημα με δύο σκέλη ή διά της εις άτοπον απαγωγής. Όσον αφορά τη σύνθεση, αρχίζει την ανάλυση πολλών προβλημάτων παραθέτοντας όλες τις θεωρητικώς δυνατές εναλλακτικές λύσεις και στη συνέχεια φτάνει στην πιο αποτελεσματική λύση μέσω μιας διαδικασίας αποκλεισμού. Συχνά, όταν το εξεταζόμενο πρόβλημα έχει από μόνο του τη μορφή διλήμματος, υποδεικνύει μια διέξοδο εισάγοντας μια διάκριση. Ο προσεκτικός ορισμός των κύριων όρων και η ανάλυση των διαφορετικών σημασιών τους αποτελούν σημαντικό γνώρισμα της επιχειρηματολογίες τεχνικής του Αριστοτέλη στη φυσική, όπως και στις άλλες επιστήμες. Ένα ενδεικτικό παράδειγμα περιλαμβάνεται στην ανάλυση του προβλήματος της μεταβολής. Εδώ το πρόβλημα είχε ως εξής: πώς μπορεί να γεννηθεί οτιδήποτε, αφού δεν μπορεί να γεννηθεί από το μη ον (διότι αυτό δεν υπάρχει καθόλου) ούτε από το ον (διότι τότε υπάρχει ήδη και δεν γεννιέται). Ένα επιχείρημα που χρησιμοποιεί ο Αριστοτέλης βασίζεται στη διάκριση μεταξύ του δυνητικού («δυνάμει») και του πραγματικού («ἐνεργείᾳ»), Υποστηρίζει ότι ένα πράγμα μπορεί να γεννηθεί από κάτι που κατά μία έννοια είναι, αλλά κατά μία άλλη έννοια δεν είναι αυτό στο οποίο τελικά θα εξελιχθεί. Ο σπόρος, π.χ.. κατά μία έννοια είναι δένδρο -είναι δυνητικά δένδρο- ενώ, βέβαια, κατά μία άλλη έννοια δεν είναι, δεν είναι πραγματικά δένδρο.
Εκτός από τα αφηρημένα, διαλεκτικά επιχειρήματα, ο Αριστοτέλης επικαλείται συχνά τα γεγονότα, τα δεδομένα ή τα φαινόμενα («ἔργα», «ὑπάρχοντα» και «φαινόμενα», αντιστοίχως), όρους που απαιτούν μεγάλη προσοχή στην ερμηνεία τους. Αν αναλύσουμε τί θεωρεί ως αποδεικτικά στοιχεία στις περιπτώσεις αυτές, διαπιστώνουμε ότι περιλαμβάνουν πολύ περισσότερα από αυτά που θα ονομάζαμε εμπειρικά δεδομένα. Έτσι, ο όρος «φαινόμενα» καλύπτει όχι μόνον τα φαινόμενα με τη σύγχρονη σημασία τους αλλά και τις επικρατούσες απόψεις ή εκείνο που λέγεται ή πιστεύεται συνήθως σε σχέση με ένα θέμα - ως παράγωγο του φαίνεσθαι (= θεωρείται, νομίζεται, πιστεύεται). Από την άλλη πλευρά, οι όροι αυτοί μπορεί να παραπέμπουν σε εμπειρικά δεδομένα, όπως είναι τα στοιχεία που συνέλεξε ο ίδιος ο φιλόσοφος στις εκτεταμένες έρευνές του, μεταξύ άλλων στον τομέα των βιολογικών επιστημών.
Οι γενικές απόψεις του Αριστοτέλη σχετικά με τη σπουδαιότητα και την αξία της μελέτης της φύσης αναδύονται μέσα από την πραγμάτευση του ενάρετου βίου στο 10ο βιβλίο των ’Ηθικών Νικομαχείων. Εκεί ο φιλόσοφος επισημαίνει ότι η ανώτερη ικανότητα που κατέχει ο άνθρωπος είναι η λογική, ο «νους», και, συνεπώς, το ιδεώδες στο οποίο είναι σε θέση να προσβλέπει είναι η «θεωρία», ο θεωρητικός βίος, που περιλαμβάνει όχι μόνο την «πρώτη φιλοσοφία» (δηλαδή τη μεταφυσική) και τα μαθηματικά αλλά και τη «δεύτερη φιλοσοφία» ή «φυσική»: η τελευταία ορίζεται ως μελέτη των φυσικών αντικειμένων που έχουν «ἐν ἑαυτοῖς» ικανότητα μεταβολής ή κίνησης και, συνεπώς, περιλαμβάνει όχι μόνο επιστήμες, όπως είναι η φυσική, η χημεία και η μηχανική, αλλά και τους διάφορους κλάδους της βιολογίας.
Αλλά, εκτός από τα χωρία στα ’Ηθικά και σε άλλα έργα του, στα οποία επαινεί γενικώς τον έλλογο βίο, ένα εκτεταμένο απόσπασμα στο πρώτο βιβλίο τού Περί ζώων μορίων είναι αποκαλυπτικότατο τόσο για τους σκοπούς όσο και για τις μεθόδους ενός από τους σημαντικότερους κλάδους της μελέτης της φύσης, συγκεκριμένα της ζωολογίας. Στο κεφάλαιο 5 ο Αριστοτέλης εξηγεί πώς και γιατί είναι απαραίτητη η μελέτη τ(ον ζώων. Υιοθετεί αμυντική στάση, αναμένοντας και αντικρούοντας τις επικρίσεις των συγχρόνων του: οι Πλατωνικοί, ιδιαίτερα, είναι βέβαιο ότι σκανδαλίστηκαν από τις απόψεις του σχετικά με την αξία της παρατήρησης και τη σημασία που απέδιδε στη μελέτη των επιμέρους πραγμάτων (των «καθ’ έκαστων») που ανήκουν στον γεννημένο κόσμο. Επίσης, ο Αριστοτέλης επιμένει ότι η παρατήρηση των εξωτερικών μερών των ζώων δεν είναι αρκετή και πρέπει να συμπληρώνεται από την ανατομική εξέταση. Παραδέχεται (645a 28 κ. εξ.) ότι «δεν μπορούμε να αντικρίσουμε τα στοιχεία που αποτελούν το ανθρώπινο σο'ιμα, ήτοι το αίμα, τη σάρκα, τα οστά, τα αγγεία και τα όμοια, χωρίς να αισθανθούμε μεγάλη αποστροφή», αλλά υποστηρίζει (644b 29 κ. εξ.) ότι «όποιος είναι πρόθυμος να μπει στον κόπο» μπορεί να διδαχθεί πολλά για τα διάφορα είδη ζώων και φυτών.
Η μέθοδος που υιοθετεί ο Αριστοτέλης δεν περιορίζεται στην παρατήρηση αλλά περιλαμβάνει και την έρευνα που έχει συγκεκριμένο σκοπό- ωστόσο, δεν υποστηρίζει την «καθαρή» έρευνα ως αυτοσκοπό. Σκοπός της μελέτης είναι η αποκάλυψη των αιτίων των πραγμάτων:
Γιατί ακόμη και σε εκείνα τα [ζωικά] είδη που δεν είναι ελκυστικά στις αισθήσεις, η φύση που τα δημιούργησε προσφέρει ανεπανάληπτες ηδονές σε εκείνους που μπορούν να διακρίνουν τις αιτίες των πραγμάτων και που έχουν φυσική κλίση στη φιλοσοφία (645a 7 κ. εξ.).
Επίσης:
Πρέπει να προσεγγίζουμε την έρευνα όλων των ζώων χωρίς αποστροφή, γιατί το καθένα εμπεριέχει κάτι από τη Φύση και την Ομορφιά. Γιατί στα έργα της φύσης απουσιάζει κάθε στοιχείο τυχαίου και κυριαρχεί στον μέγιστο βαθμό η εξυπηρέτηση κάποιων σκοπών. Και ο σκοπός, για τον οποίο έχει συσταθεί ή δημιουργηθεί ένα πράγμα, είναι ίδιον της ομορφιάς (645a 21 κ. εξ.).
Σκοπός και λόγος ύπαρξης της φυσικής επιστήμης είναι να αποκαλύψει τα αίτια που προκαλούν τα φαινόμενα· και για να κατανοήσουμε την αριστοτελική άποψη περί «φυσικής» είναι πολύ βασικό να διευκρινίσουμε την έννοια του «αιτίου». Ο Αριστοτέλης πιστεύει ότι για την περιγραφή των αντικειμένων ή γεγονότων, φυσικών ή τεχνητών, πρέπει να εξετάζονται τέσσερεις παράγοντες. Για την περιγραφή ενός τραπεζιού, π.χ.. πρέπει να καθοριστεί (ί) η ύλη του - διότι το τραπέζι είναι κατασκευασμένο από κάποιο υλικό, συνήθως ξύλο - (ii) η μορφή του - διότι το τραπέζι δεν είναι ένας άμορφος όγκος ξύλου, αλλά ξύλο με συγκεκριμένο σχήμα· (iii) το ποιητικό αίτιό του - διότι το τραπέζι κατασκευάστηκε από κάποιον, τον ξυλουργό· (iv) το τελικό αίτιό του - διότι όταν ο ξυλουργός κατασκεύασε το τραπέζι, το έκανε με συγκεκριμένο σκοπό, να δημιουργήσει μια επίπεδη επιφάνεια με κάποιο ύψος, πάνω στην οποία μπορεί κανείς να γράψει ή να φάει. Με ανάλογο τρόπο αναλύονται και τα φυσικά φαινόμενα. Ας θεωρήσουμε την αναπαραγωγή ενός ζωικού είδους, π.χ. του ανθρώπου. Κατά τον Αριστοτέλη, η ύλη προέρχεται από τον θηλυκό γεννήτορα, τη μητέρα. Η μορφή είναι το ιδιαίτερο χαρακτηριστικό του ανθρώπου και αυτό που τον ξεχωρίζει από τα άλλα ζώα: σύμφωνα με τον συνήθη ορισμό του Αριστοτέλη, ο άνθρωπος είναι έλλογο δίποδο ζώο. Το ποιητικό αίτιο προέρχεται από τον αρσενικό γεννήτορα, τον πατέρα, και το τελικό αίτιο είναι ο σκοπός τον οποίο υπηρετεί η διαδικασία, ο τέλειος, ώριμος άνθρωπος στον οποίο θα εξελιχθεί το παιδί.
Γίνεται εύκολα αντιληπτό ότι η αριστοτέλεια έννοια του «αιτίου» είναι πολύ ευρύτερη από τη δική μας. Από τους τέσσερεις παράγοντες που χαρακτηρίζονται ως αίτια στις δύο σφαίρες της φύσης και της τεχνικής, μόνον το ποιητικό και, ενίοτε, το τελικό αίτιο μπορούν να θεωρηθούν αίτια με την καθαυτό σημασία της λέξης και, ως εξ αυτού, η αριστοτέλεια «φυσική» είναι κάτι πολύ ευρύτερο από μια πραγμάτευση της μηχανικής αιτιότητας. Αλλά, ενώ ο Αριστοτέλης εφαρμόζει την ίδια ανάλυση της αιτιότητας τόσο στα φυσικά πράγματα όσο και στα τεχνουργήματα, δέχεται ορισμένες διαφορές στον τρόπο με τον οποίο γίνεται η εφαρμογή της στα δύο αυτά πεδία. Η σημαντικότερη από τις διαφορές αυτές έχει να κάνει με το τελικό αίτιο, καθώς, ενώ στην τεχνητή δημιουργία αυτό προέρχεται από τη συνειδητή σκόπιμη δράση του τεχνουργού ή του καλλιτέχνη, ο Αριστοτέλης δεν δέχεται την ύπαρξη συνειδητού σκοπού στη φύση. Η φύση δεν ενεργεί προμελετημένα. Αυτό όμως δεν σημαίνει ότι οι φυσικές διεργασίες δεν υπηρετούν κάποιους τελικούς σκοπούς («τέλη»). Ασφαλώς και υπηρετούν, απλώς οι σκοποί αυτοί ενυπάρχουν στα ίδια τα αντικείμενα, στο ζωντανό και αναπτυσσόμενο ζώο ή φυτό. Έτσι, το παιδί αναπτύσσεται «φύσει» σε ώριμο άνθρωπο. Ο σπόρος αναπτύσσεται «φύσει» σε δένδρο. Είναι αλήθεια ότι μπορεί να μεσολαβήσουν πράγματα που να εμποδίσουν μια τέτοια εξέλιξη· και αυτό το αναγνωρίζει ο Αριστοτέλης όταν δηλώνει ότι οι φυσικές διεργασίες πραγματώνονται «αἰεί ἤ ἐπί τό πολύ». Αλλά ακόμη και αν οι σκοποί της φύσης δεν πραγματώνονται πάντοτε, ως απόλυτος κανόνας, είναι βέβαιος ότι αυτό συμβαίνει στη μεγάλη πλειονότητα των περιπτώσεων τα φυσικά είδη αναπαράγονται ανάλογα με το είδος- τα νεαρά άτομα αναπτύσσονται σε ώριμα δείγματα του είδους τους· ακόμη και τα άψυχα στοιχεία, όπως είναι η γη ή η φωτιά, χαρακτηρίζονται από κανονικότητα καθώς κινούνται πάντοτε καθοδικά ή ανοδικά, αντιστοίχως, όταν δεν παρεμβάλλεται κάποιο εμπόδιο στην κίνησή τους. Η φύση ως σύνολο δεν λειτουργεί τυχαία ή μάταια, αλλά χαρακτηρίζεται από τάξη και κανονικότητα· και κυρίως αυτή η τάξη και η κανονικότητα ενέπνευσαν στον Αριστοτέλη την ιδέα των τελικών σκοπών στους οποίους υποτάσσονται οι φυσικές διεργασίες.
Η αριστοτέλεια τελεολογία έχει, επομένως, ορισμένα ευδιάκριτα χαρακτηριστικά. Πρώτον, ο Αριστοτέλης δηλώνει ρητά ότι δεν πιστεύει στην ύπαρξη ενός θείου νου που ελέγχει έξωθεν τις φυσικές μεταβολές. Δεύτερον, παραδέχεται ότι υπάρχουν εξαιρέσεις στον γενικό κανόνα ότι η φύση πραγματώνει τους σκοπούς της. Τρίτον, η μελέτη των σκοπών των φυσικών διεργασιών έρχεται να συμπληρώσει, και όχι να αποκλείσει, τη μελέτη των άλλων αιτίων, του υλικού, του ουσιαστικού και του ποιητικού. Ο Αριστοτέλης ερευνά όχι μόνο για ποιον λόγο, «ἕνεκα τίνος», συντελείται μια φυσική διεργασία, αλλά και τον τρόπο με τον οποίο συντελείται, συμπεριλαμβανομένου αυτού που θα ονομάζαμε μηχανική αιτιότητα. Τέταρτον, το ενδιαφέρον του για τα τελικά αίτια αποτελεί ένα ιδιαίτερα κυρίαρχο χαρακτηριστικό της βιολογίας του και εδώ η μελέτη των σκοπών ταυτίζεται πολλές φορές με τη μελέτη της λειτουργίας: στο πλαίσιο αυτό, το ουσιαστικό και το τελικό αίτιό του αντιστοιχούν, πολύ συχνά, στη δομή και στη λειτουργία του μέρους ή του οργάνου.
Δεν θα ήταν δυνατόν εδώ να επιχειρηθεί τίποτε περισσότερο από μια πολύ συνοπτική έκθεση των βασικών φυσικών και βιολογικών θεωριών του Αριστοτέλη. Εκ πρώτης όψεως, η θεωρία του για τα έσχατα συστατικά της ύλης φαίνεται απογοητευτικά οπισθοδρομική. Μετά τις ποσοτικές, μαθηματικές θεωρίες των ατομικών και του Πλάτωνα, ο Αριστοτέλης επιστρέφει σε μια ποιοτική θεωρία. Όλες οι ουσίες θεωρούνται συνθέσεις των τεσσάρων απλών σωμάτων, της γης, του νερού, του αέρα και της φωτιάς, και κάθε απλό σώμα ανάγεται με τη σειρά του σε έναν συνδυασμό δύο εκ των τεσσάρων πρωταρχικών αντιθέτων: η γη είναι ψυχρή και ξηρή, το νερό ψυχρό και υγρό, ο αέρας θερμός και υγρός και η φωτιά θερμή και ξηρή· πρέπει, ωστόσο, να διευκρινιστεί ότι οι αρχαιοελληνικές σημασίες των λέξεων «ὑγρόν» και «ξηρόν» είναι ευρύτερες από τις σύγχρονες σημασίες τους, καθώς το «ὑγρόν» αναφερόταν και σε υγρά και σε αέρια και το «ξηρόν», περιελάμβανε κυρίως, αλλά όχι μόνο, στερεά σώματα.
Η θεωρία αυτή αντλεί πολλά στοιχεία από προγενέστερες θεωρίες, αλλά τί ήταν εκείνο που ώθησε τον Αριστοτέλη στη διατύπωσή της; Το πρόβλημα, όπως δηλώνει ο Σταγειρίτης στο Περί γενέσεως καί φθορᾶς (329b 7 κ. εξ.), είναι η εύρεση «των αρχών του αισθητού σώματος, δηλαδή του υλικού σώματος». Κάθε υπόσταση μιας υλικής ποιότητας τοποθετείται σε ένα συγκεκριμένο σημείο μιας διαβαθμισμένης κλίμακας και, έτσι, η ποιότητα καθ’ εαυτήν μπορεί να αναλυθεί σε συνάρτηση με ένα ζεύγος αντιθέτων, π.χ. το σκληρό και το μαλακό, το τραχύ και το λείο. το χονδροειδές και το λεπτό. Αλλά κάποιες από αυτές τις αντίθετες ποιότητες μπορεί να παράγονται από άλλες ή να ανάγονται σε άλλες, π.χ. το σκληρό και το μαλακό μπορούν να θεωρηθούν ως μετασχηματισμοί του ξηρού και του υγρού, αντίστοιχα. Ο ελάχιστος αριθμός αντίθετων ζευγών από τα οποία μπορούν να παραχθούν όλες οι υλικές ποιότητες είναι δύο, το θερμό-ψυχρό και το ξηρό-υγρό. και οι τέσσερεις δυνατοί συνδυασμοί των δύο αυτών ζευγών δίνουν τα τέσσερα απλά σώματα., τη γη, το νερό, τον αέρα και τη φωτιά.
Κατά τον Αριστοτέλη, το πρόβλημα συνίσταται στην εξήγηση των αισθητών ποιοτήτων των φυσικών αντικειμένων και ο τρόπος με τον οποίο έθεσε το ζήτημα τον υποχρέωσε να υιοθετήσει μια ποιοτική θεωρία. Το να εισηγηθεί στη συνέχεια ότι οι ποιότητες αυτές προέρχονται από πιο θεμελιώδεις ποσοτικές διαφορές θα ισοδυναμούσε, κατά την άποψή του, με εσφαλμένη απάντηση στο πρόβλημα, ουσιαστικά με παρερμηνεία της ίδιας της φύσης του προβλήματος. Εξ άλλου, παρ’ όλο που ο ατομισμός έμελλε να αποδειχθεί πιο γόνιμος από οποιαδήποτε ποιοτική θεωρία της ύλης, σε βραχυπρόθεσμο επίπεδο η θεωρία του Αριστοτέλη μπορεί πράγματι να φαινόταν πιο πρόσφορη. Το βέβαιο είναι ότι η θεωρία του για τα θεμελιώδη συστατικά της ύλης και για τις μεταβολές που υφίστανται τα απλά σώματα συμβάδιζαν περισσότερο με τα εμπειρικά δεδομένα. Είναι προφανές ότι σε κάθε φυσικό αντικείμενο μπορεί να αποδοθεί η ιδιότητα του θερμού ή ψυχρού και του ξηρού ή υγρού, ενώ, αντίθετα, ο συσχετισμός των φυσικών ιδιοτήτων των ουσιών με γεωμετρικά σχήματα πρέπει να φαινόταν πολύ πιο αυθαίρετος. Επίσης, ο Αριστοτέλης ήταν σε θέση να δώσει και έδωσε, πράγματι, αληθοφανείς ερμηνείες των μεταβολών που υφίστανται η γη, το νερό, ο αέρας και η φωτιά. Ας δούμε, π.χ., τί συμβαίνει όταν το νερό εξατμίζεται ή βράζει και γίνεται, κατά την άποψη των αρχαίων Ελλήνων, «αέρας». Ο Αριστοτέλης εξήγησε το φαινόμενο αυτό ως «μετάβασιν» από το ψυχρό και υγρό στο θερμό και υγρό, δηλαδή ως μεταβολή του ψυχρού σε θερμό. Το αντίστροφο φαινόμενο, δηλαδή η εκ νέου συμπύκνωση του «αέρα» σε νερό, εξηγούνταν ως αντικατάσταση του θερμού από το ψυχρό· και στην περίπτωση αυτή. η θεωρία του εξηγούσε τα φαινόμενα με πιο άμεσο τρόπο από οποιαδήποτε μαθηματική εξήγηση των μεταβολών αυτών.
Δεν είναι παράδοξο το γεγονός ότι η θεωρία του Αριστοτέλη είχε μεγαλύτερη απήχηση στην αρχαιότητα από ό, τι οι σημαντικότερες ανταγωνιστικές της θεωρίες. Ιδιαίτερα πλεονεκτούσε έναντι των διαφόρων εκδοχών του ατομισμού ως υπόθεση εργασίας στην έρευνα για τη σύσταση των φυσικών ουσιών. Φαίνεται ότι ο Αριστοτέλης επιδόθηκε σε σχετικές μελέτες. Στο 4ο βιβλίο των Μετεωρολογικών πραγματεύεται σε αρκετή έκταση τις φυσικές ιδιότητες διαφόρων φυσικών ουσιών. Εξετάζει, π.χ., ποιες ουσίες είναι εύφλεκτες, ποιες άφλεκτες, ποιες είναι εύτηκτες, ποιες στερεοποιούνται, ποιες είναι διαλυτές στο νερό ή σε άλλα υγρά, κ.ο.κ. Κατατάσσει αδρομερώς τις φυσικές ουσίες ανάλογα με το απλό σώμα που επικρατεί στην κάθε μία, θεωρώντας, π.χ., ότι οι ουσίες που στερεοποιούνται στο κρύο. αλλά διαλύονται στη φωτιά, αποτελούνται κυρίως από νερό. ενώ σε όσες στερεοποιούνται με τη φωτιά υπερισχύει η γη. Τα συμπεράσματα που συνήγαγε είναι, όπως φαίνεται από τα παραδείγματα, αφελή και δεν επιχείρησε καν να εκτιμήσει με ακρίβεια τις αναλογίες των απλών σωμάτων στα διάφορα εξεταζόμενα σύνθετα σώματα. Παρά ταύτα, το 4ο βιβλίο των Μετεωρολογικών υπήρξε η πρώτη σημαντική προσπάθεια, στην αρχαιότητα, να αρχίσει το απίστευτα πολύπλοκο εγχείρημα της συλλογής και ταξινόμησης των πληροφοριών σχετικά με τις φυσικές ιδιότητες των φυσικών ουσιών και τις αντιδράσεις τους σε ορισμένες απλές δοκιμασίες.
Σύμφωνα με τον Αριστοτέλη, τα υλικά από τα οποία συντίθεται ό, τι υπάρχει πάνω στη Γη είναι η γη, το νερό, ο αέρας και η φωτιά, ενώ τα ουράνια σώματα αποτελούνται από μια πολύ διαφορετική ουσία, ένα πέμπτο στοιχείο, τον «αιθέρα». Η θεωρία αυτή υπήρξε αντικείμενο περιφρόνησης και χλευασμού ίσως περισσότερο από οποιαδήποτε άλλη επίδοξη επιστημονική θεωρία από την αρχαιότητα και για αυτό έχει ιδιαίτερη σημασία να κατανοήσουμε τί ώθησε τον Αριστοτέλη στη διατύπωσή της. Το πρόβλημα, όπως το έθετε, ήταν η εξήγηση των αιώνιων, αμετάβλητων, κυκλικών κινήσεων των ουράνιων σωμάτων. Θεωρούσε ότι το αμετάβλητο των κινήσεων τους είχε θεμελιωθεί μέσω της παρατήρησης. Υποστηρίζει ότι είχε υπ' όψιν του το έργο των Αιγυπτίων, των Βαβυλωνίων, αλλά και των Ελλήνων αστρονόμων και επισημαίνει ότι δεν είχε αναφερθεί ποτέ μεταβολή στον εξώτατο ουρανό, τον «πρῶτον οὐρανόν», ή σε ένα μέρος του. Πίστευε ότι οι αλλαγές στις θέσεις των απλανών αστέρων χαρακτηρίζονταν από κανονικότητα και ότι οι φαινομενικά ακανόνιστες τροχιές των πλανητών -όπως είδαμε στο κεφάλαιο 7 μπορούσαν να αναχθούν σε συνδυασμούς κανονικών, κυκλικών κινήσεων.
Αλλά πώς εξηγούνταν αυτό το θεωρούμενο ως δεδομένο γεγονός των αιώνιων, αμετάβλητων κινήσεων των ουράνιων σωμάτων; Η φυσική κίνηση των τεσσάρων γήινων στοιχείων είναι είτε ανοδική είτε καθοδική, από ή προς το κέντρο της Γης: η φωτιά και ο αέρας τείνουν από τη φύση τους να υψώνονται, ενώ το νερό και η γη τείνουν από τη φύση τους να πέφτουν, εφόσον δεν παρεμβάλλεται εμπόδιο στην κίνησή τους. Μπορούν, ασφαλώς, να κινηθούν και προς άλλες κατευθύνσεις, όταν, π.χ., ένα βαρύ αντικείμενο, όπως είναι μια πέτρα, εκσφενδονίζεται στον αέρα: μια τέτοια κίνηση, όμως, δεν είναι φυσική αλλά εξαναγκασμένη: προϋποθέτει μια κινούσα δύναμη, σε αντίθεση με τη φυσική κίνηση μιας φλόγας που υψώνεται ή ενός βαρέος αντικειμένου που πέφτει. Αλλά η κυκλική κίνηση των ουράνιων σωμάτων, καθώς είναι αιώνια, δεν μπορεί να οφείλεται σε εξωτερικό εξαναγκασμό. Πρέπει, συνεπώς, να είναι φυσική. Αλλά, ένα αντικείμενο που κινείται από τη φύση του κυκλικά δεν μπορεί, κατά τον Αριστοτέλη, να είναι ένα από τα γήινα στοιχεία ή μια σύνθεση αυτών. Οι φυσικές κινήσεις των πραγμάτων είναι προς τα επάνω ή προς τα κάτω και η κυκλική κίνηση, όπως όταν περιστρέφει κανείς μια πέτρα δεμένη με ένα σχοινί, είναι, εν μέρει τουλάχιστον, εξαναγκασμένη. Επομένως, πρέπει να υπάρχει κάτι, ένα πέμπτο στοιχείο, που κινείται από τη φύση του και διαρκώς σε κύκλο.
Αλλά, αν αυτό ήταν το βασικό θεωρητικό επιχείρημα που τον οδήγησε στο συμπέρασμα ότι πρέπει να υπάρχει ένα πέμπτο στοιχείο, υπήρξαν και άλλοι παράγοντες, ορισμένοι εξ αυτών εμπειρικοί, που επηρέασαν τη θεωρία του. Ο Αριστοτέλης αντιλαμβανόταν ώς έναν βαθμό την τεράστια απόσταση των ουράνιων σωμάτων από τη Γη και την αχανή έκταση του ουρανού σε σύγκριση με τη μάζα της Γης και την ατμόσφαιρα που την περιβάλλει. Ένα από τα επιχειρήματα που χρησιμοποίησε για να θεμελιώσει τη θεωρία τού πέμπτου στοιχείου ήταν ότι αν ο αέρας ή η φωτιά, π.χ., ήταν το συστατικό στοιχείο του απέραντου διαστήματος μεταξύ της Γης και των απώτατων αστέρων, η Γη θα είχε προ πολλού καταστραφεί. Καθένα από τα τέσσερα γήινα στοιχεία είναι θερμό ή ψυχρό και ξηρό ή υγρό και για να εξακολουθούν να υπάρχουν πρέπει να βρίσκονται σε κατάσταση σχετικής ισορροπίας. Επομένως, ο αχανής χώρος του ουρανού πρέπει να καταλαμβάνεται από ένα άλλο στοιχείο που δεν χαρακτηρίζεται από αυτές τις αντίθετες ποιότητες, αφού, διαφορετικά, τα γήινα στοιχεία θα καταστρέφονταν.
Ο ίδιος ο Αριστοτέλης επισημαίνει ότι η θεωρία του για το πέμπτο στοιχείο απηχεί παραδοσιακές ελληνικές θρησκευτικές δοξασίες για τον θείο χαρακτήρα του ουρανού. Αλλά, πέρα από τις ενδεχόμενες θρησκευτικές επιδράσεις, η εν λόγω θεωρία ήταν μια προσπάθεια επίλυσης ενός σοβαρού προβλήματος της φυσικής, συγκεκριμένα της συνεχούς κυκλικής κίνησης των ουράνιων σωμάτων και τα θεωρητικά επιχειρήματα και εμπειρικά στοιχεία που προσκομίστηκαν για τη θεμελίωσή της δεν είναι διόλου αμελητέα. Εν τούτοις, άφηνε και πολλά προβλήματα ανεπίλυτα.
Εν πρώτοις, δεν έδινε καμία εξήγηση για το σημείο ένωσης μεταξύ του ουράνιου και του γήινου χώρου. Στην περιοχή της σφαίρας επάνω στην οποία είναι προσαρτημένη η Σελήνη ή λίγο πιο κάτω, τα γήινα στοιχεία δίνουν τη θέση τους στο πέμπτο στοιχείο, τον «αιθέρα». Ο «αἰθήρ» χαρακτηρίζεται από μια τελείως διαφορετική φυσική κίνηση και δεν είναι ούτε θερμός ή ψυχρός ούτε υγρός ή ξηρός· πρέπει όμως με κάποιον τρόπο να μεταδίδει την κίνηση στα γήινα στοιχεία και, μάλιστα, χωρίς ο ίδιος να επηρεάζεται με κανέναν τρόπο από αυτά. Δεύτερον, πώς μπορούν τα ουράνια σώματα να εκπέμπουν φως και, στην περίπτωση του Ηλίου, θερμότητα, όταν - εφόσον αποτελούνται από «αἰθέρα» - τα ίδια δεν μπορούν να είναι φορείς θερμότητας; Εδώ ο Αριστοτέλης επιχείρησε να δώσει μια εξήγηση υποστηρίζοντας ότι το φως και η θερμότητα παράγονται από την τριβή των κινήσεών τους, χωρίς τα ίδια να θερμαίνονται. Ένα τρίτο προβληματικό σημείο της θεωρίας του αφορά τη θέση του Ηλίου. Είδαμε (σελ. 95 κ. εξ.) ότι, κατά τη μετατροπή του μοντέλου των ομόκεντρων σφαιρών του Ευδόξου από αμιγώς γεωμετρικό σε μηχανικό σύστημα, ο Αριστοτέλης όρισε αξιωματικά την ύπαρξη ορισμένων σφαιρών με ανάδρομη κίνηση, σκοπός των οποίων ήταν η εξουδετέρωση των κινήσεων του αμέσως εξώτερου ουράνιου σώματος. Ωστόσο, θεωρούσε ότι δεν είναι το εσώτατο ουράνιο σώμα, δηλαδή η Σελήνη, αλλά το δεύτερο εσώτερο, ο Ήλιος, αυτό που προκαλεί τις μεταβολές στον γήινο χώρο, και ιδίως τις διαφορές θερμοκρασίας που συνδέονται με την εναλλαγή των εποχών. Αλλά, αναρωτιέται κανείς, πώς μπορεί να συμβαίνει αυτό όταν οι κινήσεις του Ηλίου εξουδετερώνονται από τις ανάδρομες σφαίρες που βρίσκονται μεταξύ αυτού και της Σελήνης;
Υπάρχουν, λοιπόν, σοβαρά προβλήματα που άφηνε αναπάντητα η θεωρία του Αριστοτέλη για τη σχέση ανάμεσα στα ουράνια σώματα και στον γήινο χώρο. Ωστόσο, αν και ο ίδιος γνώριζε ορισμένες, τουλάχιστον, από τις δυσκολίες αυτές, δεν τροποποίησε τη θεωρία του σε κανένα βασικό σημείο της. Είναι προφανές ότι στον Ήλιο οφείλεται η εναλλαγή των εποχών πάνω στη Γη, όπως και ότι τα ουράνια σώματα, συνολικά, εκπέμπουν φως. Συνεπώς, παρ’ όλο που αποτελούνταν από «αιθέρα», τα εξώτερα ουράνια σώματα επηρέαζαν, με κάποιον τρόπο, τον γήινο χώρο. Πάντως, η θεωρία του «αἰθέρος» δεν θα είχε εγκαταλειφθεί αν δεν άφηνε ανεπίλυτο ένα πολύ μεγαλύτερο πρόβλημα, την εξήγηση της συνεχούς κυκλικής κίνησής τους.
Προβλήματα παρουσίαζε επίσης η θεωρία του Αριστοτέλη για την κίνηση της Γης, ένα άλλο πεδίο της φυσικής του το οποίο άσκησε μεγάλη επίδραση και δέχθηκε οξεία κριτική. Και εδώ η αριστοτέλεια αντίληψη πρέπει να αξιολογηθεί με βάση τον προγενέστερο στοχασμό. Δεν θα ήταν υπερβολή να λεχθεί ότι πριν από τον Αριστοτέλη η έννοια της δυναμικής δεν υπήρχε πουθενά στην αρχαία ελληνική επιστήμη. Οι Προσωκρατικοί παραπέμπουν, σε διάφορες περιπτώσεις, στην αρχή «τῷ ὁμοίῳ τό ὅμοιον», αλλά η γενικότητα αυτή καλύπτει μια μεγάλη ποικιλία φαινομένων. Η δράση των βαρυτικών δυνάμεων μπορεί να είναι ένα από αυτά. όταν, π.χ., ένα βαρύ αντικείμενο, όπως είναι ένας σβώλος χώματος, «αναζητεί το όμοιό του» τείνοντας προς τα κάτω, αλλά το ίδιο μπορεί να ισχύει και για τη συμπεριφορά των αγελαίων ζώων, την οποία είχε χρησιμοποιήσει και ο Δημόκριτος ως παράδειγμα για τον τρόπο με τον οποίο τα όμοια προσελκύονται και αναγνωρίζονται (απόσπασμα 164). Τα κείμενα του Αριστοτέλη παρέχουν, επομένως, τις πρώτες γενικές αποφάνσεις για τις σχέσεις μεταξύ των διαφόρων παραγόντων που διέπουν την ταχύτητα ενός κινούμενου σώματος. Πάντως, ο ίδιος ο Αριστοτέλης δεν προχώρησε σε συστηματική έκθεση των προβλημάτων της δυναμικής και οι εν λόγω αποφάνσεις περιλαμβάνονται, σε διάφορα συμφραζόμενα, στις φυσικές πραγματείες του κατά την εξέταση διαφόρων ζητημάτων, όπως είναι η ύπαρξη του κενού ή σωμάτων με άπειρο βάρος.
Ας δούμε μερικές από τις αποφάνσεις του για τη φυσική κίνηση, δηλαδή την κίνηση σωμάτων σε ελεύθερη πτ(όση ή άνοδο. Στο χωρίο 273b 30 κ. εξ. τού Περί ουρανού, π.χ., δηλώνει ότι η ταχύτητα είναι ευθέως ανάλογη προς το βάρος του σώματος:
Αν ένα ορισμένο βάρος διανύει μια ορισμένη απόσταση σε ορισμένο χρόνο, ένα μεγαλύτερο βάρος θα διανύσει την ίδια απόσταση σε μικρότερο χρόνο, και ο λόγος των δύο βαρών θα είναι αντίστροφος προς τον λόγο των χρόνων.
Σε άλλο σημείο τον βρίσκουμε να υποστηρίζει ότι η ταχύτητα θα είναι αντίστροφος ανάλογη προς την «πυκνότητα» του μέσου εντός του οποίου συντελείται η κίνηση. Εξετάζοντας την κίνηση [ενός σώματος Α] μέσα στον αέρα και στο νερό αναφέρει (Φυσικά 215b 4 κ. εξ.):
[έστω ότι το μέσο Β είναι νερό και το Δ αέρας·] όσο αραιότερος είναι ο αέρας από το νερό, τόσο ταχύτερα θα κινηθεί το σώμα Α εντός τού μέσου Δ παρά εντός τού μέσου Β.
Επίσης, αναφερόμενος στην εξαναγκασμένη κίνηση, υποστηρίζει, π.χ., στο κεφάλαιο 5 του βιβλίου Ζ' των Φυσικών, ότι η ταχύτητα είναι ευθέως ανάλογη προς την εφαρμοζόμενη δύναμη και αντιστρόφως ανάλογη προς το βάρος του κινούμενου σώματος. Ωστόσο, δεχόταν ότι ο κανόνας αυτός δεν έχει καθολική ισχύ. Αν μια δύναμη Α κινεί ένα αντικείμενο Β στην απόσταση Γ κατά τον χρόνο Δ, δεν συνάγεται απαραίτητα ότι η δύναμη Α μπορεί να κινήσει το διπλάσιο του Β στο μισό της απόστασης Γ κατά τον ίδιο χρόνο Δ, καθώς ενδέχεται η μισή δύναμη να μην αρκεί για να κινήσει το αντικείμενο: διαφορετικά, όπως παρατηρεί (250a 17 κ. εξ.).
Θα μπορούσε ένας μόνο άνθρωπος να κινήσει ένα πλοίο, γιατί η κινητήρια δύναμη όλων συνολικά εκείνων που ανασύρουν το πλοίο και η απόσταση στην οποία όλοι μαζί μετακινούν το πλοίο είναι δυνατό να μοιραστούν σε τόσα μέρη όσοι είναι και οι άνδρες.
Οι γενικοί κανόνες που συνάγονται από τις αποφάνσεις του είναι πολύ άστοχοι. Ωστόσο, παρουσιάζουν μικρότερη απόκλιση από τα παρατηρούμενα φαινόμενα από ό, τι μπορεί αρχικά να υποθέσει κανείς, με δεδομένες τις διαφορές ανάμεσα στην αριστοτέλεια και στη νευτώνεια δυναμική. Ο Αριστοτέλης έχει επανειλημμένα επικριθεί για την άποψη ότι η ταχύτητα ενός σώματος σε ελεύθερη πτώση είναι ευθέως ανάλογη προς το βάρος του. Αλλά είναι γεγονός ότι στον αέρα ένα βαρύτερο σώμα πέφτει πράγματι με μεγαλύτερη ταχύτητα από ένα ελαφρότερο σώμα του ίδιου σχήματος και μεγέθους, παρ' όλο που κάτι τέτοιο δεν ισχύει στο κενό. Ορθώς υπέθεσε ότι υπάρχει κάποια σχέση μεταξύ του βάρους και της ταχύτητας κίνησης εντός ενός μέσου, αν και δεν πρόκειται για μια απλή σχέση ευθείας αναλογίας. Ομοίως, είναι προφανώς αληθές ότι, γενικά, η ταχύτητα της κίνησης επιβραδύνεται ανάλογα με την πυκνότητα του μέσου, παρ’ όλο που και εδώ υπεραπλούστευσε τη σχέση αντιμετωπίζοντάς την ως σχέση ευθείας αναλογίας.
Το βασικό μειονέκτημα της δυναμικής του Αριστοτέλη δεν είναι τόσο ότι ο Σταγειρίτης φιλόσοφος δεν έδωσε τη δέουσα σημασία στα εμπειρικά δεδομένα όσο ότι δεν τα επεξεργάστηκε αρκετά σε αφηρημένο επίπεδο. Αντιλήφθηκε ότι ορισμένες παράμετροι, όπως είναι π.χ. το σχήμα, πρέπει να αγνοούνται κατά τη διατύπωση των νόμων που διέπουν την ταχύτητα των κινούμενων αντικειμένων. Αλλά, ενώ στις παραμέτρους αυτές συγκαταλέγονται οι επιπτώσεις της αντίστασης τού εκάστοτε μέσου, ο Αριστοτέλης θεώρησε ως δεδομένο ότι η κίνηση πρέπει να συντελείται εντός ορισμένου μέσου. Πράγματι, επειδή πίστευε ότι η ταχύτητα είναι αντιστρόφως ανάλογη προς την πυκνότητα του μέσου, δεν μπορούσε να δεχθεί ότι μπορεί να υπάρξει κίνηση στο κενό, καθώς τότε η ταχύτητα θα έτεινε προς το άπειρο· και, ως εξ αυτού, κατέληξε στο συμπέρασμα ότι δεν μπορεί πραγματικά να υπάρξει κενό. Αλλά με το να δέχεται κατ’ αυτόν τον τρόπο ότι η κίνηση συντελείται υποχρεωτικά εντός κάποιου μέσου, μπορεί κανείς να ισχυριστεί ότι μάλλον έμεινε υπερβολικά προσκολλημένος στα εμπειρικά δεδομένα παρά το αντίθετο. Τα παραδείγματα κίνησης στη δυναμική του είναι προφανείς αν και, όπως γνωρίζουμε σήμερα, εξαιρετικά πολύπλοκες- περιπτώσεις, π.χ. το πλοίο που ρυμουλκείται: ένα πλοίο ρυμουλκείται πιο εύκολα όταν δεν έχει φορτίο, η ταχύτητά του αυξάνεται όταν αυξάνεται ο αριθμός των ανδρών που το ρυμουλκούν κ.ο.κ. Από την άλλη πλευρά, το βασικό παράδειγμα της νευτώνειας δυναμικής, δηλαδή η κίνηση στο κενό χωρίς τριβές, είναι παρατηρήσιμο μόνο σε τεχνητές συνθήκες.
Είναι πάντως αλήθεια, αφ’ ενός, ότι ο Αριστοτέλης δεν προχώρησε στη διενέργεια μερικών απλών πειραμάτων που θα είχαν καταδείξει τη σφαλερότητα ορισμένων αποφάνσεών του και, αφ' ετέρου, ότι εντοπίζονται ορισμένες λογικές ασυνέπειες ανάμεσα στους γενικούς κανόνες που συνεπάγονται οι αποφάνσεις του, οι οποίες θα μπορούσαν να του έχουν υποδείξει ότι είχε υπεραπλουστεύσει κάποια προβλήματα. Πράγματι, μεταγενέστεροι στοχαστές άσκησαν οξύτατη κριτική στη θεωρία του Αριστοτέλη τόσο σε θεωρητικό όσο και σε εμπειρικό επίπεδο: τον 6ο μ.Χ. αιώνα ο Φιλόπονος, π.χ., προσκόμισε πειραματικά στοιχεία με τα οποία κατέρριψε την άποψη ότι η ταχύτητα ενός σώματος που πέφτει είναι ευθέως ανάλογη προς το βάρος του. Ωστόσο, παρά τις σοβαρές, οπωσδήποτε, αδυναμίες της θεωρίας του, δεν πρέπει να ξεχνούμε ότι ο Αριστοτέλης υπήρξε πρωτοπόρος στον τομέα της δυναμικής και ότι αν, με βάση τις επιδόσεις του στο συγκεκριμένο πεδίο της φυσικής, μπορεί να συναχθεί κάποιο συμπέρασμα για τη μεθοδολογία του και για τον τρόπο με τον οποίο προσέγγιζε τα επιστημονικά προβλήματα συνολικά, αυτό δεν είναι ότι είχε την τάση να αγνοεί τα δεδομένα της παρατήρησης κατασκευάζοντας θεωρίες με βάση εκ των προτέρων αρχές, αλλά μάλλον ότι οι θεωρίες του ήταν αβασάνιστες γενικεύσεις, βασισμένες σε μάλλον επιφανειακές παρατηρήσεις.
Ο κλάδος της φυσικής επιστήμης που κίνησε περισσότερο το ενδιαφέρον του Αριστοτέλη είναι η βιολογία - οι βιολογικές πραγματείες αντιπροσωπεύουν το 1/5 και πλέον επί του συνόλου των σωζόμενων έργων του - και ο λόγος είναι σαφής. Οι ζωντανοί οργανισμοί και τα μέρη τους είχαν να προσφέρουν πολύ περισσότερα στοιχεία για τον ρόλο της μορφής και του τελικού αιτίου από ό,τι τα άψυχα αντικείμενα. Όπως είδαμε (σελ. 104 κ. εξ.), ο Αριστοτέλης αισθάνθηκε την ανάγκη να εξηγήσει γιατί προχώρησε στη μελέτη των ζώων και γνώριζε καλά ότι ήταν πρωτοπόρος στον τομέα αυτό. Σε αντίθεση με τους Πλατωνικούς και όλους όσοι υποτιμούσαν τη χρήση της παρατήρησης, επέμεινε στην αξία και στη σπουδαιότητα της λεπτομερούς ερευνητικής εργασίας στη βιολογία. «Όποιος είναι πρόθυμος να μπει στον κόπο» μπορεί να διδαχθεί πολλά για τα διάφορα είδη ζώων και φυτών και «η φύση που τα δημιούργησε προσφέρει ανεπανάληπτες ηδονές σε εκείνους που μπορούν να διακρίνουν τις αιτίες των πραγμάτων».
Το εύρος των ζωολογικών ερευνών του είναι αξιοσημείωτο. Στα βιολογικά έργα του αναφέρονται περισσότερα από 500 είδη ζώων, μεταξύ αυτών γύρω στα 120 είδη ψαριών και 60 είδη εντόμων. Συνέλεγε τα στοιχεία του από μια μεγάλη ποικιλία πηγών: αντλούσε πολλές πληροφορίες από ψαράδες, κυνηγούς, εκπαιδευτές αλόγων, μελισσοκόμους κ.ο.κ., αλλά προχώρησε και σε δικές του αυτοψίες. Υπάρχουν περιπτώσεις από τις οποίες μπορούμε να συναγάγουμε με σχετική ασφάλεια πότε και πού διενεργήθηκαν οι έρευνές του. Τα βιολογικά συγγράμματα περιλαμβάνουν ορισμένες πολύ λεπτομερείς περιγραφές των ζώων στον πορθμό της Πύρρας (στον κόλπο Καλλονής) στη Λέσβο και γνωρίζουμε ότι ο Αριστοτέλης έζησε στο νησί αυτό για μια διετία (344-342 π.Χ.). Αν και δεν ήταν ο πρώτος βιολόγος που χρησιμοποίησε την ανατομική μέθοδο, ήταν ο πρώτος που την αξιοποίησε σε τόσο μεγάλο βαθμό. Δεν είμαστε σε θέση να εκτιμήσουμε με ακρίβεια τον αριθμό των ειδών που ανέταμε, αλλά το βέβαιο είναι ότι ο άνθρωπος δεν συγκαταλεγόταν σε αυτά: στο Περί τά ζῷα ἱστορίαι (494b 22 κ. εξ.) παρατηρεί ότι «τα εσωτερικά όργανα του ανθρώπου είναι εν πολλοίς άγνωστα και, ως εκ τούτου, πρέπει να τα μελετούμε συσχετίζοντάς τα με τα όργανα άλλων ζώων που συγγενεύουν με τον άνθρωπο». Πάντως, στις πηγές μας περιέχονται πολλές λεπτομερείς περιγραφές οι οποίες παρέχουν πληροφορίες που μπορούσαν να προέρχονται μόνον από νεκροτομές, ενώ σε πολλά χωρία υπάρχει ρητή αναφορά στη μέθοδο. Στο 496a 9 κ. εξ. τού Περί τά ζῷα ἱστορίαι, π.χ.. ο Αριστοτέλης λέει ότι:
σε όλα τα ζώα ... η κορυφή της καρδιάς είναι πάντοτε στραμμένη προς τα εμπρός, παρ’ όλο που αυτό είναι πολύ πιθανό να διαφύγει της προσοχής επειδή η θέση αλλάζει κατά τη νεκροτομή.
Επίσης, περιγράφοντας τα άρρενα αναπαραγωγικά όργανα των ζωοτόκων χερσαίων οργανισμών εν γένει παρατηρεί ότι πρέπει να γίνει τομή της μεμβράνης που σήμερα ονομάζουμε ίδιο ελυτροειδή χιτώνα (tunica vaginalis) για να φανεί η σχέση μεταξύ των πόρων που αυτή περιβάλλει:
Οι πόροι που είναι κεκαμμένοι προς τα πίσω και εκείνοι που βρίσκονται κατά μήκος του όρχεος περιβάλλονται από την ίδια μεμβράνη, με αποτέλεσμα να φαίνονται σαν ένας πόρος, αν δεν γίνει τομή της μεμβράνης (Περί τα ζῷα ἱστορίαι, 5l()a 21 κ. εξ.).
Αναμφίβολα, τα βιολογικά συγγράμματα περιέχουν, όπως έσπευσαν να επισημάνουν οι επικριτές του Αριστοτέλη, πολλά λάθη, ορισμένα πολύ απλά - όπως είναι ο εσφαλμένος αριθμός δοντιών στη γυναίκα και πλευρών στον άνδρα - και άλλα σοβαρότερα, όπως είναι η αντίληψη ότι ο εγκέφαλος είναι άναιμος και η πολύ διαδεδομένη σχετική θεωρία ότι η καρδιά είναι η έδρα των αισθήσεων. Εν τούτοις, ο τρόπος με τον οποίο ο Αριστοτέλης αντιμετώπιζε τα στοιχεία που συνέλεγε από τους πληροφοριοδότες του ήταν, γενικά, προσεκτικός και κριτικός. Αναφέρεται συχνά στην ανάγκη ελέγχου των δεδομένων -ιδίως σε σχέση με σπάνια ζώα ή εξαιρετικά φαινόμενα- και, όταν θεωρεί ότι τα διαθέσιμα στοιχεία είναι ανεπαρκή, το επισημαίνει. Δύο χωρία είναι ενδεικτικά. Στο Περί ζώων γενέσεως (741a 32 κ. εξ.) εξετάζει την πιθανότητα κάποια είδη ζώων να αναπαράγονται με παρθενογένεση:
Αν υπάρχει ένα είδος ζώου που είναι θηλυκό και δεν έχει ξεχωριστό αρσενικό, είναι δυνατόν να αναπαράγεται με αυτογένεση. Μέχρι σήμερα, τουλάχιστον, κάτι τέτοιο δεν έχει παρατηρηθεί με βεβαιότητα, αλλά ορισμένες περιπτώσεις στην τάξη των ιχθύων μάς κάνουν να διστάζουμε. Έτσι, δεν έχουμε δει ποτέ αρσενικό ερυθρίνο, ενώ έχουμε δει θηλυκά, και μάλιστα θηλυκά γεμάτα γόνο. Αλλά για αυτό δεν διαθέτουμε προς το παρόν αξιόπιστα στοιχεία.
Επίσης, μετά από μια πολύ αποφθεγματική ανάλυση των προβλημάτων που αφορούν την ανάπτυξη της μέλισσας στο κεφάλαιο 10 του βιβλίου Γ του συγγράμματος, κλείνει παραδεχόμενος την ανεπάρκεια των διαθέσιμων δεδομένων:
Αυτό, λοιπόν, φαίνεται ότι συμβαίνει όσον αφορά στη γέννηση των μελισσών, κρίνοντας με βάση τη θεωρία και με βάση αυτό που πιστεύεται ότι συμβαίνει. Ωστόσο, τα δεδομένα δεν έχουν εξακριβωθεί επαρκώς. Και αν ποτέ εξακριβωθούν, τότε πρέπει να εμπιστευθούμε τα δεδομένα των αισθήσεων περισσότερο από τις θεωρίες, αλλά και τις θεωρίες, εφόσον τα αποτελέσματά τους συμβαδίζουν με τα παρατηρούμενα (760b 27 κ. εξ.).
Ορισμένες από τις ανακαλύψεις που έκανε ή κατέγραψε ο Αριστοτέλης έμειναν, δικαίως, στην ιστορία. Μια από τις σημαντικότερες είναι η περιγραφή του γαλέου, ενός είδους καρχαρία (στον οποίο έχουμε ήδη αναφερθεί στις σελ. 27-28, σε σχέση με τον Αναξίμανδρο). Το εν λόγω είδος (Mustelus laevis) είναι ωοζωοτόκο, όπως εξ άλλου αρκετοί από τους χονδριχθύς, παρουσιάζει όμως το ιδιαίτερο χαρακτηριστικό ότι το έμβρυο συνδέεται μέσω ομφάλιου λώρου με έναν σχηματισμό που μοιάζει με πλακούντα στον ωαγωγό της μητέρας. Η περιγραφή του Αριστοτέλη στο Περί τα ζῷα ἱστορίαι (VI, κεφάλαιο 10, 565, b 1 κ. εξ.) είναι σαφής και ακριβής, uv και γενικά αντιμετωπιζόταν με δυσπιστία ώς το 1842 όταν ο Johannes Muller δημοσίευσε τα αποτελέσματα των ερευνών του σε σχέση με το συγκεκριμένο και με άλλα συγγενικά είδη - ερευνών οι οποίες αποδείκνυαν σε μεγάλο βαθμό την ορθότητα της περιγραφής του Αριστοτέλη. Αλλά ο Αριστοτέλης δεν κέρδισε τον έπαινο των φυσιοδιφών μόνο για την ανακάλυψη εξαιρετικοί φαινομένων σαν αυτό, αλλά και για τις σχολαστικές περιγραφές των εξωτερικών και εσωτερικών μερών γνωστότερων ειδών, π.χ. της καραβίδας του γλυκού νερού.
Η οξεία παρατηρητικότητα του Αριστοτέλη αναδεικνύεται σε κάθε χωρίο των βιολογικών συγγραμμάτων του. Ωστόσο, όπως είδαμε, το βασικό κίνητρό του για τη μελέτη των ζώων δεν ήταν η περιγραφή αλλά η εξήγηση, ο προσδιορισμός των δρώντων αιτίων και κυρίως του ουσιαστικού και του τελικού αιτίου. Στο έργο Περί ζώων μορίων πραγματεύεται κυρίως τα αίτια των διαφόρων μερών του σώματος, ενώ στα Περί ζῴων γενέσεως, Περί ζῴων κινήσεως, Περί ζώων πορείας, καθώς και στις σύντομες πραγματείες που είναι συλλογικά γνωστές ως Μικρά Φυσικά, ασχολείται επίσης με ένα ευρύ φάσμα προβλημάτων φυσιολογίας, όπως είναι η θρέψη kui η ανάπτυξη, η αναπνοή, η κίνηση και, πρωτίστως, η αναπαραγωγή. Όπως είναι αναμενόμενο, τα συμπεράσματα στα οποία κατέληξε για τα δυσκολονόητα αυτά ζητήματα είναι συνήθως πολύ άστοχα. Ωστόσο, οι αναλύσεις του έχουν δύο τουλάχιστον σημαντικές αρετές: αφ’ ενός, τη σαφήνεια με την οποία διατυπώνονται τα ίδια τα προβλήματα και, αφ’ ετέρου, την ευφυΐα και οξυδέρκεια με την οποία αναπτύσσονται και αναλύονται τα επιχειρήματα από κάθε πλευρά.
Χαρακτηριστικό παράδειγμα αποτελεί η πραγμάτευση ενός από τα θεμελιώδη προβλήματα της αναπαραγωγής, του ζητήματος αν το σπέρμα προέρχεται από ολόκληρο το σώμα του γεννήτορα ή όχι. Η σχετική άποψη, η λεγόμενη θεωρία της «παγγένεσης», είχε υποστηριχθεί από τους ατομικούς και από ορισμένους συγγραφείς της Ιπποκρατικής Συλλογής (βλέπε σελ. 68 κ. εξ.), αλλά δέχθηκε σφοδρή κριτική από τον Αριστοτέλη. Στο Περί ζῴων γενέσεως (Α, κεφάλαια 17 και 18) ορίζεται το πρόβλημα και παρατίθενται οι βασικές αποδείξεις και τα κύρια επιχειρήματα που είχαν χρησιμοποιηθεί υπέρ της παγγένεσης. Όσον αφορά τα αποδεικτικά στοιχεία, ο Αριστοτέλης αμφισβητεί ή απορρίπτει ορθά-κοφτά την εγκυρότητά τους. Έτσι, ήταν διαδεδομένη η πεποίθηση ότι κληρονομούνται όχι μόνο τα εκ γενετής («σύμφυτα» κατά τον Αριστοτέλη) αλλά και τα «επίκτητα» χαρακτηριστικά, με αποτέλεσμα, π.χ., οι ακρωτηριασμένοι γονείς να γεννούν ακρωτηριασμένα παιδιά. Η απάντηση του Αριστοτέλη ήταν, απλώς, ότι τα πράγματα δεν είναι πάντοτε έτσι.
Στη θεωρία της παγγένεσης ο Αριστοτέλης αντιτάσσει ορισμένα οξυδερκή και εύστοχα αντεπιχειρήματα. Με ένα από αυτά επιχειρεί να αποδείξει ότι η θεωρία είναι ανακόλουθη, θέτοντας ένα πρόβλημα με τρεις παραμέτρους. Το σπέρμα πρέπει να προέρχεται ή (i) από όλα τα ομοιογενή μέρη («ὁμοιομερῆ») - δηλαδή τη σάρκα, τα οστά, τα νεύρα κ.ο.κ.- ή (ii) από όλα τα ανομοιογενή μέρη («ἀνομοιομερῆ»), όπως είναι τα χέρια, το πρόσωπο κ.ο.κ., ή (iii) και από τα δύο. Αλλά καταρρίπτει το (ί) με το επιχείρημα ότι οι ομοιότητες των παιδιών με τους γονείς τους είναι πιο εμφανείς σε χαρακτηριστικά, όπως είναι π.χ. το πρόσωπο και τα χέρια τους, παρά στη σάρκα και στα οστά τους. Επίσης καταρρίπτει το (ίί), επισημαίνοντας ότι τα ανομοιογενή μέρη συντίθενται ουσιαστικά από τα ομοιογενή. Ένα χέρι αποτελείται από σάρκα, οστό, αίμα, νύχι κ.ο.κ. Για το (iii) χρησιμοποιεί το ίδιο σκεπτικό. Οι ομοιότητες στα ανομοιογενή μέρη πρέπει να οφείλονται είτε στο υλικό τους -που δεν είναι παρά τα ομοιογενή μέρη- ή στον τρόπο με τον οποίο είναι συγκροτημένο το υλικό. Αλλά αν ισχύει το δεύτερο, δεν μπορεί να υποστηριχθεί ότι κάτι «προέρχεται» από τη συγκρότηση του σπέρματος, αφού η ίδια η συγκρότηση δεν έχει υλική υπόσταση. Σε αμφότερες τις περιπτώσεις το σπέρμα δεν μπορεί να προέρχεται από μέρη σαν το πρόσωπο ή τα χέρια, αλλά μόνον από τα συστατικά στοιχεία των μερών αυτών. Τότε όμως καταρρίπτεται η αφετηριακή παραδοχή της θεωρίας, που ήταν ότι το σπέρμα προέρχεται από όλα τα μέρη του σώματος και όχι μόνον από όλες τις συστατικές ουσίες.
Ο Αριστοτέλης απέρριψε, έτσι, τη θεωρία της παγγένεσης και αυτό ήταν, κατά βάση, σωστό, παρ’ όλο που και η δική του θεωρία σχετικά με το τί προσφέρει κάθε γεννήτορας στα παιδιά του ήταν πολύ εσφαλμένη σε ορισμένες πτυχές της. Πίστευε, π.χ., ότι η συμβολή του αρσενικού γεννήτορα στο έμβρυο δεν είναι υλική και ότι παρέχει απλώς τη μορφή και το ικανό αίτιο της γέννησης.
Μια δεύτερη, πιο θεμελιώδης διαφωνία στον τομέα της βιολογίας αφορούσε τον ρόλο του ίδιου του τελικού αιτίου. Αν τόσο ο Πλάτων όσο και ο Αριστοτέλης επέμειναν στο στοιχείο του έλλογου σχεδιασμού στη φύση εν γένει και στους ζωντανούς οργανισμούς ειδικότερα, άλλοι στοχαστές, συγκεκριμένα ο Εμπεδοκλής και οι ατομικοί, είχαν υιοθετήσει, γενικά, μια μηχανοκρατική, μη τελεολογική θεώρηση της φυσικής αιτιότητας. Οι πληροφορίες μας για τον Εμπεδοκλή είναι σημαντικότατες, αν και εξαιρετικά δυσνόητες. Στο Περί ζῴων μορίων (640a 19 κ. εξ.), ο Αριστοτέλης τού αποδίδει την άποψη ότι:
πολλά χαρακτηριστικά των ζώων οφείλονται σε τυχαία γεγονότα κατά τον σχηματισμό τους - π.χ. η σπονδυλική στήλη έχει τη μορφή που γνωρίζουμε [χωρισμένη σε σπονδύλους] λόγω της κεκαμμένης στάσης του εμβρύου, που έχει ως αποτέλεσμα τη ρήξη της.
Επίσης ο Σιμπλίκιος, πραγματευόμενος, στο Ὑπόμνημα εἰς τήν Άριστοτέλους «Φυσικής ἀκρόασιν» (371, 33 κ. εξ.), το περίφημο απόσπασμα στο οποίο ο Εμπεδοκλής μιλά για τη γέννηση «βοδιών με κεφάλια ανθρώπου» (απόσπασμα 61), αναφέρει ότι ο φιλόσοφος υποστήριζε ότι:
όσο κυριαρχούσε ο Έρωτας δημιουργήθηκαν πρώτα κατά τύχη όλα τα μέρη των ζώων, όπως είναι τα κεφάλια, τα χέρια και τα πόδια, και ύστερα σχηματίστηκαν αυτά τα “βόδια με κεφάλι ανθρώπου” και “αντιστρόφως εμφανίστηκαν” άνθρωποι με κεφάλι βοδιού....Και, καθώς πολλοί από αυτούς συναγελάζονταν μεταξύ τους ώστε να διασφαλίσουν τη διατήρησή τους, έγιναν ζώα και επιβίωσαν....Γιατί όλα όσα δεν έγιναν σύμφωνα με τον σωστό τύπο («λόγον») χάθηκαν.
Παρά τις εμφανείς επιφανειακές αναλογίες ανάμεσα σε αυτές τις έννοιες και τη θεωρία της εξέλιξης των ειδών, πρέπει να θυμόμαστε, αφ’ ενός, ότι ο Εμπεδοκλής δεν επιδίωκε σε καμία περίπτωση να δώσει μια συστηματική εξήγηση της καταγωγής των φυσικών ειδών και, αφ’ ετέρου, ότι οι θεωρίες του αναπτύχθηκαν στο πλαίσιο της άκρως πολύπλοκης κυκλικής κοσμολογίας του, βάσει της οποίας οι δύο κοσμικές δυνάμεις της «Φιλότητος» και του «Νείκους» επικρατούν εκ περιτροπής.
Επιχειρηματολογώντας εναντίον εκείνων που είχαν την τάση να αρνούνται την ύπαρξη σχεδίου στα ζωντανά πλάσματα, ο Αριστοτέλης πίστευε, χωρίς αμφιβολία, ότι τα δεδομένα βάραιναν συντριπτικά υπέρ των θεωριών του. Δεχόταν, ασφαλώς, την ύπαρξη ανωμαλιών και σπερματογενέσεων, αλλά εκείνο που, κατά την άποψή του, είχε σημασία ήταν ότι αποτελούσαν την εξαίρεση σε έναν κανόνα που ίσχυε στη μεγάλη πλειονότητα των περιπτώσεων. Ένα από τα βασικά επιχειρήματα που αντιτάσσει στον Εμπεδοκλή και στους ατομικούς είναι, απλώς, ότι τα φυσικά είδη αναπαράγονται ανάλογα με το είδος τους. Στο Περί ζώων μορίων (640a 22 κ. εξ.) υποστηρίζει ότι ο Εμπεδοκλής αγνοούσε το γεγονός ότι το σπέρμα από το οποίο προέρχεται ένα ζώο πρέπει να φέρει τον χαρακτήρα που προσιδιάζει στο ζώο αυτό. Ο άνθρωπος γεννιέται από άνθρωπο, όπως και το βόδι γεννιέται από βόδι: η ιδέα ότι τα ίδια τα φυσικά είδη ήταν προϊόν τυχαίων μεταλλάξεων θα του φαινόταν όχι μόνον τελείως αβάσιμη αλλά και τελείως αντίθετη με τα στοιχεία που υπήρχαν για τις κανονικές συνθήκες αναπαραγωγής των φυσικών ειδών.
Οι έννοιες της μορφής και του τελικοί) αιτίου διαπερνούν το σύνολο της φιλοσοφίας του Αριστοτέλη. Είναι θεμελιώδεις όχι μόνο για τη φυσική επιστήμη, αλλά και για την κοσμολογία του: η πρώτη αρχή από την οποία εξαρτάται ο κόσμος και από την οποία παράγεται τελικά κάθε κίνηση είναι το Ακίνητον Κινούν, που θεωρείται ότι προκαλεί την κίνηση ως τελικό αίτιο, ως αγαθό που αποτελεί αντικείμενο επιθυμίας ή αγάπης. Η μορφή και ο τελικός σκοπός κατέχουν εξίσου δεσπόζουσα θέση στην ηθική και στην πολιτική του θεωρία, αφού οι απόψεις του περί εναρέτου βίου και περί ιδεώδους κράτους βασίζονται στην αντίληψή του για τους τελικούς σκοπούς ή τις λειτουργίες που είναι ίδιον του ανθρώπου. Ο άνθρωπος κατέχει μοναδική θέση στην ιεραρχία των όντων: μετέχει μαζί με τους θεούς στην έλλογη σκέψη και με τα ζώα στην αντίληψη των άλλων ζωτικών λειτουργιών του, όπως είναι οι αισθήσεις, η πρόσληψη τροφής και η αναπαραγωγή. Παράλληλα υπάρχει μία ενιαία ιεραρχική κλίμακα των όντων, η οποία περιλαμβάνει τους θεούς, τους ανθρώπους, τα ζώα, τα φυτά και τα άψυχα αντικείμενα. Τα διάφορα φυσικά αντικείμενα έχουν διαφορετικές μορφές και διαφορετικούς σκοπούς, αλλά κάθε φυσικό αντικείμενο, από τα θεία ουράνια σώματα ώς το ταπεινότερο βοτσαλάκι, επιδιώκει και προσβλέπει στη μορφή και στον τελικό σκοπό που προσιδιάζουν σε αυτό.
Το εύρος και η σαφήνεια της φιλοσοφίας του Αριστοτέλη ήταν ένας από τους βασικούς παράγοντες που συνέβαλαν στην τεράστια επίδρασή της κατά την αρχαιότητα: η θεωρία των αιτίων καθόριζε τόσο τα είδη ερωτημάτων που έπρεπε να τίθενται όσο και τον τρόπο με τον οποίο έπρεπε να δίδονται οι απαντήσεις. Ωστόσο, οι άμεσοι επίγονοί του δεν υπήρξαν, όπως αποδείχθηκε, δουλικοί αντιγραφείς των ιδεών του κάθε άλλο μάλιστα. Οι πρώτοι που τον διαδέχθηκαν στη διεύθυνση της σχολής του, του περίφημου «Λυκείου», ήταν ο Θεόφραστος ο Ερέσσιος και ο Στράτων ο Λαμψακηνός, αμφότεροι πρωτότυποι στοχαστές μεγάλου βεληνεκούς, οι οποίοι άσκησαν κριτική ή και απέρριψαν μέρη της σκέψης του Αριστοτέλη. Έτσι, ο Θεόφραστος άσκησε κριτική στην θεωρία του τελικού αιτίου σε ένα σύγγραμμα ανάλογης θεματολογίας με το Μετά τα φυσικά, ενώ στην πραγματεία Περί πυρός αμφισβήτησε την άποψη ότι η φωτιά είναι ισότιμη με τα άλλα τρία απλά σώματα.
Η αναλυτική παρουσίαση των επιστημονικών θεωριών του Θεοφράστου. του Στράτωνα και των λοιπών μελών του Λυκείου δεν εμπίπτει στο πεδίο του παρόντος βιβλίου, αλλά από μια άποψη το έργο της σχολής συνολικά συνδέεται με την αξιολόγηση του ίδιου του Αριστοτέλη. Η ιδέα της συνεργασίας στην έρευνα ανάγεται ώς έναν βαθμό σε προγενέστερες κοινότητες, π.χ. στους Πυθαγορείους, στις ιατρικές σχολές και στην πλατωνική Ακαδημία. Αλλά οι έρευνες που πραγματοποίησε ο Αριστοτέλης και οι συνεργάτες και μαθητές του ξεπέρασαν κατά πολύ κάθε θεωρία, πολύ δε περισσότερο κάθε επίτευγμα, του παρελθόντος. Πρώτα-πρώτα, συνέταξαν μια σειρά ιστοριών των διαφόρων κλάδων της θεωρητικής σκέψης: αυτό μπορεί να θεωρηθεί ως φυσική εξέλιξη των συνοπτικών παρουσιάσεων απόψεων προγενέστερων στοχαστών που παραθέτει ο ίδιος ο Αριστοτέλης σε συγγράμματά του. π.χ. στο Α' βιβλίο τού Μετά τα φυσικά. Έτσι, ο Θεόφραστος επεξεργάστηκε την ιστορία των κυριότερων φυσικών θεωριών και των θεωριών περί αισθήσεως-αντιλήψεως στον προγενέστερο στοχασμό, ο Μένων την ιστορία της ιατρικής και ο Ευδήμων την ιστορία της γεωμετρίας και της αστρονομίας.
Δεύτερον, πραγματοποιήθηκε έρευνα στις κοινωνικές επιστήμες. Το πιο αξιόλογο έργο στον τομέα αυτό είναι μια σειρά 158 συνταγματικών μελετών, με μόνη διασωθείσα το Σύνταγμα των ’Αθηνών, αν και ο Αριστοτέλης ήταν συνολικά υπεύθυνος για τον σχεδιασμό της σειράς, το πιθανότερο είναι ότι συνέγραψε μόνον ένα μικρό αριθμό από τις μελέτες αυτές.
Τρίτον, η σχολή έχει να επιδείξει έργο στον τομέα των φυσικών επιστημών. Τα ζωολογικά συγγράμματα του ίδιου του Αριστοτέλη αντιπροσωπεύουν, ώς έναν βαθμό, στην περίπτωση δε των Περί τα ζῷα ιστοριών σε μεγάλο βαθμό, τα αποτελέσματα μιας κοινής ερευνητικής προσπάθειας. Αυτές οι ζωολογικές μελέτες συμπληρώθηκαν με τις εξίσου πλήρεις βοτανικές μελέτες του Θεοφράστου Περί φυτικών αιτίων και Περί φυτικών ιστοριών. Επίσης, η μελέτη της σύστασης των φυσικών ουσιών στο Δ' βιβλίο των Μετεωρολογικών συμπληρώθηκε με μια αναλυτική έρευνα των ορυκτών, πάλι από τον Θεόφραστο, στο σύγγραμμά του Περί λίθων. Τέλος, στον κλάδο της δυναμικής η μη συστηματική πραγμάτευση της κίνησης και του βάρους από τον ίδιο τον Αριστοτέλη στα Φυσικά και στο Περί οὐρανοῦ συνεχίστηκε στο έργο του Στράτωνα, που, κατά τον Σιμπλίκιο, επιδόθηκε σε έρευνες που αφορούσαν ειδικότερα τα φαινόμενα επιτάχυνσης.
Το εύρος των ερευνών που πραγματοποιήθηκαν στο Λύκειο ήταν κάτι που δεν είχε προηγούμενο. Ούτε βέβαια υπήρξε τυχαίο γεγονός, αλλά αποτέλεσμα της εφαρμογής των μεθοδολογικών αρχών του ίδιου του Αριστοτέλη, ιδίως δε της επιμονής του για αξιολόγηση των «δεδομένων» και των «επικρατουσών αντιλήψεων» με στόχο τη διατύπωση των προβλημάτων αλλά και ως ένα πρώτο βήμα για την επίλυσή τους. Μεγάλο μέρος του έργου τού Αριστοτέλη στις φυσικές επιστήμες χρωματίζεται από τις θεμελιώδεις παραδοχές που συμμεριζόταν με τον δάσκαλό του, τον Πλάτωνα. Και οι δύο φιλόσοφοι πίστευαν ότι ο κόσμος είναι προϊόν έλλογου σχεδιασμού. Αμφότεροι υποστήριζαν ότι αντικείμενο της φιλοσοφικής έρευνας είναι η μορφή και το «καθόλου», όχι το επι- μέρους και το τυχαίο. Αμφότεροι θεωρούσαν ότι μόνον η βέβαιη και αδιάσειστη γνώση μπορεί να χαρακτηριστεί γνώση με την πιο στενή έννοια του όρου. Αλλά, παρά τις σημαντικές αυτές ομοιότητες ανάμεσα στον Πλάτωνα και τον πιο ιδιοφυή μαθητή του, σε άλλα ζητήματα είχαν βαθιές διαφωνίες που αντανακλώνται στη στάση τους έναντι των φυσικών επιστημών. Ενώ ο Πλάτων θεωρούσε ότι οι Ιδέες υπήρχαν ανεξαρτήτως των επιμέρους αντικειμένων, ο Αριστοτέλης απέρριπτε την άποψη αυτή, υποστηρίζοντας ότι, ενώ η μορφή και η ύλη είναι θεωρητικά διάκριτες, αυτό δεν ισχύει στην πράξη για τα αντικείμενα του κόσμου που μας περιβάλλει. Η μορφή ενός τραπεζιού, π.χ., δεν έχει αυτόνομη ύπαρξη: δεν υπάρχει, δηλαδή, παρά μόνον σε σύνδεση με ένα συγκεκριμένο υλικό. Επίσης, ενώ ο Πλάτων, επιμένοντας στη σημασία της λογικής, υποβάθμιζε τον ρόλο των αισθήσεων, ο Αριστοτέλης αποκατέστησε την παρατήρηση. Και οι δύο φιλόσοφοι συνέβαλαν σημαντικά σε αυτό που ονομάζουμε φιλοσοφία της επιστήμης, αλλά ο χαρακτήρας της συμβολής τους είναι πολύ διαφορετικός. Ενώ ο Πλάτων ήταν ο κύριος εισηγητής τής εφαρμογής των μαθηματικών για την κατανόηση των φαινομένων, μία από τις θεμελιώδεις συμβολές του Αριστοτέλη, που άντεξε στον χρόνο, ήταν ότι υποστήριξε θεωρητικά και απέδειξε στην πράξη την αξία της διενέργειας λεπτομερών εμπειρικών ερευνών.
-------------------------
Στο κέντρο των περισσότερων γαλαξιών βρίσκονται μαύρες τρύπες που μπορούν να μεγαλώσουν τόσο ώστε να γίνουν πάνω από ένα δισεκατομμύριο φορές μεγαλύτερες από τον Ήλιο μας. Ωστόσο, οι αστροφυσικοί δεν κατανοούν πλήρως τον σχηματισμό, την διαμόρφωση και εξέλιξη μιας τέτοιας μαύρης τρύπας – συγκεκριμένα, πώς το στροβιλιζόμενο αέριο από το γαλαξία χάνει την τεράστια στροφορμή του, ώστε να μπορέσει να καταναλωθεί από τη μαύρη τρύπα. 
