Существенно новым у Аристотеля по сравнению с его предшественниками было использование идеи природы для объяснения механических форм движения. Всякое тело, по мнению Аристотеля, обладает естественной, присущей ему по природе (pbysei) формой движения. Для земных тел таким естественным движением является движение по прямой линии — к центру космоса, либо от центра к периферии. Тяжелые вещи — земля, вода, а также все сложные тела, в которых эти элементы преобладают, стремятся по природе двигаться к центру космоса, т. е. падать вниз; наоборот, огонь, воздух и все легкие вещи, составленные по преимуществу из этих двух элементов стремятся по природе удалиться от центра космоса, т. е. подыматься вверх. Движение, противоположное по направлению естественному, а также всякая другая форма движения, например движение по кругу или по какой-либо иной кривой, будет для этих тел неестественным, противным их природе, и может быть осуществлено лишь насильственным путем. Другую картину мы имеем в надлунном мире: для небесных светил естественным движением является равномерное вращение по кругу вокруг центра космоса (т. е. вокруг Земли).
Сказанное образует основу для космологии Аристотеля, наиболее детально изложенной в его трактате «О небе». Надо лишь добавить еще два положения, имеющих в системе Аристотеля фундаментальный характер. Первое — отрицание актуальной бесконечности, приводящее к необходимости мыслить мир ограниченным и конечным. Второе — отрицание пустоты. Оба эти положения кардинальным образом противоречат принципам космологии Демокрита, с которым Аристотель много и обстоятельно полемизирует. Космос, по Аристотелю, ограничен, он имеет форму сферы, за пределами которой нет ни пространства, ни времени и, следовательно, ничего. Этот космос вечен и неподвижен: он не возник ни в результате чьего-либо творческого акта (как у Платона), ни в ходе естественного космогонического процесса (как у досократиков). Он заполнен материальными телами, которые в «подлунной» области образованы из четырех элементов — огня, воздуха, воды и земли. Это — область изменчивого и преходящего: в ней происходят процессы возникновения, роста и гибели всевозможных вещей, в том числе живых существ. Резко отличается от нее «надлунная» область, где нет места возникновению и гибели, где находятся лишь небесные тела — звезды, планеты, Луна и Солнце, совершающие свои вечные круговые движения. Это — область пятого элемента, эфира, который у Аристотеля обычно именуется «первым телом» (proton soma). Эфир ни с чем не смешан, вечен и не переходит другие элементы; он не обладает тяжестью или легкостью и его естественным движением является движение по кругу. Он не везде одинаково чист; это относится главным образом к пограничному с подлунной областью слою, где он соседствует с огнем и воздухом, но в целом это наиболее «божественный» из всех пяти элементов.
В центре космоса находится Земля, имеющая форму шара и шарообразность земли доказывается Аристотелем как априорными соображениями, так и с помощью аргументов, основанных на наблюдении. Аристотель приводит первую в истории греческой науки оценку размеров земного шара, диаметр которого оказывается у него завышенным примерно в два раза по сравнению с истинным значением. Далее он утверждает, что Земля неподвижная и не вращается вокруг своей оси. Небесным светилам также присуща шарообразная форма, как наиболее совершенная из всех возможных. В отношении движения небесных тел Аристотель опирался па результаты, полученные Евдоксом и Каллиппом. Однако то, что у астрономов было лишь моделью, у Аристотеля стало реальным механизмом движения небесных светил. Всю надлунную область космоса он представил в виде ряда соприкасающихся сфер, имеющих эфирную природу и равномерно вращающихся с разными скоростями вокруг различных осей. К некоторым из этих тел прикреплены небесные тела, также состоящие из эфира (но не из прозрачного, а светящегося). Внешняя сфера — сфера неподвижных звезд — совершает полный оборот вокруг небесной оси в течение суток; своим движением она увлекает следующую за ней сферу, каковой является внешняя сфера Сатурна; эта, в свою очередь, увлекает вторую сферу Сатурна, которая, кроме того, обладает собственным движением вокруг оси, перпендикулярной к плоскости эклиптики, и т. д. Но вот мы рассмотрели движение всех четырех, по Каллиппу, сфер Сатурна и должны перейти к Юпитеру. Ясно, что сферы Сатурна (за исключением первой, повторяющей суточное движение небесного свода) никак не должны влиять на вращение сфер Юпитера, иначе получилось бы, что Юпитер, помимо собственных движений, повторяет все движения Сатурна. Чтобы избежать этого, Аристотель помещает между внутренней сферой Сатурна и внешней сферой Юпитера еще три сферы, которые повторяют вращения трех внутренних сфер Сатурна, но лишь в обратном направлении, как бы «нейтрализуя» их. В результате на внешнюю сферу Юпитера будет воздействовать движение только одной сферы — внешней сферы Сатурна, совершающей обращение вокруг мировой оси за одни сутки. Аналогичным образом Аристотель помещает по три или четыре «нейтрализующих» сферы после каждой из пяти планет и после Солнца. Для Луны этого делать не нужно, ибо Луна является последним небесным телом, совершающим круговые вращения. Таким образом, общее число сфер у Аристотеля оказывается равным 56 (сопоставление чисел сфер для различных небесных светил по Евдоксу, Каллиппу и Аристотелю дано в табл. 2).
Таблица 2
Вопрос об источнике движения небесных сфер решался Аристотелем неоднозначно. В трактате «О небе» круговое движение внешней сферы и сферы неподвижных звезд — трактуется как ее изначальное, «божественное» свойство. В последних книгах «Физики» и в «Метафизике» Аристотель развивает концепцию вечно действующего «первичного двигателя» (бога), который, сам оставаясь неподвижным, приводит в движение небесные сферы. В восьмой главе XII книги «Метафизики», где содержатся прямые ссылки на Евдокса и Каллиппа, Аристотель, помимо высшего первичного двигателя, приводящего в движение сферу неподвижных звезд, допускает существование других вечных и неподвижных божественных сущностей, которые, ведая движением остальных небесных сфер, занимают в мировой иерархии низшее положение по отношению к «первичному двигателю». В средние века эта концепция была развита Фомой Аквинским применительно к потребностям христианской теологии.
Если для «надлунной» области характерны вечные, равномерные движения по кругам, то в «подлунной» области любые перемещения могут быть лишь местными и временными. Они делятся на естественные, причина которых лежит в природе перемещающегося тела, и насильственные, т. е. такие, которые совершаются под действием внешней силы. Анализ насильственных перемещений привел Аристотеля к первому наброску динамики, основными понятиями которой являются сила, скорость и сопротивление. Сила определяется Аристотелем как причина движения; поскольку Аристотель считал, что с прекращением причины прекращается ее действие, то в его динамике движение тела должно непрерывно поддерживаться действующей на нее силой. Скорость приведенного в движение тела пропорциональна действующей на него силе; изменение величины силы вызывает соответствующее изменение скорости тела. Причиной того, что приведенное в движение тело продолжает двигаться даже когда оно оторвалось от источника движения, Аристотель считает воздух, окружающий тело. Если бы воздуха не было, то с прекращением действия силы тело мгновенно остановилось бы. С другой стороны, окружающая тело среда оказывает сопротивление его движению. Скорость тела пропорциональна отношению действующей на него силы к сопротивлению окружающей среды. Если бы сопротивление среды отсутствовало, то любая сила сообщила бы телу бесконечно большую скорость. Это — один из аргументов, которым пользуется Аристотель, доказывая невозможность существования пустоты. Динамика Аристотеля — это динамика тел, движущихся в материальной среде.
Наряду с рассмотрением механических движений Аристотель дал общую теорию качественных изменений и превращений тел, изложенную им в трактате «О возникновении и уничтожении» и частично в четвертой (последней) книге «Метеорологики».
Аристотель не был математиком и не написал ни одного математического сочинения, но он был хорошо знаком с достижениями греческих математиков, и в его книгах можно найти важные замечания, имеющие непосредственное отношение к математическим наукам. Математику — наряду с физикой и «первой философией» — он относил к числу теоретических наук. Предметом математики, по его мнению, является не какой-либо класс чувственно воспринимаемых объектов, а некоторый род свойств, присущих любым объектам,— именно те свойства, которые имеют отношение к категории количества. Под категорию количества подпадают, во-первых, числа, а во-вторых, протяженные величины. Количественные свойства математика изучает, отвлекаясь от всех чувственно воспринимаемых свойств предметов, поэтому математические истины познаются не с помощью органов чувств, а с помощью разума. Этим определяются особенности математического метода: математика исходит из определений и аксиом, т. е. бесспорных положений, из которых с помощью логических умозаключений выводятся теоремы и другие следствия. Характерно, что почти все примеры доказательств, приводимые Аристотелем во «Второй Аналитике», взяты им из области математики.
Помимо чистой математики, Аристотель отмечал ряд дисциплин, изучающих количественные свойства определенных классов объектов. Это — астрономия, механика, оптика, наука о гармонии и т. д. Эти науки имеют отношение как к физике, так и к математике: по своему предмету они ближе к первой, а по методам — ко второй.
Весьма существенную часть в научном наследии Аристотеля составляют его сочинения, относящиеся к области живой природы. До нас дошли 4 больших и 11 малых биологических трактатов Аристотеля, в которых с исчерпывающей полнотой изложено все, что было к тому времени известно в этой области. В этих трактатах Аристотель выступает как истинный основоположник биологической науки, и утверждение, что, несмотря на всю свою универсальность, Аристотель - ученый был прежде всего и по преимуществу биологом, представляется недалеким от истины.