正是古希腊人首先撇开神灵之类的超自然物，转而用物理上的因果链条来解释物质的、自然的世界。世界模型（也就是现在所谓的“科学模型”）可能是由泰勒斯（约前624—约前546）最先提出的，他是前苏格拉底时代的哲学家、天文学家和数学家，生活在米利都（今属土耳其）。可惜泰勒斯的作品都已失传，我们只能通过他人的转述，去了解他那些超出科学范畴的思想。古希腊哲学家亚里士多德（前384—前322）在其核心著作《形而上学》中记录并研究了泰勒斯的宇宙观。
在希腊这片地中海上的岛屿群落中，随处可见土地、水和天空
在泰勒斯看来，万物的本原是水。要理解这个思路，我们首先得知道古希腊人对“本性”和“特性”的区分。万物在本性上可以说都是水，但我们并不能像感受水一样感受所有事物，我们感受到的是物质的特性。今天的人们对这种概念倒不难接受，比如现在谁都知道：一切物质都由原子构成，而各色原子都由相同的亚原子粒子构成。但谁又能直接感知这些粒子呢？我们能感知到的，不外乎是黄金的颜色、硬度，水的流动性之类。其他早期著作中也有这种观念，比如《创世记》开篇就说上帝创造天地，而“地是空虚混沌”，即是说：大地被赋予了本性，却还没有特定的形态。
希腊哲学似乎起源于一个荒谬的念头，提出了“水是万物的起源和子宫”的命题。我们确有必要认真对待这个命题吗？是的，原因有三。首先，它告诉了我们关于万物起源的事；其次，它并未利用形象或寓言来描述此事；最后，其中包含着“万物一体”的思想，尽管仍在萌芽状态。
——尼采，《希腊悲剧时代的哲学》（1873年）
泰勒斯提出的理论模型也不乏挑战者。阿那克西米尼（约前585—约前528）认为，气体才是万物的“本原”（arche）。赫拉克利特（约前535—约前475）相中的本原则是火。色诺芬（约前427—约前355）一口咬定，万物皆由土和水构成。泰勒斯的弟子阿那克西曼德（约前610—约前546）则提出了一种叫作“阿派朗”（apeiron）的东西，意思是“无限”。他将阿派朗设想为一种无尽之物，由它派生已有和将会有的一切。在阿那克西曼德看来，物理宇宙之所以存在，是土、水、气、火等各类元素从阿派朗中分离出来的结果。一旦物质彻底毁灭，就会复归于无形，再度成为阿派朗。
“阿派朗”依然存在
20世纪德国理论物理学家海森堡（W. Heisenberg）提出，量子力学所描述的基本粒子，应被视为同一原始物质的不同量子态。同时代的另一位德国物理学家玻恩（M. Born）建议，将这种原始物质命名为“阿派朗”。
阿那克西曼德
（约前610—约前546）
阿那克西曼德的生平鲜为人知，我们只知道他出生在米利都，位于今天的土耳其海岸。他是泰勒斯的学生，并接替老师成为米利都学派的领袖。他可能是阿那克西米尼和毕达哥拉斯的老师。(www.xing528.com)
阿那克西曼德被认为是世界上第一位真正的科学家，也是最早用文字记录自己思想的哲学家之一，尽管至今只有残篇存世。他的兴趣非常广泛，包括天文、宇宙、地理、气象，或许还有生物。他提出：地球悬挂在空间中，没有支撑；太阳十分巨大（因此十分遥远）；各星体距离地球远近不同。通过考察化石，他判断生命最初来自海洋。他解释说，下雨是由于太阳作用于地球，产生了湿度；他还把雷电说成是元素的反应过程，排除了其中的神学因素。
阿那克西曼德通过对海洋生物化石的研究得出结论：生命起源于海洋
阿派朗、水、火、气……不论接受哪种元素是“本原”，我们需要的终究还是各种具体物质。差异性必须从统一性里解脱出来。
前苏格拉底时代的哲学家恩培多克勒（约前490—约前430）认为，世间万物都由四种“根”（后来才称“元素”）构成，分别是土、水、气、火。在他的理论框架中，物质虽然形态上千差万别，却都是由这四种元素以特定比例混合而成的。四根各自与两组特性（冷热与干湿）相关联：土冷而干，水冷而湿，气热而湿，火热而干。在漫长的2000年里，这四种根及其特性不但成了自然科学和医学的基础，甚至还成为心理分析的早期模式。
物质的四种“根”——土、水、气、火，以及它们的相关属性，与决定个人健康和寿命的四种“体质”有关
恩培多克勒明白，物质不能被创造或毁灭，而只能被转移。生长、变化、崩裂和更新等过程，都是通过四根的置换来实现的。如此看来，他的理论模型与质量守恒定律倒有异曲同工之妙。要知道，该定律是1774年才由法国化学家拉瓦锡（A. Lavoisier）通过实验证明继而表述的。比拉瓦锡早出生2200多年的恩培多克勒可不是什么实验科学家。他的想法全都源于对自然界应该如何组织、运作的思考，他也没有设计出任何可供检验的模型，来解释自己观察到的物理现象。
恩培多克勒的这个理论模型，是他一整套天体演化学说（关于宇宙本质和历史的理论）的一部分。除了四根，他还提出了两种力量，称之为“爱与斗争”，它们通过各自变动不息的状态，共同形塑了物质。当物质处于初始位置时，四根便具备纯粹的、毫不混杂的形态，由爱的引力维持在一个球体中。球体的边缘受到斗争的斥力支配，以防止物质溢出自己的边界。久而久之，斗争的力量增长，物质便溢出、移动、混合，并分离出我们看到的形态。更久之后，爱会再度崛起，最终所有物质都将回到初始状态。然后，整个过程又会再次展开。引力和斥力这两种力量，在现代物理学中是司空见惯的概念，同性电荷相互排斥，异性电荷便相互吸引。重力将物质聚集在一起，而暗能量驱使物质分离。在现代热力学看来，熵便扮演着“斗争”的角色，使物质在无序状态下消散和流动。
四种元素混在原始混沌中（Robert Fludd，1617年）
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