童年的时候，我们还没有任何关于自然世界的知识。我们会提出这样的问题：天是什么呢？为什么太阳从东边升起呢？为什么鱼会游泳，鸟会飞呢？在读小学、初中以后，我们会系统的学习科学知识，也是在这个时候，我们接触到学科分类，会被告知一些问题是物理学的研究范围，而另一些是化学的领域。我们完成本科、硕士、博士的学习和研究，日益把自己局限在一个学科中的某个非常具体的小问题上，也开始思考一些跨学科的思路。

　　从童年到博士，怀着对自然的好奇，我们经历了这样一个过程。那么，在整个人类对自然还一无所知的时候，我们又提出过什么样的问题，又是怎么开始进行自然科学研究的呢？

　　撇开早期的神秘主义和泛神论的思路 —— 此时，人类倾向于用各种神来解释自然，亚里士多德是第一位系统性地提出关于自然的问题，并且系统性地做出回答的智者。那么，亚里士多德提出了什么样的问题呢？他又是如何进行研究的呢？

　　在《范畴篇》中，亚里士多德物体及其性质的种类进行了定义，这些定义在事实上是理解亚里士多德自然科学研究的基础。在《物理学》中，亚里士多德提出了这样的问题：什么是运动？运动分为那几类？运动的原因有那几类？什么事物体的处所？虚空存在吗？什么是时间？在《动物运动》一书中，亚里士多德提出了这样的问题：动物的运动有很多种，鸟会飞，鱼会游泳，大象会到处走动，这些运动之间是不是有一些共同的地方呢？在普遍的意义上，他们运动的时候到底发生了一个什么样的过程呢？在《论灵魂》一书中，亚里士多德问道：灵魂可以分为哪几个部分？视觉和想象，还有思考是什么？

　　事实上，这些问题和我们童年所提出来的那些问题有很多相似的地方。在我们的童年，和人类的童年，自然总是被人以好奇的眼光注视着。即使，在这个时候，我们尚未有确定的知识，但是我们总是会针对自然提出问题，并且努力去寻找答案。所以，我们可以肯定地说，自然科学研究从好奇和问题开始。

　　出于对知识的渴望，我们提出了很多问题。在人类的童年，对这些这些问题的研究并不能清楚地被归类于自然科学、哲学、伦理学或者政治学。但是，我们可以根据问题的指向区分一些针对自然的问题，例如，鱼在游泳，鸟在飞翔，他们的运动有统一的解释吗？如果这个世界不经历任何变化，那么时间好像也就没有流逝，时间和变化是什么样的关系呢？变化和运动又有那些原因呢？自然之物和人造之物有什么样的区别呢？

　　有了这些问题，我们又应该从哪里开始去寻找答案呢？今天，受过基本科学训练的人都会说，观察和实验是研究的起点。然而，科学哲学对这个问题进行了非常详细的研究，实验作为科学方法的历史不过四百多年；而对于观察，如果没有科学理论的指导，我们应该去观察些什么呢，应该收集什么样的事实，又如何将这些事实归类呢？

　　在两千三百多年前的亚里士多德时代，实验半岛官方体育、观察乃至经验都没有成为自然科学研究的起点。亚里士多德对观察这个概念的运用也非常不清楚，例如，亚里士多德提到，我们可以观察到某个规律。这样的说法似乎没有问题，因为我们日常语言也有这样的用法，但是，每次独立的观察只能触及某个现象，而无法看到规律性。所谓的规律性，至多是理性对对此观察的归纳。亚里士多德也完全没有讨论到实验的问题。事实上，实验这种方法和亚里士多德的研究思想本身并不相容。亚里士多德寻求的是自然事物如其所是的原因，而实验是对自然过程的破坏，得出来的结论并不能称为自然的原因。

　　根据亚里士多德《物理学》中的思路，我们可以确定至少两个研究起点，一个是前人的研究，另一个是语言。但是，关于前人的研究，亚里士多德通常在论证自己的理论之前，或者之后从某一个特定的角度，在自己的立场上进行阐述批判。严格来说，因为这样的阐述是基于特定的立场，其所阐述的内容，即前人的研究，并不能称为研究的起点。这样，可以确定的是，语言是亚里士多德研究的起点。在开始研究的时候，亚里士多德习惯于收集日常语言中关于研究对象的相关表述，然后对这些表述进行分析，由此以得到关于事实本身的知识。此外，亚里士多德在阐述完自己的理论之后，也会在相关的表述中寻求验证。例如，亚里士多德在阐述完四因说之后，说，这四个原因刚好和日常语言中给予“为什么”的答案的分类一致：

　　这为什么是桌子，不是椅子？——因为这个刚好符合桌子的定义；因为这个是用来写字、吃饭、看书等。因为语言，即关于为什么的问答，包含了关于事物的真理，因此，我们可以把语言理解为亚里士多德自然科学研究的一个起点。

　　今天，我们对分门别类的研究领域非常清楚，我们对于科学的方法，对于研究的立足点也十分了然。这些清楚明白的背后是历史的沉淀，自然科学家、哲学家的努力。

　　今天，在回顾自然科学史的时候，我们会代入今天的视角或者知识，所以有人会提出以下问题：牛顿是自然科学史上的丰碑，为什么在晚年会醉心于神学？这说明了人类思维的局限吗？也正因为此，我们很难想象为什么古希腊的毕达哥拉斯会把数字定义为世界的本质。事实上，不仅仅我们，科学家也倾向于立足于现在的科学知识整理科学史，让科学史看起来像朝着现有的知识一样发展。

　　我们的知识建立在积累的基础上，自然科学知识的总体也有其起源。亚里士多德是第一位自然科学家，他对自然的研究建立在两个基础上，一个是对前人研究的批评，另一个是语言。在此，语言是指语言中所蕴含的日常认知。对此，亚里士多德有一个简单的描述：一则，我们感知到没有被分割的普遍，另一方面语言让灵魂中的过程得以具体化。在认识的层面上，语言作为自然科学知识的源头其实在根本上是基于人的感知。

　　由此，我们可以猜测，亚里士多德最重要的科学研究方法是逻辑分析。那么，逻辑分析为什么能够成为科学研究的方法呢？在亚里士多德的理论中，同一个物体现实中的形式及其在灵魂中的形式并无二致，是同一个。由此，灵魂中，对物之形式的分析同时也是对现实的分析。进而，通过逻辑分析得到的必然结论必定和现实一致。例如，我们无法想象一个桌子是白色的，同时也不是白色的；在事实上，半岛官方体育也不可能存在一个是白色，同时也不是白色的桌子。

　　亚里士多德关于逻辑的研究主要集中在《解释篇》、《前分析篇》、《后分析篇》、《论题篇》中。在《分析篇》中，亚里士多德对名词、动词、句子、全称、单程、单一命题、否定命题、肯定命题、可能、必然等都做出了界定。这些研究已经十分接近后来的命题逻辑，即使其和作为逻辑演算的形式系统还有非常大的距离。

　　若将“是”和“公正的”或“不公正的”放在一起，便会产生两种肯定命题；如若将“不是”和“公正的”或“不公正的”放在一起，便会产生两种否定命题。这些加起来便有四种命题：

　　亚里士多德逻辑一个十分特异的地方在于注重词的缀合，而不像命题逻辑一样将命题作为一个整体去分析。这种特异性契合于形式在现实和在灵魂中的同一性，因为词的缀合对应于形式和形式或者形式和性质的组合，这种组合不仅仅发生在灵魂思考中，也发生在现实之中。这也是为什么在亚里士多德理论中，逻辑分析可以成为自然科学研究的一个重要的方法。

　　在自然科学研究中，亚里士多德对逻辑学的一个运用体现在《论动物运动》第三章。在这一章中，亚里士多德论证了地球为什么不是宇宙秩序的外在支撑点。在第一个论证中，亚里士多德即说明：在宇宙之中的物体不能是宇宙秩序的外在支撑点，地球在宇宙之中，所以，地球不是宇宙秩序的外在支撑点。这个论证的逻辑形式如下：所有的A都不是B，a是A，所以a不是B。亚里士多德接下来的论证比较复杂，就此略过。

　　事实上，在逻辑分析之外，亚里士多德的自然科学的研究方法还有很多种，例如观察、经验等。在《动物运动》第一章中，亚里士多德也确实通过对事例的观察，得出结论说，所有的位置移动都需要一个外在的支撑点，因为我们可以观察到人推船的事例。

　　今天，我们繁复的自然科学体系都应该回溯于由对自然的好奇燃气的智慧火苗，自然科学的起源即在于对纯粹知识的追求。