Умозрительное познание природы — это когда человек пытается объяснить мир силой мысли и наблюдения, без экспериментов, без приборов, без проверки на практике. Он смотрит на звёзды, на смену времён года, на рост растений — и размышляет, строит догадки, ищет общие принципы. Но он не может проверить свои идеи опытом: нет ни микроскопов, ни телескопов, ни лабораторий, ни математических методов расчёта. Поэтому такие объяснения часто остаются красивыми, но недоказанными гипотезами.

Первые представления о мире как о целом, неразрывном и развивающемся. Древние мыслители воспринимали природу как единое живое целое, а не как набор отдельных частей. Они не делили знание на физику, химию и биологию — для них мир был одним большим организмом, где всё связано со всем. Вода, воздух, огонь, земля считались первоначалами, из которых всё состоит. Мир не казался им застывшим: они размышляли о том, как он возник, как развивается, как всё в нём рождается и умирает. Это была целостная картина, пусть и наивная с сегодняшней точки зрения.

Господство наблюдения над экспериментом. Люди наблюдали природу: движение звёзд, поведение животных, свойства растений, смену сезонов. Но они не ставили экспериментов — не создавали специальных условий, чтобы проверить идею. Не было метода: «а что будет, если я сделаю вот так?». Наблюдение пассивно — оно фиксирует то, что происходит само. Эксперимент активен — он задаёт природе вопрос и требует ответа. Именно переход от наблюдения к эксперименту в XVII веке (Галилей) и превратил натурфилософию в науку.

Это ещё не наука, но её предыстория. Натурфилософия дала науке первые вопросы: из чего состоит мир? почему всё движется? что такое жизнь? Она накопила первые наблюдения и первые гипотезы. Но у неё не было главного: метода проверки. Идеи не проверялись опытом, не доказывались математически, не воспроизводились другими. Поэтому натурфилософия — это предыстория науки: она подготовила почву, задала направление, но сама наукой ещё не стала. Наука началась тогда, когда к наблюдению добавились эксперимент и математика.

Суть в двух предложениях: представь, что ты смотришь на грозу и думаешь: «Наверное, это боги сердятся» или «Это огонь в тучах». Ты размышляешь и наблюдаешь, но не можешь проверить. А наука — это когда ты строишь громоотвод, измеряешь напряжение и точно знаешь, откуда берётся молния. Натурфилософия — это размышления о грозе. Наука — это эксперимент с громоотводом.

Галилео Галилей вводит эксперимент как метод познания.

Наука становится наукой.

Происходит расчленение единого знания: формируются физика, химия, биология. Преобладают эмпирические (опытные) знания над теоретическими, природа рассматривается статичной, чуждой эволюции.

Первая научная революция (XV-XVI вв.): гелиоцентрическая (солнце в центре) система Коперника, учение о множественности миров Джордано Бруно. Земля перестаёт быть центром мира.

Вторая научная революция (XVII-XVIII вв.): создание классической механики и экспериментального естествознания.

Фрэнсис Бэкон, Рене Декарт, Галилей, Кеплер, Лейбниц, Ньютон.
Труд Ньютона «Математические начала натуральной философии» заложил основы современной теоретической физики .

Воссоздание целостной картины природы на основе ранее исследованных частей. Рождение универсальных теорий.

Третья научная революция (XVIII–XIX вв.): космогоническая гипотеза Канта–Лапласа, теория катастрофизма Кювье, эволюционизм Ламарка, геологический эволюционизм Лайеля, теория естественного отбора Дарвина, клеточная теория Шлейдена и Шванна, закон сохранения и превращения энергии Майера.

В XIX–XX веках происходит отделение чистой математики от прикладной, возникают абстрактная алгебра, неевклидовы геометрии, математическая логика. В физике — теория относительности и квантовая механика. В биологии — эволюционная теория и генетика. Наука переходит к «большой науке» и «технонауке» .