本來哲學是關于世界真實所是的總體學說，亞里士多德的天學是他的整體哲學的一部分，是跟他的物理學、神學、道德學說連在一起的；希帕恰斯、托勒密這些人是天文學專家，專門研究天文現象。在實證科學自成體系之前，偉大的思辨體系為實證研究開辟了空間。在柏拉圖的學園里，他的學生們進行了重要的實證研究，最為著名的是歐多克索斯，前面已經講到，他進行了大量的天體運動觀測，并設計了多重天球，嘗試用幾何學對這些觀測資料進行解釋，可以說是第一個在宇宙論基礎上發展出定量天文學的科學家。亞里士多德學說更加敞開了實證研究的大門。Lukeion學院的下一代掌門人Theophrastos of Eresos據說著作等身，但傳下來的不多。專家從傳下來的著作這樣描述他的工作：“他像亞里士多德教導的那樣，從搜集資料開始，……但他并不像亞里士多德那樣，主要是為了揭示和展示所研究的對象領域中形式因和目的因的作用，……他提示說某些現象似乎并不源自目的因的作用，例如鹿角或男人的乳頭。……他繼承了亞里士多德的一個方面，從事大量觀察并把這些觀察整理分類，但他并不怎樣傾心于理論――他質疑亞里士多德的綜合，但并不拒斥它，也沒有提供取而代之的東西。”