Es una fortuna contar con el registro escrito de algunos pensadores griegos, como Aristóteles (384-322 a.n.e.), quien en su libro titulado Física trató el problema del cambio y el movimiento.
Aristóteles sólo se basaba en la observación de hechos, formulando suposiciones que constituían una representación o modelo de la naturaleza. A partir de las suposiciones se explican los hechos observados y hasta es posible hacer predicciones. Si estas predicciones concuerdan con lo observado, hablamos de una corroboración del modelo. Si el objeto no se comporta como predice el modelo, entonces tenemos una discrepancia entre el modelo teórico y el comportamiento observado del objeto. En este caso habrá que desechar el modelo, modificar alguna de sus suposiciones o comprobar si las observaciones han sido realizadas correctamente.
Para explicar el modelo de Aristóteles acerca del movimiento de los objetos, en particular para la caída libre sobre la superficie de la Tierra, observemos el movimiento de los objetos que nos rodean: unos objetos se mueven porque otros los empujan o porque los jalan, como cuando se lanza una pelota o una piedra. Estas acciones se pueden ejecutar porque los seres vivos tenemos la capacidad de imprimir movimiento a otros objetos.
En algunas culturas antiguas se pensaba que los fenómenos como el viento o la lluvia eran ocasionados por agentes invisibles o dioses. Éstos tenían que existir, pues todo movimiento fuera de piedras, humo, aire o agua, debería ser provocado por alguien que los lanzaba o jalaba. El viento era aire empujado, la lluvia agua lanzada desde arriba, los truenos fuego lanzado hacia abajo desde el cielo, etc. Estas creencias estaban encaminadas a la explicación del fenómeno o de los hechos del movimiento de objetos, basadas en la suposición de que un agente externo los provocaba.
El modelo desarrollado por Aristóteles no supone la acción de ningún agente externo para explicar el movimiento natural de los objetos, más bien indica que todos los movimientos son debidos a agentes o causas naturales.
Aristóteles se interesó en describir y explicar el movimiento de los objetos comunes del mundo circundante, tal y como lo percibimos con nuestros sentidos. Su atención se centraba en el movimiento de objetos de su entorno, como el lanzamiento de piedras, lanzas y flechas, el vapor de agua, el viento, una llama, la lluvia, los astros, etc. Trató de explicar estos movimientos mediante una sola suposición: todos los objetos tienden a moverse hacia su lugar natural. De acuerdo con él, hay distintos lugares naturales, según sea la composición de los objetos, además de que todos los objetos están formados de cuatro elementos básicos o fundamentales: tierra, agua, aire y fuego.
La tierra tiene como lugar natural el centro de la Tierra. Por eso nuestro planeta asume la forma que tiene, ya que si sus partes se van aglomerando tendiendo hacia su centro, no puede tener otra forma que la esférica. Si los objetos terrosos, como una piedra, se sueltan de la mano, inmediatamente tenderán a caer hacia su lugar natural, el suelo. ¿Qué sucede cuando a una piedra se la lanza hacia arriba? ¿Por qué se mueve en sentido contrario al sitio donde está su lugar natural?
Aristóteles supuso que si la piedra se lanza hacia arriba, estaría dotada de un impulso proveniente del aire detrás de ella. El impulso es ocasionado por la mano y desaparece en el momento en que el movimiento del aire detrás de la piedra se desvanece, para entonces irremediablemente caer hacia su sitio natural.
Los objetos terrosos, siendo más pesados que el agua, la van expulsando hacia arriba, obligándola a acumularse por encima de ellos. Por eso los lagos, mares y ríos están naturalmente situados sobre la superficie de la Tierra.
El aire, siendo más ligero que la tierra y que el agua, tiende a ir hacia arriba, terminando por acumularse por encima. El fuego, más ligero que los tres elementos anteriores, tiende a elevarse hacia la parte superior de la esfera del aire, es decir, se situará en el extremo superior de la atmósfera. Ésa es la razón de que las lengüetas de una llama apuntan hacia arriba.
El modelo de Aristóteles consta de objetos compuestos de combinaciones de los cuatro elementos y supone que ellos se mueven hacia su lugar natural. En un mundo organizado así, primero tenemos la esfera de la Tierra; a ella la rodea en gran parte la capa esférica del agua; por encima de ella está la capa esférica del aire y, finalmente, en la parte superior se sitúa la capa del fuego.
Para el caso del movimiento de una piedra que se lanza manualmente hacia arriba, Aristóteles decía que el impulso dado se transmitía al aire y que éste transportaba la piedra a lo largo de su trayectoria. Sin embargo, conforme el impulso era transmitido punto a punto en el aire, éste se debilitaba, de manera que el movimiento natural de la piedra se iba haciendo cada vez más dominante. El movimiento hacia arriba disminuía, transformándose en un movimiento hacia abajo, hasta que la piedra quedaba, de nuevo, finalmente en reposo sobre el suelo. Ni la fuerza del brazo ni la de una catapulta podrían, a la larga, vencer el movimiento natural de la piedra. Para Aristóteles el movimiento era un proceso que inevitablemente termina en el reposo o en la ausencia de movimiento.
Es importante analizar este punto de vista sobre el movimiento, porque proviene de una de las mentes más lúcidas que han existido en la historia de la humanidad. El modelo aristotélico parecía predecir y explicar tantas cosas, que fue aceptado por grandes estudiosos durante los dos mil años siguientes. Al parecer, las dudas sobre su teoría empiezan a surgir cuando se detectan contradicciones internas. A pesar de ellas, los defensores de la teoría aristotélica encontraron argumentos para contrarrestarlas; de este modo, el modelo sobrevivió muchos años.
En la actualidad, la forma definitiva de someter a prueba una teoría consiste en obtener una conclusión necesaria de ella y luego confrontarla con el experimento tan exactamente como sea posible.
Los griegos, al igual que la mayoría de los estudiosos medievales europeos, aparentemente se contentaban con la belleza lógica de las teorías que formulaban, no les preocupaba someterlas a la prueba experimental. Algunas excepciones notables en estos aspectos experimentales fueron Arquímedes (nacido alrededor del año 287) y Herón (quien vivió en el siglo i de nuestra era).
