Вскользь сделанное Геродотом в «Истории» упоминание впервые сообщает нам о том, что позже было названо греческой натурфилософией. Между Лидией и Мидией шла затяжная война. «Но на шестой год во время одной битвы внезапно день превратился в ночь. Это солнечное затмение предсказал ионянам Фалес Милетский и даже точно определил заранее год, в котором оно и наступило». Предсказание точной даты затмения — по подсчетам, сделанным столетия спустя, это было 28 мая 585 года до н. э. — свидетельствует о высоком уровне астрономических знаний древних. И хотя историки науки полагают, что у Фалеса еще не было возможности предсказывать затмения, рассказ Геродота показывает, что подобное вычисление как минимум не противоречило греческому миропониманию.
Большинство греческих натурфилософов VI века до н. э. жили в Ионии — Фалес, Анаксимандр, Анаксимен были гражданами Милета, Гераклит — Эфеса, а Пифагор родился и вырос на острове Самос. Всех этих ученых мужей интересовала подлинная сущность мира — его происхождение, составные части, основание их связи—концепции, в которых осмыслялись эти темы, вполне вероятно, активно циркулировали на территории Персидской империи. В начале V века до н. э. новые объяснения Вселенной появляются уже в греческих городах южной Италии, у таких мыслителей, как Парменид и Зенон (Пифагор обосновался в Италии еще в VI веке). Среди других знаменитых фигур ранней греческой философии: Эмпедокл, живший в первой половине V века и происходивший из сицилийского Акраганта, уроженец Малой Азии Анаксагор и Демокрит из Абдер на севере Греции. Складывается впечатление, что по всему греческому миру отдельные люди перестали рассматривать природу как творение богов — вместо этого они представляли ее как выражение некоего естественного порядка, как результат сочетания вечных элементов или как эфемерную тень совершенного мира, недосягаемого для наших чувств.
Мысль о том, что Вселенная существует как физический порядок, открытый для исследования рационально мыслящему человеку, была подлинно новаторским шагом. Письменные фрагменты из трудов Фалеса и Анаксимандра дают нам первое свидетельство об этом шаге, однако не ясно, можно ли считать их новаторами — во–первых, мы мало знаем о том, как и о чем мыслили люди, прежде чем алфавитное письмо сберегло эти мысли, а во–вторых, само мышление испытывает на себе влияние письма. С другой стороны, есть все основания утверждать, что для размышлений о природе письменность имела те же последствия, что и для изучения прошлого.
Многие из первых натурфилософов активно участвовали в политическом управлении. Развитие и строй греческих городов той поры демонстрируют ту же веру в «благозаконие», или эвномию, в человеческих делах, что и афинская конституция Солона, и ранние философы совершили шаг вперед, обратив это стремление к обнаружению законов на мир природы. Это началось всего через несколько десятилетий после адаптации финикийского алфавита, и сложившийся письменный язык эллинов дает нам хорошее представление о том, каким образом складывалось их мышление. Греческое слово, обозначающее порядок, — «космос», и оно же служит для обозначения мира, Вселенной; реальный мир есть порядок, который лежит в основании мира, и этот порядок может быть открыт силой размышления.
Из дошедших до нас фрагментов мы знаем, что вопрос о составе мира был одним из главных предметов разногласий.
Фалес полагал, что суша покоится в воде и что все сущее в конечном счете происходит из воды. Он также учил, что душа «размешана во Вселенной», — это представление увязывает раннюю греческую мысль с восточной традицией. Фалесу приписывают и важные открытия в геометрии, включая метод триангуляции для вычисления расстояний. Среди постулатов Анаксимандра один гласил, что суша имеет цилиндрообразную форму, а другой, что первые животные зародились из влаги и что от животных — возможно, рыб — произошли первые люди. Гераклитучил, что все находится в постоянном течении (по его изречению, нельзя войти в одну реку дважды), Парменид — что нет ни времени, ни движения, а Пифагор — что все возвращается. Пифагор также полагал, что числа являются основой для понимания Вселенной. Мнения этих людей касались происхождения материи, ископаемых, радуги и множества других природных явлений.