雅典并不象爱奥尼亚群岛和意大利南部那些希腊城邦发展得那样早，不过它的文化却显得比较稳定和持久。那些爱奥尼亚城邦在公元前530年都被波斯征服了。几年后，米利都城完全摧毁。爱奥尼亚人的衰落使雅典间接得到好处，因为这样一来黑海沿岸和希腊殖民地的贸易就落在雅典的手中了。在政治上，雅典领导各城邦和波斯人进行的斗争，于公元前490年马拉松战役中在陆上击败波斯军队，十年后又在海上击败了波斯人。雅典的手工业发达起来了，特别是从梭伦（Solon，约公元前639－559）执政时期起，根据普路塔克（Plutarch）的记载，梭伦颁布：除非父亲教给儿子学会一项生意，儿子就不需要奉养父亲。在这个时期，据说曾经出现过许多发明家；诸如斯基泰人安纳查昔司（Anarcharsis），就曾发明了风箱，并改进了铁锚和制陶的轮子；萨摩斯人特奥多鲁斯（Theodorus）发明了杠杆、三角板、车床、量尺和钥匙。当时的希腊语“Sophia”一词也仍旧用来指工艺技术，而不是指智慧。
在战胜波斯人之后，雅典进入了一个繁荣昌盛的伟大时期。伯里克利把米利都最后的一个哲学家阿那克西米尼的学生阿那克萨哥拉（Anaxagoras，公元前488－428）带到雅典，以丰富城邦的文化生活。阿那克萨哥拉是一个典型的爱奥尼亚哲学家，主张地球是一个圆柱体，而不是如毕达哥拉斯派所认为的圆球。他还遵循自己学派的说法，声称他相信天体和地球的性质大体上是同样的，而不是如毕达哥拉斯派所说的那样神圣。泰勒斯曾经设想磁石有灵魂，因为磁石能移动铁块；阿那克萨哥拉也发挥了这种见解，把一切运动都归之于心灵或灵魂的作用。
他认为太阳是一块烧得又红又热的石头，比希腊大不了多少。月亮和行星也和地球一样，月亮上面也有山和居民。他是第一个设想月光是日光的反射的人，也是第一个用月影盖着地球和地影盖着月亮的见解来说明日食和月食的人。由于他否认天体是神圣的，阿那克萨哥拉被控亵渎神圣，亏得伯里克利的调解才得活命。
阿那克萨哥拉设想月亮上有山，表明他很仔细地观测了天象。到了他的晚年，雅典的天文观测就由默冬来进行；他在公元前432年的奥林匹克运动会上宣布发现人们所说的默冬章，即太阴周。这个周期是十九年，其太阴月是一个整数，所以这个周期可以很方便地用来调整历法。当时美索不达米亚的居民已经知道这种周期，并作为他们标准的历法周期，但是并没有为希腊人所采用。
雅典的社会到了默冬时期已经发达起来，并且逼使手工业和哲学传统分家。约在梭伦采取提倡手工业措施的二百年后，色诺芬尼（Xenophanes）写道：“人们称做的工艺在社会上被看成是一种耻辱，因此在我们的城邦里当然受到鄙视。”不但工艺如此，连运用工艺作为类比的老派自然哲学也被人瞧不起了。根据色诺芬尼的记载，他的老师苏格拉底（Socrates，公元前470－399）认为“天文学浪费时间”。苏格拉底在世的那些年头，雅典走上了坏运，公元前431－404年的伯罗奔尼撒战争的结果，斯巴达人战胜了雅典人。所以在苏格拉底看来，哲学家的主要任务是治理人和社会，而不是理解和控制自然。他排斥自然哲学，他自己关心的主要只是属于伦理和政治性的问题。
苏格拉底的工作由他的学生柏拉图（Plato，公元前427－347）继承下来，可是柏拉图的头脑不像他的老师那样简单。柏拉图认为任何一种哲学要能具有普遍性，必须包括一个关于自然和宇宙的学说在内。这样一种学说可以从属于伦理学、政治学和神学，而且如果立说得当，还可以增加上述这些学科的说服力。柏拉图因此发展一种适合并从属于他的政治见解和神学见解的自然哲学。普路塔克告诉我们，柏拉图使“自然规律服从神圣原理的权威”，从而使天文学的研究不沾染上无神论。
毕达哥拉斯派认为天体是神圣的和高贵的，他的运动是完全均匀的和圆周式的；柏拉图也发展了这种见解。他说：“所有我们希腊人都讲了关于那些伟大的神，太阳和月亮的种种谎言……我们说它们和其他各种星体并不走同样的轨道，并且称它们为行星或者浪游者。”相反地，他坚持说：“它们每一个都在同样的轨道上运行──不是在许多种轨道上，即在圆周上运行，那些变化都只是表面的。”柏拉图因此给他的门徒提出一个任务，去找出可以说明天体表面运动的那些特殊的圆周运动。这样做时，柏拉图并不想鼓励人们去观察天象；相反地，他只企图使天文学成为数学的一个部门。他写道：“天文学和几何学一样，可以靠提出问题和解决问题来研究，而不去管天上的星界。”可是他的门徒却从观测天象中寻找资料来进行计算。
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