Complexité
La physique s'est longtemps attachée à l'étude des systèmes bien définis et bien catégorisés, par exemple : les propriétés spécifiques des solides/liquides/gaz, les cristaux, les milieux homogènes, etc. Alors que dans la nature, beaucoup de systèmes sont difficilement rangeables dans ces catégories. Le prix Nobel français Pierre-Gilles de Gennes a été un des premiers à "s'attaquer à des problèmes de transition ordre-désordre dans des matériaux aussi complexes que les polymères, les gels, les cristaux liquides et plus récemment la matière granulaire". Désormais, la physique de la matière molle ou celle du tas de sable ont acquis leur noblesse dans la hiérarchie des problèmes de la physique.
Philosophie
Les deux autres grands domaines de la recherche des penseurs antiques sont d'une part la cosmologie et la physique (ce qu'on a longtemps nommé "philosophie naturelle"), d'autre part la théorie de la connaissance parfois liée à la logique. Ainsi, la question fondamentale qui occupait les philosophes présocratiques était la question du principe de toute chose. Au travers d'un mélange d'observations empiriques et de spéculations, ils tentèrent de comprendre la nature et ses phénomènes. Ainsi, le premier philosophe connu, Thalès, tenait l'eau pour le principe de toute chose. Platon dans le "Timée" (livre dont l'influence fut primordiale au cours de l'histoire de la philosophie) cherche lui aussi à expliquer la naissance du monde, et imagine un démiurge qui aurait créé notre univers en reproduisant le Modèle éternel que sont les Idées. Enfin, "la Physique" d'Aristote, tout comme la "lettre à Hérodote" d'Épicure ou la physique stoïcienne montrent le vif intérêt des anciens pour la connaissance de la nature (φυσις, "physis").