到了公元前300多年的时候，西方最伟大的哲学家柏拉图诞生了，他被认为是西方哲学的鼻祖。他是一位唯心主义的哲学家。柏拉图认为，我们通常看见的万物，都不是最根本的东西。最根本、最真实的存在，是一个抽象的叫作"理念"的东西，"理念"完美而永远。我们通常看见的万物都不过是"理念"的影子，是不完美的，会腐朽的东西。
柏拉图最杰出的学生是亚里士多德，但他却不是柏拉图学说的最好继承者。他在掌握了老师的学说之后，把这个学说倒了过来。他强调经验，强调观察，认为只有看得见、摸得着的东西，才是真实存在的东西。所以，我们接触到的万物是真实存在的东西。而谁也没有见过的抽象的"理念"并不存在。因此，亚里士多德是一位唯物主义的哲学家，可以看作唯物主义的鼻祖。
亚里士多德提出自己学说的时候，柏拉图已经很老了。柏拉图难过地说，"我就像一匹老马，可小马驹还忍心踢我"。
我们看到，这个时期，人类哲学中的两大学派，唯心主义和唯物主义都已经出现了。
亚里士多德建立了唯物主义学派之后，对毕达哥拉斯的宇宙模型也进行了批判和扬弃。他认为谁也没有见过"中心火"和"对地"，所以这两种东西根本就不存在。他认为我们每天看着太阳、月亮和群星东升西落，所以，位于宇宙中心的应该就是我们的地球，其他的天体则像毕达哥拉斯所说的那样，镶嵌在各自的透明天球上，围绕地球旋转。他认为，在恒星天之外还存在一个"原动天"或者叫水晶天，上面生活着一位"第一推动者"，即"上帝"，他推动恒星天转动，恒星天则依次带动土星天、木星天等诸天球围绕地球转动。亚里士多德认为，人类是上帝最杰出、最心仪的作品，是他最心爱的东西，所以他把人类放在宇宙的中心——地球上生活，并让诸星对着地球闪闪发光，让人类享受日月和众星的光华。
亚里士多德认为，月亮天是离地球最近的天球，它把宇宙分为月下世界和月上世界。在月亮天以下的月下世界中，包括我们地球上的万物，都是会变化、会腐朽的东西。而月亮天以上的月上世界，则是永恒不变的，那里充满了轻而透明的"以太"。对近代科学产生过重大影响的"以太"观念，在这个时候就已经存在了。这是公元前300多年的时候，相当于我们的"战国"时期。
亚里士多德提出宇宙的"地心说"不久，另一位古希腊思想家，阿利斯塔克就提出了最早的"日心说"。他认为虽然没有中心火，但太阳不就是一个大火球吗？所以他认为太阳应该位于宇宙的中心。对于科学文化水平还处于初级阶段的古人来说，每天看见日月和诸星东升西落，地心说显然比日心说更容易为他们所理解和接受。所以，阿利斯塔克的日心说，没有造成多大的影响，亚里士多德的地心说很快统治了古希腊人的头脑。
图1. 托勒密的地心宇宙模型
基督教诞生之后，地心说得到了教会的支持。公元100年左右，托勒密把亚里士多德的地心说加以发展，加入一个个本轮和均轮，使这个模型能够和天文观测大致定量地联系起来。从此之后，地心宇宙模型就在西方思想界占据了统治地位，这种情况维持了大约1500年。
文艺复兴时期，著名诗人但丁的"神曲"，就在天堂篇中对这一地心宇宙做了描述。但丁年轻的时候曾经暗恋一位少女贝丽亚丝特。不幸的是，这位少女染上了当时的不治之症——肺结核，英年早逝。在《神曲》的天堂篇中，但丁就描述了自己在贝丽亚丝特的引领下，巡游诸天，最后在原动天见到了上帝，自己处于无限的幸福之中。
图2. 中世纪修改后的地心说
今天我们知道，水星和金星是比地球离太阳更近的行星，称为"内行星"。用地心说来定量描述水星和金星经过天空的视运动十分复杂，而且不精确。在中世纪的时候，有人就推测水星和金星并非直接围绕地球转动，而是围绕太阳转动，然后再在太阳的引领下一起围绕地球转动。这样，它们在天空中视运动的规律，描述起来就简单多了，于是就出现了经过修改的地心说(见图2)。按照这一模型，水星和金星围绕太阳转动，然后再随太阳一起围绕地球转动，而月亮、火星、木星和土星，则像以前的模型一样，直接围绕地球转动。
这就是哥白尼日心说诞生前夜的经过改进的地心说。
