Вкупе с астрономическими исследованиями, совершенными Евдоксом и его последователями (в частности, современником Арата Каллиппом, доведшим число вращающихся сфер Евдокса до тридцати четырех и объяснившим тем самым некоторые иррегулярности видимого движения Луны и различную длительность года), существенный прогресс современной Арату науки связан и с областью естественных наук. Одной из наиболее авторитетных фигур в этом направлении стал Теофраст (ок. 372-ок. 287 гг. до н. э.) ученик Аристотеля, занимавшийся весьма многими вопросами в изучении живой и неживой природы. В целом метод Теофраста предстает как метод эмпирических наблюдений и постепенного отхода от натурфилософских дедукций своего учителя. Жизнь природы описывается им на основании не отвлеченного умозрения, но чувственного восприятия (в «Причинах растений», важнейшем из дошедших до нас сочинений ученого, позволяющих судить о его методе, из набора свойств, важных для принимаемого им в то время деления природы на «горячую» и «холодную», Теофраст принципиально выделяет только такие признаки, которые устанавливаются на основании ощущений и воздействия растений на человека). Ученые спорят об авторстве сочинения, легшего в основу метеорологической части поэмы Арата, но даже если это сочинение (дошедшее до нас отрывочно: Σημεία, или Περί σημείων) и не было написано самим Теофрастом, его автор придерживался тех же исследовательских позиций метода непредвзятого наблюдения и эмпирической проверки.
Живший в эпоху замечательных астрономических и естественнонаучных открытий Арат, однако, насколько можно судить по его поэме, не ставил перед собой задач собственно исследовательского характера. Касаясь астрономических тем, он не рискует говорить о движении планет (ст. 460) одной из главных и наиболее спорных проблем современной ему античной астрономии, которая весьма интересовала самого Евдокса (специально посвятившего этой проблеме не дошедшее до нас сочинение «О скоростях»). Помимо гипотез, выдвигавшихся для объяснения иррегулярностей в видимом движении планет (с тем, чтобы, говоря языком тогдашних астрономов, «спасти» небесные явления σώζειν τά φαινόμενα, т. е. вписать их в систему равномерных и упорядоченных движений ), астрономия эпохи Арата имела дело со многими другими проблемами, о которых Арат ничего или почти ничего не говорит (таковы, например, кинематические схемы пифагорейцев Гикета и Экфанта, постулировавших вращение Земли вокруг ее собственной оси). Пользуясь метеорологическими наблюдениями своего ученого предшественника, Арат также не выходит за пределы более или менее расхожих и известных его современникам сведений. Вместе с тем Арата, как кажется, нельзя назвать и простым компилятором Евдокса и Теофраста. Если допустить, что Арат, при его интересе и доверии к звездному атласу Евдокса, знал о проблемах, с которыми столкнулась астрономия его времени в объяснении времени восхода созвездий (так, например, в ст. 713-714 поэмы Арат упоминает о различных
мнениях касательно времени появления на горизонте Пояса Персея), колебания яркости звезд (ст. 191) и перемещения подвижных планет, то можно думать, что, отказываясь говорить об обращении планет, Арат выражал тем самым и собственную позицию, воздерживаясь от односторонних суждений и вместе с тем указывая на возможность различных точек зрения по тому или иному вопросу (что, заметим, если и не делает Арата скептиком, то все же отличает его от последовательных стоиков, полагавших, вслед за Зеноном, невозможным для философа придерживаться двух мнений сразу (напр: Arn. 54, 68, 71)). Характерно, что позднее популярность Арата вызвала к жизни предположение, что он все же описал движение планет в особом сочинении, которое, по сообщению Ахилла Татия (конец III в. н. э.), называлось «Канон» и примыкало к «Явлениям» в качестве его составной части (по еще более позднему свидетельству Иоанна Цеца, византийского филолога XII в., всего таких частей было якобы пять).
Мировоззренческая позиция, лежащая в основе собственно научных пристрастий Арата, предстает оригинальной и последовательной, если сравнить обе части «Явлений» (или, если считать их разными поэмами, «Явления» и «Предзнаменования») с дидактической точки зрения. Кажется, что астрономические и метеорологические явления, описываемые Аратом, объединены не некой априорной позицией философа-догматика (такая позиция вызывает споры уже в том отношении, что сочинения, взятые Аратом за основу для своей поэмы, могут быть отнесены к различным философским школам и различным объяснительным методикам), но позицией, так сказать, досужего наблюдателя, описывающего две части мироздания мир «надлунный» (τά ούράνια) и мир «подлунный» (τά μετέωρα). Дидактические претензии Арата выражаются и в том и в другом случае не столько в объяснении описываемых явлений, сколько в их наглядной и уже тем самым поучительной демонстрации. При всем возможном пафосе научной популяризации кажется, что наглядность самого звездного неба Арату важнее, чем умозрительные рассуждения астрономов, а напоминание о конкретных погодных приметах важнее, чем поиск их причин. Это, конечно, не значит, что такие рассуждения и такой поиск были неинтересны читателям поэмы Арата («Комментарии» Гиппарха свидетельство как раз такого интереса), но, похоже, что сам поэт остается при этом на феноменалистической позиции, доверяя не столько постулатам догматического знания, сколько данным своего эмпирического опыта. Такая позиция напоминает, скорее, о скептиках Пирроне и учившем Арата Тимоне Флиунтском, чем о стоиках, с которыми поэта связала последующая традиция. В контексте астрономических исследований времени Арата, делающих упор на математически-спекулятивные методы описания, собственно научная ценность «Явлений» была в этом смысле, конечно, не слишком высокой. Не отрицая популяризаторских достоинств поэмы Арата, приходится думать поэтому, что сами по себе не они или, во всяком случае, не только они послужили ее славе у современников и потомков.