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Im Timaios, seinem Spätwerk, sollte sein kosmologisches Denken eine abschließende Darstellung finden und der seit Beginn der ionischen Naturphilosophie zur Diskussion stehenden Frage nach den Ursprüngen der Welt, die unter den Atomisten eine bedrohlich materialistische Richtung eingeschlagen hatte, eine geisterfüllte Antwort zu geben. Die ganze Weltauffassung Platons ist erfüllt vom Gedanken, daß der ganze Kosmos eine sinnhaft und zweckmäßig geordnete, beseelte Einheit bildet, die von einer geistigen Instanz, dem ûs, gestaltet und durchwaltet ist. Ein knappes astronomisches Weltbild wird entworfen mit sieben konzentrisch um die Erde sich drehenden Sphären des Mondes, der Sonne und der (damals bekannten) fünf weiteren Planeten, deren Bahn "schräg" ist gegenüber einer achten, ruhenden Sphäre der Fixsterne, welches das Werk eines Schöpfers darstellte.
Im selben Werk macht er auch den ersten Versuch einer Klassifizierung der die Erde bevölkernden Lebewesen: es gibt nach ihm vier Gattungen é): die der himmlischen Götter, der Vögel, der Wassertiere und der Landtiere.
Besonders ausführlich wird die Anthropologie dargelegt, die mit ihren (nicht buchstäblich zu verstehenden, teils mit Humor vorgetragenen) Erklärungen über Aufbau und Funktionen des Körpers und einem Exkurs über die Krankheiten eine Auseinandersetzung mit damaligen medizinischen Theorien verrät.
Die spätere Geschichte der Naturwissenschaften ist aber von dieser Schrift kaum beeinflußt worden.
Im Staat zählt Platon außerdem die folgenden vier Disziplinen auf, deren Kenntnis als "Vorbereitung" auf höhere Studien für den künftigen Philosophen notwendig ist: Arithmetik, Geometrie, Astronomie, Harmonik, womit die Fächeraufteilung des späteren Quadriviums bereits vorgegeben ist.
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