从意大利回到魏玛的歌德接下了担任科学、艺术机构总监督的任务,这份远离政治的工作让歌德做起来兴味盎然,并使得他在文艺与科学领域的才能被充分地展现出来。在当上科学艺术总监之后不久,歌德又接任了魏玛美术学院和耶拿大学总监的职务。魏玛宫廷剧院几经大火摧残,歌德决定将其重建,建成后的新剧院也由歌德监管。这样一来,魏玛所有的科学、文化、艺术领域的大小事宜都处于歌德的监管之下了。
由于自己就是一名剧作家,歌德对魏玛剧院的建设和管理工作尤其上心,而卡尔亲王也对歌德的工作表示出了最大的宽容、理解和支持。歌德并不主张将剧院装修得如何豪华奢侈,而是将注意力集中在寻找最好的剧本、上演最精彩的演出上,用纯粹的文化和艺术吸引观众,将民众对戏剧的鉴赏提升到一个比较高的水平。歌德的种种努力让魏玛剧院在短短的几年时间里迅速成长为在德国享有盛名的一流剧院。
为了增加剧院的收入,歌德修改了工作人员的作息时间,使得市民们在周末也能到剧院看戏,这个政策极受当地居民的欢迎,与此同时,周日到魏玛去看戏也成了魏玛周边村镇和城市附庸风雅的居民们争相效仿的行为。此外,除了最能迎合大众口味的一些老剧本以外,歌德还经常安排演员们排演新鲜的剧本上演,用这种偶尔的新鲜感给观众带来更好的看戏体验,使得他们更愿意花钱到魏玛剧院来看戏。
除了在戏剧方面的贡献,从意大利回到魏玛的歌德还对自然科学进行了深入的探索和研究,涉猎了植物、动物、骨骼学、矿物学、光学和色彩学等诸多领域。对自然科学的浓厚兴趣曾使歌德一度淡忘了自己在文学方面的追求,将所有的业余时间用于各种科研活动。歌德曾在写给朋友的信中这样说道:“我的精神让我比以往任何时候都更愿意投身于自然科学之中。”
耶拿大学总监的职位给歌德的自然科学研究铺平了道路,他常常到那里与学校里聚集的各种人才讨论科学方面的问题,并利用学校的实验室跟朋友和助手一起针对特定的科研项目反复地进行实验,撰写最精准的科学论文。耶拿大学不但有层出不穷的各类人才,在它的旁边还有一座植物园,这为歌德研究植物学提供了极大的便利,使他能够在其中对各种植物进行潜心的研究和对比,最终写出了关于植物形态学的优秀论文。
1790年,歌德撰写了关于植物形态学的著作——《植物变形记》,歌德对各种植物的生长过程做了大量的对比研究,认为植物的变异分为有规律、无规律和偶然发生三种情况。为了佐证自己的学说,歌德不厌其烦地将植物从种子萌出胚芽到开花结果的全过程用写实的手法绘制成套图,将植物生长过程中的种种细微变化呈现在公众眼前。歌德认可植物有其发展和变化,却不认为这是一种本质上的进化。
歌德在第二次前往威尼斯时曾经在公墓旁发现了一块羊的头骨,这引发了他对动物学研究的兴趣,经过认真细致的观察、实验和研究之后,歌德于1806年写出了与《植物变形记》相对应的动物形态学著作——《动物变形记》。在这部著作中,歌德突出讲述了脊椎骨对动物的巨大意义。他发现无论动物的外观或骨骼是何种情形,不可改变的是所有的动物都有脊椎骨,而各种不同的器官也是由脊椎骨发展而来的。
对于光学和矿物学,由于专业知识的限制,歌德的研究并没有十分深入。他曾经在弗劳恩普兰的住宅里专门准备了一间房子作为研究光学的实验室,并通过简陋的仪器设备进行了不少科学实验,写出了名为《光学论文集》的著作。歌德的房间里摆满了各种不同形状和质地的矿石,但是,他在矿物学方面并没有很深的造诣,充其量只能算是一个喜爱收藏矿石的地质爱好者而已。
1810年,歌德为自己对自然科学的研究送上了一份沉甸甸的大礼——用两大卷的文字写成的《色彩学》。从1794年初次接触色彩学到1810年写成长达1300页的不朽研究著作,这两卷文字消耗了歌德十几年的时间和心血。不过,虽然耗时很长,著作很大,却不一定掌握真理,歌德在著作里对牛顿提出的白色光包含了多种颜色的说法加以嘲笑和讽刺,认为牛顿的说法是可笑的、子虚乌有的,必须将这种结论推倒重建。
虽然尝试过在不同科学领域里进行酣畅淋漓的研究,歌德却从来没有满足于自己在自然科学领域的收获,如果时机合适、设备齐全,他还希望能够投身于更广阔的科学世界:“我对各门自然科学都做过尝试和研究,但总是倾向于关注客观环境里我身边可以用感官触及的事物,却还不曾在天文学里有所建树。这是因为在天文学的领域单凭感官的了解是远远不够的,必须求助于各种仪器、繁琐的计算和力学知识的支持……”
实际上,歌德对自然科学的爱好和研究从来没有真正停止过,甚至一直持续到他生命的终点。即便是在战争中歌德仍然保持着对自然科学的浓厚兴趣和持续关注。当法国革命爆发时,他的目光却被两个著名解剖学家关于分析法和综合法哪一个更合理的论战所吸引,对他来说,这个“战争”远比实际燃烧起来的战火更让人牵肠挂肚。战争结束后,歌德很快恢复了自己正常的生活,继续“细心照顾好科学和艺术的神圣之火”。