古希臘的自然哲學
由原始時代萌發的科學技術幼芽，經過了它的幼年時代之後，到古希臘時代形成了特定的形態。古希臘的自然哲學家們不是利用神話，而是通過直覺和哲學的思辨，對自然現象作出了種種對後來科學發展有重要影響的猜測和解釋。自然哲學在古希臘時代空前繁榮，它既是古代的哲學，又是自然科學的一種形態。在這同時，特別在希臘化時代，還出現了以定理、定律形式表述出來的自然知識，被稱之為理論自然知識。如果說古希臘人對自然哲學作出了巨大貢獻的話，古羅馬人則在技術上取得了重要的成果。自然哲學的產生
古希臘地處愛琴海地區，海陸交錯，陸地山巒重疊，形成相互閉塞的小塊土地；氣候溫暖，但夏季少雨，肥沃土地極少。開始也有自己的農業，地理位置和自然條件決定，工商業發展較快，戰爭的頻繁，移民政策的實施，手工業和商業更加鞏固，決定了不同於大河流域的經濟基礎。以後其農業甚至附屬於工商業，具有了商業性質，階級分化以後，由經濟基礎決定，時常引起自由民主的鬥爭，同時工商奴隸主也反對貴族統治，這決定了政治制度多採取民主，宗教形式也以“神人同形同性說”為其特點，不同於大河流域。這個地區自古以來沒有形成統一霸權，各城邦的思想都比較活躍，形成了自由討論的百家爭鳴、百花齊放的局面。商業和航海事業的興旺，亞歷山大帝國的形成，又使希臘人更多地接觸東方科學文化。
因此，古希臘形成了具有獨特風格的科學技術。古希臘的自然哲學為哲學與理論自然科學的發展奠定了基礎。
早期的自然哲學
關於自然界萬物的本原問題——元素論古希臘的自然哲學派別很多。最早出現的是泰勒斯所首創的米利都派。他以自然界統一性為前提，推測世界是由什麼構成的和怎樣構成的。泰勒斯：又譯為泰利斯，公元前7至6世紀的古希臘時期的思想家、科學家、哲學家，希臘最早的哲學學派——米利都學派（也稱愛奧尼亞學派）的創始人。“科學和哲學之祖”，泰勒斯是古希臘及西方第一個有記載有名字留下來的自然科學家和哲學家。泰勒斯的學生有阿那克西曼德、阿那克西美尼等。
泰勒斯哲學觀點用一句話來總結就是“水生萬物，萬物復歸於水”，他認為世界本原是水。他試圖藉助經驗觀察和理性思維來解釋世界。他提出的“萬物源於水”，是古希臘第一個提出“什麼是萬物本原”這個哲學問題的人。泰勒斯首創理性主義精神、唯物主義傳統和普遍性原則，是理性主義的開端，被稱為“哲學史上第一人”。他是個多神論者，認為世間充斥神靈。阿那克西曼德認為萬物的本原是一種物質的“無限者”，即沒有固定界限、形式和性質的物質。阿那克西米尼認為氣是萬物的本原，並用空氣的稀薄和濃厚來解釋自然現象的永恆變化。阿那克西曼德、阿那克西米尼最早提出“對立”的概念，指出“使物體凝聚和濃縮的是冷，使它稀釋和鬆弛的是熱”。
與此同時，唯心主義的自然哲學派別也已出現，它開始於為奴隸主貴族服務的畢達哥拉斯學派。這個學派注意實際觀察，注意數與物的關係，總結“數”超越任何一種具體的事物，而又為任何事物所共有的結論，建立起“凡物皆數”的基本觀點，“數”不但是萬物的本源，而且描寫著萬物存在的狀態和性質。把永生的靈魂和永存的數目聯繫起來，認為整個世界是由純粹的數目構成的。認為自然界中的一切都服從於一定比例的數。畢達哥拉斯學派繼續發展了辯證法的思想，提出十幾個對立面，如有限與無限、奇與偶、一與多、陰與陽、動與靜、直與曲等。他們說“冷與熱、乾與濕是相等的。熱占優勢時是夏天、冷占優勢時是冬天、乾占優勢時是春天、濕占優勢時是多霧的秋天”。亞里士多德說這個學派的思想可以歸結為“對立是存在物的本源”。列寧說該學派是科學思維的萌芽同宗教、神話之類的幻想的一種聯繫。
稍後，愛非斯學派的創始人，唯物主義哲學家赫拉克利特，他的理論以畢達哥拉斯的學說為基礎。他借用畢達哥拉斯“和諧”的概念，認為在對立與衝突的背後有某種程度的和諧，而協調本身並不是引人注目的。他認為衝突使世界充滿生氣。其主要思想可分為以下四點：
1.永恆的活火：萬物的本原歸結為火。2.萬物皆流： “人不能兩次走進同一條河流”，赫拉克利特主張“萬物皆動”，“萬物皆流”。3.邏各斯說：萬物是永遠變動的，而這種變動是按照一定的尺度和規律進行的。4.對立統一：原始的統一是不斷地活動和變化的，永不停止。它的創造是毀滅，毀滅是創造。一種東西變成另外一種東 西，比如火變成水，火就消失在新的存在形式中。每一種東西都這樣變成它的對立面，因此每一種東西都是對立性質的統一。沒有什麼東西的性質不變，沒有什麼東西具有永恆的性質。
埃利亞派的主要代表巴門尼德，是一位誕生在愛利亞的古希臘哲學家。他是前蘇格拉底哲學家中最有代表性的人物之一。他認為沒有事物會改變；我們的感官認知是不可靠的。巴門尼德吸取畢達哥拉斯學派的抽象、純邏輯以及神秘主義，擺脫千變萬化的具體事物，抽象出“存在”概念來反對赫拉克利特的辯證法思想。他認為“存在”和思維是同一的，是單一有限的、不變的和不可分割的；千變萬化的世界只是凡人虛幻的“意見”和假象，實際是“不存在”；感覺不可靠，“只有理性才能認識存在”。
總之，古希臘早期的自然哲學，不管是唯心主義還是唯物主義，共同特點是將自然界看做一個相互聯繫的整體，通過觀察、感覺進行猜測，來解釋世界的本源問題，承認萬物都處於千變萬化之中，完成了古代人對運動的最一般認識，並且在爭論中求得前進，但要徹底說明世界都存在著困難。
“種子”學說和樸素的原子論
關於物質結構問題——原子論在古希臘，求知精神鼓舞人們去探求。留基伯（約公元前500一公元前440）是古希臘唯物主義哲學家，原子論的奠基人之一和德謨克利特（約公元前460一公元前370）提出的原子論是古希臘自然哲學的最有價值的成就。他們認為，世間萬物都是由不可分割的物質即原子組成。宇宙間的原子數是無窮無盡的，它們的大小、形狀、重量等都各自不同，並且不能毀滅，也不能創造出來。他們把宇宙的形成解釋為：宇宙間的原子在虛空中永遠運動著，由於鏇渦式的運動，把大的一些原子趕到鏇渦中心而形成了地球，而較細小的水、氣、火等原子被趕到空間，產生了環繞地球的漩渦運動。地球以外的大原子聚在一起形成濕塊，靠它們通過鏇渦時的運動變得乾燥而燃燒起來形成天體。原子論者認為，生命是從一種原始的粘土中發展起來的，一切生命都是如此。人是宇宙的縮影，因為人含有各式各樣的原子。人的呼吸是不斷地把原子從人體中排出去，又不斷地從空氣中吸入人體，因此呼吸停止，生命便結束了。原子論的宇宙觀認為萬物都是預先決定的。原子論是現代科學的基石，是泰勒斯學派解釋世界組成思想的發展。
後來，伊壁鳩魯（約公元前341一公元前270)發展了原子論思想，指出原子之間不但有形狀大小的區別，還有質量的不同；原子不是“各種各樣的大小”，而是有“某些不同的大小”；原子運動除了必然性之外還存在偶然性。他完善了德謨克利特的原子論。
古希臘原子論的出現，也是自然哲學的重大成果，也是自然哲學在唯物主義的道路上發展的必然。它還是在直觀經驗基礎上理性的思辨與天才的猜測，但對後世的哲學或科學的影響極為深遠。它不但是近代原子論的淵源，而且對牛頓科學的建立產生一定的影響。
自然哲學與經驗相結合
古希臘的唯物主義在發展，同時唯心主義也在發展。公元前5世紀中葉，古希臘城邦動盪，詭辯派興起。巴門尼德的學生芝諾（約公元前490——公元前436）接受了巴門尼德的觀點，成為埃利亞派的另一個代表。他認為世界上運動的萬物是不真實的，真實的只有巴門尼德所說的唯一的存在，存在是一而不是多，是靜而不是動。他以善於詭辯而著稱，論證了“飛矢不動”。飛箭在一定時間內要經過很多點，在每個點上都要停留，是靜止，將無數多靜止的點集合起來仍歸靜止，如果看成是運動的，飛箭即在某一點又不在某一點，將產生矛盾，因此“飛矢不動”。還根據“位移事物在達到目地之前必須先抵達一半處”，論證了運動時不可能的。詭辯純屬形上學，可也從反面說明了客觀事物存在於運動之中，其論證不得不觸及到辯證法。另一個自稱雄辯術教師、智者派的普羅塔哥拉（公元前481——公元前411）主張極端的相對主義懷疑論。他又一句名言“人是萬物的尺度”。他對神的懷疑，加之法律是人約定的觀點，對當時的宗教和權威是一個衝擊，但其主流是否定客觀真理，在客觀真理面前以人的感覺作為判斷的準繩，必然陷入唯心主義。後來這種觀點被蘇格拉底（公元前469——公元前399）承襲和發展。他認為哲學的目的不在於認識自然，而在於“認識自己”，極力貶低自然科學地位。
古希臘唯心主義哲學家的最大代表是蘇格拉底的學生柏拉圖（公元前427——公元前347），列寧曾將唯心主義發展路線稱為“柏拉圖路線”。柏拉圖曾三次到西西里島，在為實現奴隸主貴族統治而失敗後重返雅典，於公元前387年創辦學園，後由其門徒接辦，直至公元529年停辦，因此他的哲學思想對西方影響極大。其中心思想是：在現實世界之上還有超經驗的理念世界。理念是第一性的，第二性的才是現實，他把理念看作萬事萬物的原型，具體事物只是理念的不完善和不真實的影子。現實世界變動不居，不可做捉摸，只有理念世界才是永恆真實的客觀存在。它是一種客觀唯心論，是“荒謬透頂的理念的神秘主義”。
古希臘知識集大成者是柏拉圖的學生、亞歷山大大帝的教師亞里士多德（公元前384——公元前322）。世界古代史上最偉大的哲學家、科學家和教育家之一，亞里士多德被譽為“最博學的人物”。作為一位最偉大的、百科全書式的科學家，亞里士多德對世界的貢獻無人可比。他對哲學的幾乎每個學科都作出了貢獻。他的寫作涉及倫理學、形上學、心理學、經濟學、神學、政治學、修辭學、自然科學、教育學、詩歌、風俗，以及雅典憲法。他遊學希臘各城邦，利用一切條件廣泛蒐集知識，多方面總結古希臘各科學技術成就，完成了他的知識體系，根據相似性與相異性將科學分為理論科學、實踐科學和創造科學，為科學從哲學中分離出來做了必要的準備。因而亞里士多德成為古代科學向近代科學轉折的重要人物，現實主義的鼻祖。不同於他的老師柏拉圖以自己假定的理想國衡量現實，他主張從現實的國家出發，防止國家墮落和促進國家的發展。他對人性和理性持懷疑態度，主張法治，而法律的來源也不是人的理性或者學者的思考，而是來自於歷史和傳統中為人們所遵循和認知的東西，也就是歷史的理性。他對變法和改革持一種十分謹慎的態度，非到萬不得已不宜改革。
他的著作《形上學》“顯露出辯證法的活的萌芽和探索”，同時，表明了他哲學思想搖擺在唯物主義和唯心主義之間。他承認物質的客觀存在，批判了柏拉圖的“理念論”，但是他反對原子論，認為虛空不存在，原子也就不復存在了，因而他對世界本原的解釋只有回到元素論。他強調感覺在認識中的作用，提出人的基本感覺是熱和冷、乾和濕，據此才區分開火、土、水、氣四種元素，再由熱、冷、乾、濕的交替變化形成物質的變化和月亮以下世界。這樣，他就把物質的屬性看做組成元素的本質，又將屬性的不同看做物質變化的原因而墮入唯心主義。月亮以上的世界在他看來沒有任何對立面，只有一種神聖的“以太”構成，永遠不會發生變化。
在探索事物“原因”時，亞里士多德創造了“四因說”，即質料因、形式因、動力因和目的因。他承認質料是一切事物的潛能，卻把形式看做事物的本質，目的當成事物的根本。他將事物形成的過程或者四因的關係描述為：在目的明確的前提下產生動力，後促使質料成為具有形式的事物，陷入目的論的唯心主義。正因如此，他提出“沒有質料的形式”是一切事物最後的目的。運動最終的原因是“第一推動力”，事物的發生、發展不在事物的內部而在事物外部。月亮以下的物體能夠進行有始有終的直線的不完善的自然運動，是“第一推動力”改變了物體自然位置的結果。生物體能夠運動則是靈魂的存在，靈魂就是“第一推動力”。月亮以上的物體為自身不動的“第一推動者”——上帝所推動而做完美無缺周而復始的圓運動。
亞里士多德的總稱《工具論》的六篇邏輯著作為形式邏輯奠定了基礎。他從形式結構上研究了概念、判斷、推理及其相互聯繫規律，闡述了他的三段論推理方法忽然證明方法，對這門科學的發展產生了深遠的影響，因而被恩格斯譽為“古代世界的黑格爾”。他的邏輯方法成為西方近代科學產生的三個重要思想前提之一。
古希臘、古羅馬的科學
古希臘羅馬的科學主要是自然哲學的形態，此外在天文學、數學、物理學等方面也有驚人的造詣。古希臘有很多領域屬於思辨猜測，但在某些領域已進入理論科學的範圍。自然哲學的深遠影響
自然哲學為古希臘的理性科學奠定了基礎。古希臘自然哲學中所提出的問題往往是帶有普遍性的命題，對重要的自然現象進行根本性的說明，由於觀察事實的不足，只能以想像和思辨的猜測得出結論，因而它不同於工藝操作的經驗記述，也不同於理論科學，但還是與理論科學更為接近。不過，自然哲學的猜測畢竟要以事實的觀測作為依據，所以當時自然哲學家就離不開對自然現象的研究，而是哲學和自然科學融為一體。對此，恩格斯指出：“在希臘哲學的多種多樣的形式中，差不多可以找到以後各種觀點的胚胎、萌芽。因此，如果理論自然科學想要追溯自己今天的一半原理髮生和發展的歷史，它也不得不回到希臘人那裡去。”最早的米利都學派對天文地理、數學物理以及生物方面的知識都有極大的興趣。畢達哥拉斯學派則從數的和諧美研究了這些方面的知識。他們將自然數區分為奇數、偶數、素數以及完全數。據記載他們最早地證明了勾股定理，由此發現若等腰直角三角形的腰為1，則弦是來自一個不能公度的√2。這使他們費解，出現了數學史上的“第一次危機”，以後導致了無理數的發現。他們從數的觀點構思了世界上最早的宇宙整體模型，認為十、圓、球、均速是最完美的，因此，除中心火、地球、太陽、月亮河五大行星之外，又構想一個星球“對地”，對求得天體的數目是10個。他們認為宇宙的中心是“中心火”，“對地”所處的位置是永遠在中心火與地球的中央、地球永遠只有一面對著中心火，人類居住在它的另一面，所以人們看不見中心火和對地。所有天體都是球形，圍繞圓形軌道勻速運行，太陽和月亮都是由於反射中心火的光才能明亮的。這個模型雖屬荒誕，對後世卻有很大影響。他們還發現，同張力不同長度的琴弦，長度比為整數比時產生諧音，這不僅對物理學是一貢獻，而且使他們對宇宙間數的和諧更加深信不疑。畢達哥拉斯派的醫生阿爾克芒(公元前6世紀——公元前5世紀間)發現了視覺神經和歐式管，認識到大腦是感覺和思維的器官，被譽為古希臘醫學之父。
持“四根說”的恩培多克勒開創了宇宙形成的漩渦學說，以後又被持原子論觀點的留基伯所發展。詭辯派學者提出三個數學難題引起很多人的注意和研究，雖然沒有得到解決，其副產品卻是窮竭法的開端。柏拉圖為尋求思維中的完善美，注意數學的證明方法，將研究數學的方向引入脫離實際的純理論。偏離柏拉圖研究方向的正是他的學生歐多克索（約公元前408——公元前355），他在幾何學上頗有貢獻，在對四邊形面積和曲面體積進行計算中發展了窮竭法，預示了微積分學的萌芽。歐多克索在對天象的精細觀測中提出了宇宙的整體幾何模微積分學的萌芽。歐多克索在對天象的精細觀測中提出了宇宙的整體幾何模型——同心球模型，為解釋行星視運動將其以地球為中心的同心球增加到27個。亞里士多德又發展了幾個模型，將同心球的數目增加到55個。
亞里士多德是古希臘“最博學的人”。他除發展了同心球幾何模型外，還完成了世界上第一部物理學專著《物理學》。由於歷史的局限，有人說“亞里士多德的教的一切皆偽”，並且成為後來宗教利用的工具，不過他對機械運動的認真推理研究卻是科學史上的一件大事。在生物學方面他採取了不同的研究方式。他所記載的500種動物中，親手解剖觀察的至少有50種，對動物作了分類，其方法多達8種，其中“級進分類法”注意到等級間的連續性，把整個生物界看成一個延續的系列。以後，被他的學生狄奧弗拉斯特（約公元前372——公元前286）所繼承。以植物以基幹和枝條的狀態為標準進行分類。塔里士多德突破了直觀思維的方法，為自然科學從自然哲學中逐漸分化出來做了準備。
亞里士多德之後，古希臘還有很多領域屬於思辨猜測，但在某些領域已進入理論科學的範圍。自然哲學的思辨猜測、邏輯推理得出大量關於自然現象的定性結論，錯誤百出，甚至笑話荒誕，歷史的局限也在所難免，但卻促使人們更加重視理論思維，成為科學發展進程中的必經之路，也是古代科學中一種知識形態，為理論科學的誕生奠定了基礎。
古希臘的科學
古希臘的科學體現在天文學、數學、力學、醫學、生物學、地理學和物理學之中。如阿基米德（公元前287年—公元前212年）是古希臘哲學家、數學家、物理學家。天文學
亞里士多德之後，薩摩斯的阿利斯塔克（公元前310——公元前230）根據三角形測量法測量得日月與地球的距離之比、並根據月食時地球投射到月球上的影子以及太陽和月球的視角估計了地球、太陽和月球的大小。他還作出與眾不同的大膽猜想，出現了地球與行星圍繞太陽鏇轉的最早的太陽中心說，並且認為太陽與恆星是不動的，地球還圍繞自己的軸每天自轉一周。這些觀點已很接近哥白尼的日心說，但在當時的情況下，不符合世俗觀點，又沒有確鑿證據進行論證，這種思想剛一出世，阿利斯塔克本人就受到控告，一種新鮮的思想被認為是瀆神而被扼殺了，雖然如此，在一定程度上也動搖了同心球宇宙模型。不久、阿波羅尼烏斯（約公元前262——公元前190）提出了宇宙的本輪——均論模型，這一模型被伊巴谷（約公元前190——公元前120）所繼承。這是伊巴谷的本輪一均論模型，即天體都在自己固有的本輪上做了均速圓周運動，本輪的中心又在以地球為中心的均論上作不同速度大小和方向的均速圓周運動。模型的本身沒有改變人們的習慣認識，模型有很好地解釋了當時所觀察到的日月距離的變化以及行星的視運動，因此，它很快被人們所接受，而後又被羅馬時代的托勒密（約90—168）繼承和完善。伊巴谷本人的工作使人信服也是模型易使人們接受的一個原因。伊巴谷工作於羅特斯島天文台35年，日夜進行著天象觀測與精密構思，他所發明的天文儀器和研究方法都高人一等。他最先發現了歲差，測得一回歸年和一朔望月的時間，以及月球半徑和地球半徑之比，月地距離與地球半徑之比。伊巴谷被譽為古希臘成就最大的天文學家。
數學和力學
除天文學之外，希臘人在數學方面的成就是驚人的。他們把埃及人和巴比倫人的經驗和智慧提煉和升華為一種新的體系，有了這一體系，後人便不再必須通過經驗而只需通過書本和邏輯就能掌握幾何學了。據說米利都的泰勒斯最先提出和證明直徑等分圓、直徑所對的圓周角是直角、等腰三角形底角相等、相似三角形對應邊成比例等命題，還提出三角形全等的條件。這在今天都是中學幾何學的內容，但在當時是了不起的科學發現。畢達哥拉斯及其學派證明了勾股定理和發現了根號2。到古希臘後期在科學理論上貢獻最大的應推亞歷山大城的歐幾里得（約公元前323—公元前235）和西西里島的阿基米德（約公元前287—公元前212）。歐幾里得是希臘數學的集大成者，古希臘數學家，被稱為“幾何之父”。他最著名的著作《幾何原本》是歐洲數學的基礎，提出五大公設，發展歐幾里得幾何，被廣泛的認為是歷史上最成功的教科書。歐幾里得也寫了一些關於透視、圓錐曲線、球面幾何學及數論的作品,是幾何學的奠基人 。歐幾里得通過早期對柏拉圖數學思想，尤其是幾何學理論系統而周詳的研究，察覺到幾何學理論的發展趨勢，將缺乏系統性的片斷、零碎的知識，缺乏聯繫性的公理、證明，缺乏邏輯性的公式和定理進行嚴格的邏輯論證和說明。系統地整理之前的幾何學成果，從10個公設、公理出發，按嚴格的邏輯證明推出467個命題，形成了一個完整的幾何學體系。歐幾里得在 13卷的《幾何原本》中所創立的數學方法，即在定義和公理基礎上的抽象邏輯體系，不僅為幾何學的研究和教學提供了藍本，而且對整個自然科學的發展產生了巨大影響，它的明晰性和可靠性為後輩科學家所嘆服。這是希臘人對數學發展完全獨創性的貢獻。他的其他著作：《已知數》：指出若幾何難題圖形中的已知元素，內容與《幾何原本》的前四卷有密切關係。《圓形的分割》：論述用直線將已知圖形分為相等的部分或成比例的部分，內容與西羅的作品相似。《反射光學》：論述反射光在數學上的理論，尤其論述形在平面及凹鏡上的圖像。《現象》：是一本關於球面天文學的論文，這本書與奧托呂科斯所寫的作品相似。《光學》：早期幾何光學著作之一，這本書主要研究透視問題，敘述光的入射角等於反射角等。
阿基米德（公元前287年—公元前212年），古希臘哲學家、數學家、物理學家。阿基米德到過亞歷山大里亞，據說他住在亞歷山大里亞時期發明了阿基米德式螺鏇抽水機。後來阿基米德成為兼數學家與力學家的偉大學者，並且享有“力學之父”的美稱。阿基米德流傳於世的數學著作有10餘種，多為希臘文手稿。他是把數學研究與力學研究相結合，把自然科學與工程技術相結合的傑出代表。他在力學問題的研究中，最著名的是槓桿原理和浮力定律，著作有《論槓桿》、《論平板的平衡》、《認重心》、《論浮力》等。在《論平板的平衡》中，有句著名的話叫做“給我一個支點和一根足夠長的槓桿，我就能撬動整個地球。”該書系統地討論了槓桿原理，揭示了重量、支點和力三者之間的關係，指出了加於槓桿支點兩邊的重量或作用之比等於兩個力臂長度之反比。阿基米德利用公設、命題來表述的槓桿原理，其形式與近代理論自然科學頗為相似。在《論浮體》中，他用數學分析方法首先論證了浮力定律，證明了一物體浮在液體之中，其所受浮力等於所排開的液體的重量；沉於液體中時，其所失重量也與所排開的液體重量相等。出現阿基米德原理公式：浸在液體裡的物體受到向上的浮力，浮力大小等於物體排開液體所受重力。即F浮=G液排=ρ液gV排（V排表示物體排開液體的體積 F表示物體於氣體和液體浮力），使用範圍：氣體和液體。
在數學上精心研究了圓周、球體、椎體、著重去探討計算面積、體積的一般方法。他還發明了滑輪起重機、螺鏇提水器、模仿日月、行星繞地球運動的水力推動儀器等，所以說他還是一位軍械發明家。阿基米德在科學上取得的成就主要決定於阿基米德的科學研究思想和他建立的一整套研究方法，又使數學研究與實際套用緊密結合，得出一般方法。研究力學問題時首先注意實際觀察和實驗，從中得出公理和基本假定，繼而用嚴密的邏輯推理、數學論證去探求其力學原理。數學、力學二者又互相聯繫，就像他本人所說，力學研究推進了他的數學研究；從他的力學著作中又能看到數學的分析如何促成他達到理論高度。最早給予力學原理藝術學表達式的也正是阿基米德。這也是他獲得成就的主要原因之一，同時離不開社會時間的條件、社會生產的影響以及阿基米德為科學事業的獻身精神。敘拉古城失陷時，他正在專心致志地研究問題，不幸被一羅馬士兵刺死。
醫學、生物學和地理學、物理學
在醫學領域，以醫學兼解剖學家的赫羅菲拉斯（公元前4世紀）為創始人，建立了亞歷山大城的一個醫學派。赫羅菲拉斯較為重視實際經驗，對人體很多器官進行了很好的描述，譬如他接受了阿爾克芒的觀點，批判了亞里士多德吧心臟看作思維器官的說法。他是第一個區分動脈和靜動脈的人。接著，埃拉西斯特拉塔（約公元前304—公元前250）考察了人體中動脈和靜動脈的分布以及大腦的功能，第一個將生理學作為獨立學科加以研究。他還提出所謂的“靈氣”學說，認為空氣被人吸進肺部之後進入心臟變為“活力靈氣”，再通過動脈流向全身，“活力靈氣”的一部分流入人腦變為“靈魂靈氣”，再通過神經動脈流向全身。歐德謨（公元前3世紀）研究面更廣，通過解剖研究骨骼、神經、胰腺、甚至胚胎。這個學派為歐洲的醫學奠定了基礎。在生物學領域，阿那克西曼德曾想像人是由魚變來的，因為人的胚胎很像魚。亞里士多德採用的解剖和觀察法在生物學史上是首創的。狄奧弗拉斯特（約公元前372—公元前286）繼承和補充了他的老師亞里士多德的工作。
地理學在古希臘後期主要是亞歷山大城圖書館館長埃拉托色尼（約公元前273—公元前192）的工作了。他著有《對地球大小的修正》和《地理論述》，記載了許多地方的地形、氣候和礦產，記載了地球周長，其值與今天測得的赤道周長僅差385.13千米。他用巧妙的辦法確定了地球上山川的位置，繪製了世界上最早的經緯格線表示的地圖。
在物理學領域，泰勒斯認為磁石吸鐵，磁石有靈魂。阿那克西曼德和阿那克西美尼分別對風和虹的形成作了大致正確的說明。恩培多克勒也正確地認為，聽覺是聲音造成的，聲音是空氣振動造成的。畢達哥拉斯派研究了弦的長度和音律的關係。埃利亞的芝諾提出四大悖論。亞里士多德寫了世界上最早的《物理學》專著，他研究的是最簡單的機械運動現象。
古羅馬科學
羅馬的文明實際上是希臘文明的繼續。羅馬位於義大利半島，由於擴張的結果，成為橫跨歐、亞、非三大洲的大帝國，公元1世紀—公元2世紀為其鼎盛時期，自公元3世紀走向衰落。古羅馬在理論科學上與古希臘相比，不僅僅是遜色的問題，而是一大倒退，這與羅馬時代的社會及思想局限分不開。羅馬本身是一個以農業為基礎發展起來的軍事帝國，長期的軍事行動使之著重於軍事掠奪，即使在帝國建立初期的穩定時期也只是在掠奪的基礎上追求奢侈豪華的生活，從表面上顯示自己的權威，絲毫不存在繼承和發展希臘科學成就的思想，因而，第一次戰爭就焚毀亞歷山大城珍藏的手稿50萬份；以後為鎮壓不信仰基督教的異端又焚毀書稿30萬份。他們認為古希臘的數學僅僅是一種“方術”，扼殺了剛剛踏入門檻的數學推理，還有奴隸本身所決定的權力日益集中，貧富分化加劇，是科學發展失去動力。因此，古羅馬盛期的繁榮只是重實際輕理論的暫時現象。誠然，由於古希臘的影響一時消失不了，因而在理論科學上羅馬時代還有一定的成就，但只是古希臘的繼續，最有影響的是托勒密（約90—168）和蓋倫（129—199）的工作。
托勒密繼伊巴谷之後進行了細緻的天文觀測，更完善了宇宙幾何模式本輪一均輪體系。他將天體運行的圓形軌道增加到80個，使其與觀測結果更好的相符。雖然他已認為這樣龐大複雜的系統沒有客觀實在性，只有數學上處理的意義，但因擺脫不了舊軌，他還是奴隸不懈地進行研究，得出比較滿意的結果，最後著成《天文大成》一書，其影響延至16世紀哥白尼心體系建立之後。此外，還有托勒密對地理學、數學、光學的研究，以及老普林尼（27—79）匯集的《自然史》。
蓋侖繼承和發展了“靈氣”學說。他認為，人通過消化系統攝取影響物質送入肝臟，變成暗紅色的靜脈血，在“自然靈氣”的推動下通過心臟右側，一部分流向全身後從原路返回心臟，另一部分通過隔膜進入心臟左側，流經肺部與空氣接觸變為鮮紅的動脈血，得到“活力靈氣”推動也流向全身後從原路返回心臟。支配全身各部位感覺和運動的是流經大腦的動脈血的“活力靈氣”轉變為“靈魂靈氣”由神經系統通往全身所致。蓋侖的“三靈氣”說是可笑的；但在只能對獼猴進行解剖的當時，能夠提出來已是不簡單的事情了。這種學說長期統治地位達16世紀之久，到17世紀血液循環學說確立之後才被拋棄。此外，還有蓋侖對神經系統、藥物的研究。
值得指出，古希臘哲學的影響形成了古羅馬唯物主義與唯心主義的兩大派別。以盧克萊修（約公元前99—公元前55）為代表的唯物主義派別繼承和完善了伊壁鳩魯的原子論思想；唯心主義學派繼承了斯多葛派的泛神論和柏拉圖的靈魂轉世說，二者的結合成為古羅馬鍊金術的思想基礎，使鍊金術在古羅馬流行300年，雖屬荒唐，但為化學科學的起源積累了知識。總的來看，古羅馬時代理論科學的主流沒有什麼大的建樹，只是古希臘部分理論科學的系統和完善。
古希臘、羅馬的技術
農業
在農業上，古希臘、羅馬是一個農業為主要生計的民族，早已普遍採用鐵制農具如耕犁、割谷機等。著作有西方最早的一部羅馬監察官加圖寫的《論農業》，還有維吉爾的《農事詩》等。帝國時期的鐵犁、改進了鋤、鐮和打穀工具，二圃制和糞肥，標誌著羅馬帝國農業技術的水平。冶金
在冶金方面，也由冶銅到冶煉青銅和鐵，希臘人還採用鍛鐵滲碳法製成了鋼製品。手工業
在手工業方面已有制陶、製革、紡織、首飾加工、農產品加工和家俱製作等行業。希臘的陶器加工精細，種類繁多，造型考究，彩繪栩栩如生。羅馬的手工業尤其發達，已形成多個手工業中心，許多產品遠銷國外。帝國建立後套用了東方技術，再加上遼闊的帝國里礦藏豐富，原來的民族壁壘被打破，交通和貿易更加方便，手工業大大繁榮起來，並在整個帝國境內持續發展了兩個世紀。公元79年被火山灰埋藏的龐培城有許多呢絨、香料、石工、珠寶、玻璃、鐵器、磨麵和麵包作坊，其中麵包作坊有40多所。羅馬、安條克和亞歷山大等大城市的銅鐵製造業、毛紡織、制陶、榨油、釀酒、玻璃和裝飾品手工業規模就更為可觀了。
交通工具
在交通工具上主要有帆船和戰艦，還有羅馬帝國時期四通八達的公路網總長達8萬公里，幹線和分支延伸盤繞在以義大利為中心的帝國身軀上。這些公路的設計有一定的標準，多數地段以石板鋪面，並在沿途豎立里程碑，通過河流時則架設石橋。它們的殘跡今天依然可見，“條條道路通羅馬”的諺語正是當時的寫照。這些公路的東方盡頭，通過波斯高原間接地和中國的絲綢之路聯在一起，中國漢代的絲綢傳到了羅馬。
建築業
在建築業上成就也很顯著，希臘的建築有一定藝術風格，滲透了不少幾何學知識，為後來歐洲建築所沿襲。古羅馬人為技術科學的建立做出了開創性的工作，特別是建築工程技術。活動於奧古斯都·屋大維(公元前63-公元前14)時期的羅馬著名工程師（約公元前70-公元前25）寫出了世界上第一部建築學專著《論建築》。這部書共有10個題目，涉及建築的一般理論、設計原理、工程師教育、材料、設備和施工以及建築衛生學和聲學方面的一些問題。具體論及的建築有王宮、教堂、高架引水橋、公共設施（戲院、競技場、公共浴池等）和一般民房，以及多類民用機械機構和軍事工具（攻城梯、投石機、破城槌等）。
羅馬的衛生設施
羅馬的衛生設施比較發達，修建了許多為城市供水用的水道網，並有大型公共浴場。從公元前4世紀起，羅馬人為供應城市用水，逐步修築了9條總長90公里的水道。在帝國初期，水道工程擴展到其他區域，並還用於灌溉。引水渠通過窪地的時候以石塊砌成高架拱槽，在法國和敘利亞境內的引水渡槽有高達50米甚至60多米。帝國時期擔任過羅馬水道工程監察官的弗朗提努（40-103）也寫過幾部工程學著作，其中有兩部討論供水工程建築。他認識到水流的速度與管口的大小和管口在水下的深度都有關係。
