亚历山大之后

亚历山大之后

亚里士多德在世期间，分散的希腊城邦已经开始兼并。在希腊北部的马其顿，国王腓力二世积聚起骇人的力量，有装备了战马的步兵，还有抛石机，开始他征服希腊半岛的统一大业。腓力二世于公元前336年遭暗杀身亡，他的儿子亚历山大，也就是当时人称“常胜王”而我们称之为“大帝”的那位君主，继承了他父亲的扩张主义事业，创建了堪称古代世界幅员最为辽阔的帝国。

亚历山大大帝的庞大帝国仅存在了11年，从他于公元前334年击败波斯人开始，到公元前323年他33岁时英年早逝为止。在其鼎盛时期，亚历山大不仅拥有公元前4世纪包括爱奥尼亚和马其顿在内的整个希腊世界，而且势力范围从埃及伟大的河谷文明，经过底格里斯河和幼发拉底河之间冲积平原上第一批文明所在的美索不达米亚的中心地区，远达东方的印度河流域。亚历山大去世后，印度复归印度人控制，帝国瓦解为3个王国，即马其顿（包括希腊半岛）、埃及和美索不达米亚的塞琉西帝国（见地图4.1）。由于亚历山大死后的大希腊世界的情况极其混乱，紧随其后的那段时期就被叫做希腊化时代，以区别于帝国之前的希腊文明。

希腊化时代的开始还标志着古代科学的历史纪年的中断。希腊自然哲学连同它不依附于任何势力的个人主义让位给更为世界主义的希腊化世界。那是希腊科学的黄金时代，它揭开了研究活动被组织起来并得到社会支持的一种新的模式。希腊化和希腊—罗马科学的明显特点，至少有一部分就是纯科学和自然哲学活动的制度化，在亚历山大城的博物馆和图书馆里，这一点体现得尤为突出。也可以换一种方式说，希腊化时代的科学代表了希腊自然哲学传统与源自东方王国得到国家支持的科学模式的历史性融合或杂交。国王和皇帝一直关怀着注重实际应用的官办科学，而原来的希腊科学（Hellenic science）却是一些喜欢进行抽象思维不愿接受管束的思想家们从事的工作。在古代近东那些地方的希腊化科学（Hellenistic science），则把全然不同的两种传统结合起来。国家支持、资助科学理论和抽象学问是希腊化文化中非常有效的新生事物，因此，它一直是后来继承希腊传统的所有社会中科学的历史模式的一部分。

亚历山大城的那座博物馆和它的附属图书馆，是在此之前一直分离的东方和西方科学传统融合起来的相得益彰的范例。这个当时最重要的希腊化和希腊—罗马科学中心是在埃及发展起来的。在那里，数千年来一直支持着一种伟大文明的灌溉农业的丰富资源又毫不吝啬地培育着这种希腊化传统的科学。

亚历山大城地处东西方文化的交汇点，亚历山大大帝在世时，它还是一座新建的小城，是尼罗河三角洲地中海海岸的一个港口。希腊化埃及的第一位希腊国王托勒密·索特尔（Ptolemaios Soter）开创了王室支持科学和学问的传统。到他的继承人托勒密·菲拉德费（Ptolemaios Philadelphus）登基以后，大约是在公元前280年，则在亚历山大城正式建立了那座博物馆。那座博物馆存在了700年，得到官方支持和提供经费的程度在不同时期也有所不同，并一直维持到公元5世纪。今天世界上资格最老的大学，其悠久历史也不过如此。

实际上，亚历山大博物馆是一所研究机构——一所古代的高级研究院。这所博物馆与现代的博物馆不同，并不陈列收藏品（那是直到欧洲文艺复兴时期博物馆才有的作用）。那里其实是一座寺院，供奉着神话中的9位文化女神缪斯（Muses），其中有历史学女神克利俄（Clio）和天文学女神乌拉妮娅（Urania）。博物馆里的人员享受俸禄，这就把希腊传统和东方传统结合起来，完全靠国家提供经费从事着他们自己的研究。埃及托勒密王朝的国王们和他们的继任者都曾在王宫内为博物馆及其人员单辟出好几处豪华建筑，其中有不少工作室、讲演厅、解剖室、花园，还有一个动物园和一个天文台，以及其他研究设施。托勒密王朝的国王们另建起一座壮观的图书馆，不长时间，馆藏抄本就超过了500000卷。在古代，国家对研究的支持往往不太稳定，要视国王或皇帝个人的喜好而定。不过，这座博物馆里任何时候都有不止100位科学家和人文学者在工作。他们从国家领取薪俸，还有博物馆的厨房供应膳食。另一方面，他们还被允许按照希腊方式自由地进行研究，甚至教什么东西也悉听尊便。不难理解，这些拿着国家薪俸的人当然要遭到妒忌，有人说他们是养在镀金鸟笼里的“金丝雀”。如此在文化上的模糊不清，是由国家支持纯科学造成的。埃及后来的历代罗马皇帝仍然保持了这种不寻常的由国家支持的传统，其程度一点也不亚于他们希腊化的前任。正是具有如此优越的条件，亚历山大城在希腊化和希腊—罗马时代一直都是最有影响的科学中心。

托勒密王朝的国王以及其他希腊化和希腊—罗马时代的君主如此恩宠科学和知识不知动机是什么，不过可以肯定，他们是必有所图。这种制度化的做法至少能够间接地给博物馆的人员施加一些压力，促使他们研究些有用的东西。博物馆同意搞与医学有关的解剖研究，就说明这种猜测有些道理。国王打仗时用的战象，平时就放在博物馆的动物园里看养。图书馆大量收藏有关政府和当代“政治科学”的图书。研究人员还研究地理和绘制地图。博物馆里很可能还进行过应用军事学的研究。有材料显示，比起早先希腊时代的同行来，希腊化时代的科学家多少还是要实际一些。尽管如此，立竿见影的实际应用总不会太多。看来，施些小惠就可以因支持关在博物馆里的“金丝雀”而获得好名声来加以炫耀，才是主要的动机。托勒密王朝的国王和他们的罗马后继者，无论谁都会根据他们个人对研究工作的抽象成果和实际成果的相对价值的评价，权衡再三，才肯花钱的。

支持学问研究的这种希腊化模式并不仅限于亚历山大一处，晚古时期的许多城市都曾大事兴建博物馆和图书馆。在帕加马就有一座很大的图书馆；该城足以同亚历山大相匹敌，也是国家支持科学和学问发展的一个中心。至于雅典，柏拉图的学园和亚里士多德的吕克昂学园也显示了这样的倾向，两个学派都接受了希腊化的影响。我们知道，在希腊时代，学生们起初只是学习和研究他们祖师的思想，同老师仅仅有非正式的完全属于私人性质的联系。两个学园创立之初未曾得到过公众的支持，其合法地位主要是作为宗教团体获得的，而且一直是靠学者们自己维持的学派和团体。到公元2世纪，罗马皇帝安东尼·庇护（Antoninus Pius）和马可·奥勒留（Marcus Aurelius）按照亚历山大城的做法，在雅典和其他地方大封帝国教席（imperial chairs）称号，学园和吕克昂的正式制度化的特点又得到加强。雅典的吕克昂学园跟亚历山大的博物馆已经有过接触和人员交往。吕克昂的活动至少延续到公元2世纪末；学园则一直存在到公元6世纪，自它创立以来活动了将近1000年。而且，吕克昂和学园基本上是学校，主要是传授知识的地方，研究工作是附带性质，不像亚历山大博物馆那样得天独厚，学者们有人供养，可以毫无顾虑地进行研究。

尽管在亚历山大城主要从事的是文学和文献学方面的研究，但是那里的科学活动也很活跃，在历史上堪称前所未有；尤其在博物馆成立后的头一个世纪，即在公元前3世纪，这里的科学研究更是十分繁荣。抽象的正规的数学传统一直是亚历山大人的特长，成就也最大。以欧几里得几何学为代表，希腊化时代的数学非常正规，早已不是什么算学一类工匠们用的东西，已名副其实地成为后来数学研究的源头。欧几里得以前大概在雅典的学园从事研究，后来才到亚历山大得到托勒密国王的恩宠。佩尔加的阿波罗尼奥斯（Apollonius of Perga，公元前220—前190年为其盛年）也是在那里完成了他的大部分工作，他以研究圆锥曲线而著名。［他的成果尘封了1800年，后来才在开普勒（Johannes Kepler）的天文学理论中第一次得到应用。］叙拉古的阿基米德（Archimedes of Syracuse，公元前287—前212年）也属于这种传统，他可能是古代最伟大的数学天才。阿基米德生活在意大利的叙拉古，后来也在那里辞世，但是他去过亚历山大，而且与该城图书馆的馆长昔兰尼的埃拉托色尼（Eratosthenes of Cyrene，公元前225年为其盛年）常有书信往来。埃拉托色尼本人是一位有广泛科学兴趣的人，他进行过一次非常著名的观测，通过计算确定了地球的周长。自那以后，接受希腊传统教育的人便再也不相信大地是平的。埃拉托色尼在地理学和绘图学方面也做出过非常出色的开创性工作。这两个领域的工作在亚历山大从未间断过，一直延续到400年后的天文学家托勒玫的时代。在亚历山大博物馆里还进行过富有创新精神的解剖学研究，其中最为出色的是卡尔西登的希罗菲卢斯（Herophilus of Chalcedon，公元前270年为其盛年）和希俄斯的埃拉西斯特拉图斯（Erasistratus of Chios，公元前260年为其盛年）的工作。亚历山大的解剖学家显然进行过人体解剖，还可能做过动物活体解剖。亚历山大的其他科学家开展的工作主要还有天文学、光学、和声学（harmonics）、声学及力学。

在天文学领域，欧多克斯那个以地球为中心的球层模型在希腊化时代早期就受到了挑战。读者应该还记得由前面提到过的传说中柏拉图的那个指示——“拯救这些现象”——而来的研究传统，那主要是针对行星的留和逆行难题的。欧多克斯的地心说是用他那洋葱般的多层球壳宇宙模型来解释这种现象，模型中有的球层正向转动，有的球层反向转动。但是，那个由层层同心球壳构成的模型即使已由亚里士多德加以改进，仍然面临无法克服的困难，尤其是不能精确重现行星的逆行。一年中四个季节的天数是不相等的，如果太阳与位于中心的地球距离保持不变作匀速运动，那么，要说明这种现象，对于欧多克斯学说又是一个不可克服的技术上的难题。其实，在公元前4世纪，也就是柏拉图和亚里士多德的那个世纪，本都的赫拉克利德斯（Heraclides of Pontus，公元前330年为其盛年）早就提出，每天所看到的天体的那种圆周式的运动，可以通过假定天体都保持不动，而地球每天绕自己的轴线旋转一次来加以说明。他的那种说法在当时被普遍认为是不可信的，因为大地稳稳当当一丝不动的直接感觉似乎与此矛盾。

当时天文学理论和宇宙学所提出的问题，在以后若干世纪激发起不知多少自然哲学家的好奇心。其中有一位是萨摩斯的阿利斯塔克（Aristarchus of Samos，公元前310—前230年）。他是一位出色的天文学家和数学家，大概是博物馆的非正式研究人员。根据阿基米德留下的文字介绍，阿利斯塔克采用了一种以太阳为中心的日心宇宙模型，它与2000年后哥白尼提出的系统并无多大不同。他把太阳放在中心，赋予地球两种运动：每天围绕自己的轴旋转一周（用来说明天体明显的每日循环）和每年围绕太阳运行一圈（用来说明太阳绕黄道的表观路径）。

阿利斯塔克的日心说当时就有人知道，不过在古代反对的人太多，这并非因为某些反智识的偏见，而是因为它实在难以让人相信。他的日心理论就其精华而言在今天看来应该肯定，然而在当时却要面对许多科学上的反对意见，只有狂热的支持者才会赞同这种观点。如果地球一面自转一面围着太阳飞快地绕圈，那么，地上的一切东西肯定不会钉死在这里，而会飞出地球，或者被甩在地球后面七零八落地拉成一条线。这样的结论与鸟儿无论朝哪个方向飞翔都一样轻松自如和上抛物体总是仍然掉回原处的观察证据直接相悖。此外，阿利斯塔克日心说中关于地球运动的说法，更是赤裸裸地违背了亚里士多德的自然运动物理学。构成地球的土和水一类东西应当自然地趋向宇宙的中心，那么，要求地球或者像天体物质那样或者以别的方式穿行于空间，那就等于让它作亚里士多德和一切科学早就声明不可能的运动。即使把地球从中心挪开，它的各个部分也会径直返回，在原来的中心位置重新整合。有理性的科学家决不会接受一种不顾日常观察胡说八道的理论，更何况它还违背了长期形成的、业已成为当前卓有成效的研究工作基础的学说。就是在今天，我们对于提出违背物理学定律的学说的人也会大持怀疑态度的。

除此之外，还有一个非常技术性但在科学上更为有力的论点也在强烈地否定阿利斯塔克和他的日心理论，那就是如何解释恒星视差。这个问题简单说来如下：如果地球围绕太阳运动，那么，在间隔6个月的两个时间点，地上的观测者就是在相隔很远距离的两点在看天体，应当观测到恒星的相对位置有所变化。但是人们却未能观测到这样的变化，至少在公元19世纪以前一直没有观测到。（读者要看视差的话，可以把一根手指放在鼻前，轮流闭上和张开左眼和右眼观测手指的“运动”。）阿基米德让我们有机会知道阿利斯塔克对这个难题的解释：阿利斯塔克把地球轨道比作一粒沙子，也就是说，地球围绕太阳运动的轨道的直径比起离恒星的遥远距离来实在微不足道，因此恒星的位置变化极其微小，无法被观测到。这真是巧妙的解释，回答了为什么未能观测到恒星视差。（真有意思，后来哥白尼也是这样回答的。）然而，阿利斯塔克还要应付进一步的诘难，那就是，若日心说成立，宇宙的大小就不得不扩大到难以想象的程度，那样也太不成比例了。那些对日心假说的科学诘难是很厉害的，古代天文学家反对这种假说自有他们的充分理由。宗教方面也出来反对，反对日心说把腐败多变的地球置于同神圣不腐的天体同等的地位。难怪阿利斯塔克会受到威胁，被指责对神大为不敬。

欧多克斯和亚里士多德的天文学理论既然无法说明行星运动这样的难题，总会有别的学说来代替它。佩尔加的阿波罗尼奥斯，也就是前面提到过的研究圆锥曲线的那位亚历山大科学家，找到了一种既能够“拯救这些现象”，又可以保留地心说的方法。他研究出两种强有力的数学工具，天文学家可以用它们来构造模型，模拟所看到的天体运动，这两种数学工具就是本轮和偏心圆。在本轮模型中，行星都沿着小圆运动，那些小圆又沿着大圆运动；偏心圆则只是一种偏离开中心的圆。利用本轮，可以轻而易举地精确模拟出行星的逆行和说明四季为什么长短不同。让这些本轮和偏心圆有不同的大小，以不同的速度朝不同的方向转动起来，希腊化天文学家搞出了一个比一个精确的说明天体运动的模型。

古代天文学在公元2世纪因托勒玫的工作而达到其巅峰。托勒玫生活和工作在罗马统治下的亚历山大城。在前人应用本轮和偏心圆的基础上，托勒玫编纂出一本厚厚的、高度专业化的天文学手册《数学句法》（Mathematical Syntaxis），即通常所说的《天文学大成》（Almagest，这是后来穆斯林学者取的书名）。在《天文学大成》中，托勒玫以地心说和天体作圆周运动为前提，使用了大量数学和几何学方法。他除了应用本轮和偏心圆概念，还用到了第三个工具，即均衡点概念，那是为了使行星理论和观测现象和谐一致——仍然十分勉强——而不得不添加进来的。站在均衡点望去，观测者会看到行星在作匀速圆周运动，而事实上它们相对于地球运动的速度是有变化的。其实，托勒玫的均衡点虽然在表面上没有违背柏拉图要用匀速圆周运动“拯救这些现象”的指示，却违背了这一指示的精神实质。不过，这种违背甚至对于天文学家也太深奥，因而一点没有影响到托勒玫对地心说的遵守。均衡点概念的确是非常有用的工具，托勒玫充分利用并加以发挥，搞出一些尽管非常抽象却十分精巧的数学结构——演示天体运动的“费里斯转轮”（Ferris Wheels）[1]；这些硕大无比的转轮威严地转动，带动着永恒不变的天体描出它们的路径。从理论上讲，对于任何观测到的轨道其实都可以用合适的本轮、偏心圆和均衡点设计出一个“托勒玫”体系来与之精确适配。托勒玫的《天文学大成》是一项重大的科学成就。在长达1500年的时间里，它一直是继承希腊化传统工作的每一位天文学家的圣经。

托勒玫对几何光学的希腊传统也有贡献，特别是他把实验数据结合进他对折射——即当光线进入不同介质时的弯折现象——的研究中。在地理学和绘图学领域，他的工作同样也产生过很大影响。但是，我们不要把托勒玫想象得过于现代了。对于他来说，数学科学不过是哲学的一种形式，本质上属于一种道德和精神探索。他相信天体具有神性，而且，甚至有生命活力。在托勒玫看来，天体的运动当然要影响到世俗世界（例如，通过潮汐和季节变化）。因此，尽管托勒玫分得清占星术（astrology）和天文学（astronomy），但他认为占星术有道理，相信那种对未来的预测。事实上，他曾写过一本关于占星术的巨著，影响还不小，名叫《四书集》（Tetrabiblos）。在他的许多成就中，占星术方面的并不算少，所以，他也堪称古代最伟大的占星家。(https://www.daowen.com)

在那同一时代，在占星术发达之时，金丹术也形成了热潮。那些东西结果成为一种半秘密传统，在希腊化的亚历山大和其他地方都曾被编纂成书。那样一种传统被称为“赫耳墨斯传统”，因为那些书籍据说是由这一传统的神话式的创始人赫耳墨斯·特利斯墨吉斯忒斯（Hermes Trismegistus）撰写的。据传说，特利斯墨吉斯忒斯是埃及的一位祭司，大概生活在摩西（Moses）时代前后。那些神秘的著作艰涩难懂，内容是假托受神启示得到的有关宇宙运行的奥秘。虽然金丹术声称可以把贱金属转变为金和银的想法和做法，在古代肯定包含有欺诈成分，不过，金丹术却是源自当时随处可见的冶金实践。因此，金丹术科学（alchemical science）可以说是从青铜时代和铁器时代涉及金属的技术演变而来的。金丹术声称大有用处，从那种意义上说，它也是早期的一种应用科学，特别是统治者都支持它。但是，对于正派的金丹术士来说，他们寻找长生不老药或者某种能够点石成金的“哲人石”（philosopher's stone）总是要承担精神责任的，因此，金丹术士在希望纯化贱金属的同时也应该纯化自己。我们不应该把古代和中世纪的金丹术视为伪化学（pseudo-chemistry），而是需要按照它当时的实际情况把它看成具有技术基础的应用科学；当然，它还同时包含大量的神秘因素和精神因素。

金丹术产生的影响不是很大，事实上，从总体上看亚历山大及古代世界其他地方的希腊化科学都未曾被应用于技术，也就是说，它追求的并非实用目的。自然哲学历来偏见很深，早先在希腊时代就是如此。它总是孤芳自赏，从不直接触及当时主要的实际问题，更不用说去解决那样的问题。不仅如此，从柏拉图和前苏格拉底时期开始就形成了一种蔑视体力劳动的风气，排斥科学的任何实际的或经济上的应用；那种风气也流传至希腊化时代，当然会使理论和实践愈加分离。

不过，在希腊化科学家讨论机械和使用机械技巧的理论著作中，却有对力学本身的科学分析。阿基米德最早掌握了简单机械的力学原理，包括杠杆、劈、丝杆、滑轮和绞车的原理。古代科学家通过分析平衡（包括流体静力学平衡），建立起理论性的和数学化的重力科学。在亚历山大的克特西比乌斯（Ctesibius of Alexandria，公元前270年为其盛年）、拜占庭的菲洛（Philo of Byzantium，公元前200年为其盛年）和亚历山大的希罗（Hero of Alexandria，公元前60年为其盛年）等人的著作中，都体现了这种力学传统的实践倾向。凭借对重力和压缩空气的了解，他们设计出一些非常精巧的机械装置，都属于那类可以自动打开寺院大门或者自动向神祭酒的“神奇机器”。不过，设计者的用意是显示能力和引起好奇，从未打算推动经济进步。例如，希罗设计过一种机械，用火和蒸汽来推动一个球旋转，在古代却没有人想到过可以根据它的原理来制造实用的蒸汽机。总之，亚历山大的力学研究及其他类似的科学，几乎完全脱离了古代广阔的技术天地。

当然也有个别特殊的例子。例如，阿基米德螺旋就是一种提水机，据说它是在公元前3世纪由阿基米德亲自设计的，遵循的便是这种科学力学传统。阿基米德死于公元前212年。有一种传说，说是在他的故乡叙拉古人抵抗罗马人的时候，他的攻城机和其他战争机械发挥过神奇的技术威力。阿基米德发表的著作却是十分抽象和哲学化，即使不把颂扬他的传说太当真，大概他也确实曾把自己的知识应用于工程技术并取得过实际成就。阿基米德若设计过战时用的机械，论起资格来，那么他就是一位古代工程师，擅长领域为军事工程。

我们还知道古代有绞簧抛石机。在古代，研制武器并不是什么新鲜事，在工匠们和武器订货人之间也进行着某种军备技术竞争，都想要打造出最大的旗舰。马其顿的腓力二世和统治叙拉古岛、罗得岛及其他地方的希腊国王，都曾积极支持研制和改进抛石机与各式各样的抛掷机。在亚历山大，为进行这种复杂的工程研究还要按一定的步骤进行测试，检验影响绞簧抛石机性能的各种参数，为的是生产出威力最大又最便于使用的武器来。政府为这类研究拨款，亚历山大的科学家则搞其中的某些项目。虽然亚历山大的力学传统不如人们原以为的那样超凡脱俗，但是我们必须承认，绞簧抛石机研究代表了古代的应用科学。从总体上看，那些测试似乎完全依靠经验，也就是说，科学家也好工程师也好，或许只是依例行事，并没有用到什么科学理论或者采用了理论知识。经过几十年的不懈努力和数据积累，亚历山大的科学家—工程师搞出一个实用的、数学上也比较严谨的“抛石机公式”，其中包括求立方根，利用这一公式可以确定任何一架抛掷机及与之配套的抛掷物的最佳尺寸。据记载，根据那个公式，阿基米德好像还亲自制造过一架当时最大的抛石机。不过，那个公式仅仅是把经验总结用数学语言来表达罢了。研制抛石机的事情，还是看成应用工程研究比较妥当。

古代还有一些科学仪器，其中给人印象深刻的是制作精巧的天文计时装置和某些观测器具。在这个领域科学和技术结合得很好，不是为战争，也不是为发展经济服务，只是为了科学探索自身。所有这些例子都很有意思，告诉了我们不少历史情况，但是它们并不能推翻从总体上说古代科学极少实用的那种观点。古代科学从未指导过实践，对古代工程也未产生过多大影响。

我们要把古代技术看成与古代科学并不相干的领域，一个由耕种、纺织、制陶、建筑、运输、医疗、统治以及类似的不计其数、大大小小的技艺和技术组成的粗俗世界，而希腊化时代和希腊—罗马文明正是由它们构成的，并得以长久维持。在希腊化和希腊—罗马文明存在的800年间，产生过成百上千项不大的新技术和小改小革（如在制陶转轮上装上脚踏轮），然而，从总体上说，这一时期生产的技术基础并未发生根本性变化。在少数部门，如采矿业，开始出现工业型的生产；人们携带货物经常进行长距离的贩运活动。但是，当时的大部分生产仍然是手工业，带有地域性，工匠们按照传统总是对他们的手艺严格保密，企图垄断自己的独门诀窍，他们的手艺也从未从文字、科学或自然哲学中得到过任何好处。

随着古代科学形成为城镇文明生活的一部分，古代世界到处都有技术和工程活动，在大城镇里尤其显得生机勃勃、井然有序。可以肯定，乡村的情况也不会太差，不过那里显然不会有科学和自然哲学活动。在古代，工程师得到社会的认可，不愁找不到活干，其中个别人还得到过古代工程领域所能达到的最高地位。例如，罗马的维特鲁维（Vitruvius）曾担任过第一位罗马皇帝奥古斯都（Augustus）的建筑师/工程师，在即将进入公元头一个世纪之际，他写出了一部工程专著。然而，大多数工程师，同大多数工匠一样，都默默无闻，只是埋头干活，无论在社会生活方面还是在智力和业务实践方面都远离亚历山大的科学界。

罗马人是古代世界最伟大的技师和工程师，可以这样说，罗马文明本身就是一项辉煌的技术成就。在转入纪元之际前后相连的那两个世纪，罗马的军事和政治实力使它得以控制整个地中海盆地和在东方兴起的大部分希腊化世界。（美索不达米亚尚在罗马势力之外。）罗马帝国的崛起凭借了好几项技术成果。军事技术和航海技术铸就了训练有素的庞大的罗马军团和罗马海军。四通八达的道路网和输水系统提供了至关重要的基础设施。罗马的法律体系正规、周密而且十分成熟，也可以看成一项对于帝国机器的运转其重要性不可低估的社会技术。石灰水泥的发明，看似不起眼，其实是罗马人创造的一项关键性技术。它可以使石砌建筑变得比较容易建造，成本也较低，因而成为打造罗马文明的一枚不可缺少的砌块。可以毫不夸张地说，正是水泥支撑起了罗马帝国的扩张。罗马帝国培育出了不少著名的工程师，其中有些人还有著述（这在古代工程师中是不多见的），如维特鲁维和弗朗梯努斯（Frontinus，35—103年），这也能说明工程和技术对于罗马文明的重要性，反之亦然。

当罗马的工程欣欣向荣之时，罗马的科学却很不景气。希腊的科学著述翻译成拉丁文的也很少。只是沿袭惯例，罗马历代皇帝才维持着远在亚历山大的博物馆，但罗马人自己却并不重视——实际上是蔑视——科学、数学和希腊学问。有一些罗马的豪门子弟会学习希腊语，去希腊进修，但是罗马自己没有培养出任何一流甚至二流的罗马科学家或者自然哲学家。这种情况使认为科学和技术总是而且必须联系在一起的那些人大感困惑，他们禁不住会过分强调个别罗马人也写到过有关科学的东西。著名罗马诗人卢克莱修（卒于公元前55年）写过一部长诗《物性论》（On the Nature of Things），其中宣扬了原子论者的观点，就是一个例子。伟大的罗马著作家大普林尼（Pliny the Elder，24—79年）编纂过鸿篇巨帙的多卷集《博物学》（Natural History），概述了他所能收集到的大量有关自然界的知识（数量惊人，收进了许多平庸小事），则又是一个例子。不管是好是坏，大普林尼的著作直到16世纪，都一直是人们研究博物学的入门书。他用了很大的篇幅叙述怎样利用动物，他还把《博物学》献给罗马皇帝提图斯（Titus），那似乎表明罗马科学毕竟还是存在着，而且作为人们熟悉的社会力量在发挥作用。

许多来自希腊的学者在罗马讲学。希腊医师在罗马工作的更多，当然不是靠理论知识，而是凭借他们的医术。最著名的内科医师同时又是科学家的盖伦（约130—200年）就是在罗马一步步取得成功的。他生在帕加马，成长和接受训练都是在小亚细亚和亚历山大，到罗马后，进入争辩不休的宫廷，成为罗马皇帝马可·奥勒留的御医。盖伦写过大量很有影响的著作，包括解剖学、生理学和我们今天称为生物学的内容。他在亚里士多德和希波克拉底两人工作的基础上加以发展，根据详细的解剖学分析非常理性和全面地阐述了人体的生理机制。

盖伦的解剖学和生理学明显不同于后来欧洲文艺复兴时期和今天的观点，但是，我们不能不承认他对人体结构的描述具有很强的说服力。按照盖伦和他以后的许多医师的观点，人体内运行着3套不同的维持生命的系统和许多元液。他认为肝和静脉系统吸收营养，把得到营养补充的血液运至全身。脑和神经分配一种让人有思想的精神元液。心脏是产生内热之所，通过动脉分配第三种生命元液，使人能够活动。肺司呼吸，并冷却心脏产生的内热。对于持盖伦观点的人来说，不可能有血液循环，因为他们认为，除了心脏有一条很小的通道用来使带有营养的血液向动脉液提供原料以外，静脉和动脉是两套互不相干的系统。

盖伦写过的东西很多，据说他写有500多篇文章，从古代留存下来的有83篇。直到近代早期，他一直是解剖学和生理学领域无可争辩的权威。盖伦的情况再次表明，在希腊化时期和希腊—罗马时代，医学和哲学始终保持着相互影响的局面。但是，盖伦是希腊人，养育他而他又反过来为之作出贡献的那种传统属于希腊化文明而非罗马文明。在数学和自然科学方面人们简直找不到一点罗马传统，这与罗马在工程方面显示的辉煌形成强烈的反差，也与罗马在诗歌、戏剧、文学、历史和美术等领域所取得的文学和艺术成就形成强烈反差。西塞罗（Cicero）、维吉尔（Virgil）、贺拉斯（Horace）和苏埃托尼乌斯（Suetonius）这些人的名字，便足以表明文学和学术文化在罗马文明中总体上占有何等显赫的地位。罗马的例子告诉我们，一种由许多社会因素和技术因素结合而成的文明，可以基本上没有理论科学或者自然哲学而欣欣向荣长达数世纪之久。