在公元17世纪之前,科学史上最光辉的时代就是希腊化文明时期。没有亚历山大、帕加马和其他希腊化城市的科学家的种种发现,现代的一些科学成就实际上就不可能产生。在亚历山大征服波斯帝国之后几百年间,科学异乎寻常地发展的原因主要有二个。其一,美索不达米亚和埃及的科学与希腊人的求知欲和好奇心结合在一起,极大刺激了希腊化时代人们对于知识的探求。其二,就像资助雕刻家那样,希腊化时代的许多统治者热心资助追随他们的科学家进行科学研究。过去人们曾认为这种资助纯粹出于实用目的—统治者认为科学进步可以促进他们所辖领土上工业的发展,并可改善自己物质享受的条件。不过今日研究这段时期文明的学者们相信,所有统治者都因为技术可以节省人力而希望出现“工业革命”,是种时代误植。其原因在于当时劳动力是非常低廉的,同时专制君主们对劳动大众的痛苦和磨难根本不闻不问。至于所谓科学与增进物质享受的程度相关,希腊化世界的君王们实际上殊难想到这一点;他们有足够的奴隶为他们煽风,无意引进机械设备,因为那样一来他们因恭顺的臣属为自己煽风而产生的社会荣誉感就会受到影响。在某些领域,实用目的确实也促进了对科学事业,尤其是对医学和与军事技术相关的领域的资助。不过很显然,专制君主资助科学的主要目的是沽名钓誉:有时候一位科学家可以为一位统治者制造出一件精妙的小玩意儿,这样统治者就可以像炫示雕刻作品那样向来客炫耀这一发明:即使情况不是这样,那么由于讲希腊语的有闲阶层对纯理论性的成就极为推崇,因而资助某一理论突破的那位希腊王公就会分享到殊荣。以当今的事例作比较,这好比美国一个城市的市长,该城的棒球队如果赢得世界职业棒球锦标赛桂冠,他也脸上有光。
天文学
希腊化时代主要的学科有天文学、数学、地理学、医学和物理学。该时代早期最有名的天文学家是萨摩斯的阿里斯塔库斯(公元前310-230年),他有时被称为“希腊化时代的哥白尼”。阿里斯塔库斯的主要成就是推论地球及其他行星都是绕太阳运行的。不幸的是,由于这一观点与亚里上多德的学说相悖,也与希腊人的地球是宇宙的中心的思想不相合,因而他的后继者没有接受他的观点。希腊化时代另一重要的天文学家是希帕库斯,他在公元前2世纪后半期在亚历山大很活跃。希帕库斯的主要贡献是发明了星盘,并大致正确地计算出月球的直径及月球至地球的距离。然而他的声名后来被亚历山大的托勒密《公元前2世纪》的名声遮掩住了。托勒密自己未作出多少独创性的发现,但他把其他人的著作进行了整理分类。他的主要著作《天文学大成》( Almagest)所依据的是地心说,即天体围绕地球运行的学说为基础;该书一直流传到中世纪欧洲,成为古代天文学的经典性总结。
数学和地理学
与天文学密切相关的两门学科是数学和地理学。希腊化时代最著名的数学家当推欧几里德,他是几何学专家。欧几里德所著《几柯学原理》(写于公元前300年左右)在19世纪中叶之前一直是研究几何学的公认的基础,书中资料有不少并非他的独创,而是综合汇编他人成果面成。希化时代最有创见的数学家或许当推希帕库斯和阿基米德;前者奠定了平面三角学和球面三角学的基础;后者主要是位物理学家,但也发现了积分。希腊化时代地理学的发展,埃拉托斯特涅斯(约公元前276一约196年)居功至伟。他是位天文学家和图书馆馆长。他把日规分放在相距几百英里的地方,据此计算出地球的周长,误差在200英里以下。他提出了世界各大洋互相连接、实际为一的学说,同时是最早提出向西航行就有可能抵达亚洲东部的人。他的一位继承人把地球划分为五大气候带,至今仍为人沿用;他还把潮汐的涨落归因于月球的影响。
医学:解剖学的发展
在希腊化时期科学的种种进步中,最为重要的当数医学的进步。其中尤以卡尔希登的赫罗菲鲁斯的成就更有重要意义。赫罗菲鲁斯大约在公元前3世纪初期在亚历山大从事研究。他无疑是古典古代最伟大的解剖学家,或许还是第一位对人体进行解剖的人。他的最重要成就,包括对大脑作了详细描述,强调大脑是人类智力的中枢(与亚里士多德的观点相左);发现了脉搏的重要性及其在诊断疾病方面的作用;发现动脉中只含有血液,而非如亚里士多德所说的那样是血和空气的混合体,动脉的功能就是把血液由心脏输往人体各处。
生理学
赫罗菲鲁斯最有才干的同事当推厄拉西斯特拉图斯,他在公元前3世纪中叶主要活跃于亚历山大城。他被认为是作为一门独立学科的生理学的创始人。他不仅进行过人体解剖,而且据说从活体解剖中获得了大量关于人体机能的知识。他发现了心脏的瓣膜,区分出运动神经和感觉神经,同时指出动脉与静脉的最后部分是连在一起的他是第一位反对希波克拉底之体液致病说的人,并且谴责把过度放血作为一种治病方法。令人遗憾的是,厄拉西斯特拉图斯所指斥的上述两种谬见后来又被伽伦视为珍宝;伽伦生活在公元2世纪的罗马帝国,是一位伟大的医学百科全书编纂者。
物理学
在公元前3世纪之前,物理学一直是哲学的一个分支。把它变成为一门独立的实验科学的是叙拉古的阿基米德。阿基米德(约公元前287-212年)发现了浮体定律(或比重),并以科学的精确性确定了杠杆、滑轮和螺旋原理。他的令人难以忘怀的发展有复合滑轮、船用螺旋推进器,虽然他被认为是古典古代最伟大的技术天才,但阿基米德实际上并不看重机械发明,更愿把全部时间用在科学研究上。传统说法认为,他的“阿基米德原理”(比重)是他在洗澡时发现的:当时他一面洗澡,一面思考一些有潜在可能的问题;突然他有所悟,激动地跳出澡盆,赤裸着身子就冲上大街,高声大叫“尤里卡”( Eureka,“我发现了”)。
