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在第一个千禧年的头几个世纪中，除古希腊艺术和文学之外，古希腊哲学和科学的基本要素也为罗马文明所采纳和转化，与此同时，希腊自己也对柏拉图和亚里士多德的哲学进行了发展和完善。不过，随着罗马帝国的衰落，随着犹太教、基督教和伊斯兰教的政治权力日益增强，人们越来越忽视或蔑视对古希腊文化的学习。“雅典与耶路撒冷有什么关系，”早期基督教领袖德尔图良（Tertullian）问道，“或者说，学会与教会有什么关系？”尽管希腊思想对圣奥古斯丁（St. Augustine）、波爱修斯（Boethius）等重要人物有过巨大影响，但主要是在神学方面。科学至多是“神学的侍女”。
从5世纪到第一个千禧年结束，欧洲几乎看不到独立的科学探究。不过，大概在9世纪前后，伊斯兰世界，尤其是叙利亚和巴格达，开始广泛翻译和传播亚里士多德的著作。此举带来了哲学活动的兴盛，引发了伊斯兰哲学家阿尔法拉比（Al-Farabi）、阿维森纳（Avicenna）、阿威罗伊（Averroes）和犹太思想家迈蒙尼德（Maimonides）等人关于亚里士多德哲学和宇宙学所蕴含神学意义的争论，这些成了“伊斯兰黄金时代”的组成部分。在千禧年之交前后，科学、数学、天文学、医学也在蓬勃发展，给托勒密的地心说、盖仑的四体液说带来了严峻挑战。不过，黄金时代对科学和宗教之间关系相对开放的态度最终还是被神学所取代，加上十字军和蒙古军入侵的压力，伊斯兰科学在12与13世纪迅速衰落了。
学习之风在中东衰落时，在欧洲却开始了复苏。黄金时代时，现存的亚里士多德著作被翻译成拉丁语，并在过去以柏拉图式基督教神学为主导的欧洲学校和修道院中被广泛学习和研究。伊斯兰教思想一般认为自然哲学或自然科学应当与神学“保持一定距离的”，不过，亚里士多德思想中的经验主义和自然主义倾向却被基督教神学吸收同化了。圣托马斯·阿奎那（St. Thomas Aquinas）经常尊称亚里士多德为“大哲学家”（The Philosopher），他认为科学和宗教，或更广义上的，理性和信仰，是人类认知上帝和宇宙万物的一对互补途径。既然人是上帝按自己的形象创造的，那我们利用自己的智慧去认识世界也是合理的。另外，上帝在创造万事万物时为其注入真正的威力和特殊的性质也是合理的，而这些威力和性质正是科学希望认识的。罗伯特·格罗斯泰斯特（Robert Grosseteste）、罗吉尔·培根（Roger Bacon）等与科学更直接相关的哲学家们倡导实验科学，一是支持实验科学本身，二是因为实验科学可以很好地与宗教共存。
位于牛津、巴黎和博洛尼亚的主要大学是在这种崭新的知识氛围中、在城市中心和贸易急剧增长的影响下建立的，它们除了设置传统的神学课程之外，科学技术类课程也越来越多。14世纪时，有一群人将运动学（自由运动）和动力学（力作用下的运动）间的根本区别引入了物理学，这群人如今被称为“牛津计算师”（Oxford Calculators）。这一区别的引入，让人们自亚里士多德后，第一次可以不考虑运动“原因”的问题，用纯数学的方式分析运动，这样的分析也得出了与现代自由落体定律非常近似的结论。此外，为什么抛掷物在离手后还会继续向上运动，远离其自然静止的位置呢？这是一直困扰亚里士多德物理学的问题，为解决它，让·布里丹（Jean Buridan）提出了冲力理论（impetus theory），这是现代惯性概念的前身。尼克尔·奥里斯姆（Nicole Oresme）也提出了第一批关于地球运动的系统性论点。
中世纪时，亚里士多德的哲学是不可能被广泛接受的。有时，这种“异教徒”思想的支持者还会遭到迫害和囚禁，比如罗吉尔·培根。针对受古希腊思想影响的特定学说和文稿的官方谴责，通常来自罗马天主教会。举个例子，1277年，巴黎大主教艾蒂安·唐皮耶（etienne Tempier）谴责了219个神学和科学的“主张”，他认为其中许多与“激进的亚里士多德哲学”有关。格外有趣的是他对下列主张的谴责：
● 上帝并不能让天空做直线运动，否则就会在原处留下一片虚空。
● 如果天空是静止不动的，火就无法燃烧亚麻，因为在这种情况下时间就不会存在。
这些主张均源于亚里士多德的观点，亚里士多德认为，没有物质的空间和没有运动的时间都是不可能存在的。唐皮耶拒绝接受这些学说，因为它们否认了上帝的无限威力：只要上帝愿意，他怎么就不能创造一个空无一物的空间，一段没有运动的“空闲时间”呢？
尽管这样的谴责似乎是神学对科学领域的非法侵入，但出人意料的是，据皮埃尔·迪昂（Pierre Duhem）等杰出历史学家称，它们可能对推动现代科学诞生有一定助益。在它们的刺激下，科学家和哲学家开始探索“上帝全能”所隐含的物理学和宇宙学意义。举个例子，若上帝可以移动整个宇宙，并随心所欲地停止和恢复它的运动，那么似乎就必须有能让他施展这一威力的空的空间和时间。同样有悖于亚里士多德观点的是，若球状的天空可以仅凭上帝的意志而移动，无须其他力的作用，那么这种运动就没有理由不一直持续下去。对亚里士多德哲学的谴责，帮助奠定了现代惯性概念与绝对空间和时间概念的基础，因为这些都是被亚里士多德哲学排除的内容。
15世纪时，随着欧洲学习之风的“重生”（复兴），科学开始蓬勃发展，百花齐放。柏拉图取代亚里士多德成了哲学灵感的主要源泉。当时的当权派知识分子支持的是个体理性和直接观察，而柏拉图哲学中却常常混有巫术、基督教、犹太教（犹太神秘哲学）和中东的元素，这一折中主义与人们对这些知识分子的普遍不信任脱不开关系。科学在导航技术和军事技术上的应用日益广泛，让科学家们得以在教会、大学以外寻得资金支持，这在一定程度上激发了人们的创新精神。在这种富有冒险精神的知识氛围下，科学的各个领域都有了重大发现，艺术和文学自然更不用说了。不过，这种氛围也阻碍了传统权威巩固自身权力，因而引发了冲突。其中最著名的例子就是一场天文学革命，这一革命否认了地球是宇宙中心，让科学走上了自古典主义时期以来前所未见的独立之路。