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想精确地了解科学起源于何时是徒劳的，可以说比之想知道艺术的起源更难，因为艺术会使古人们在岩壁上留下万年之后也能识别的图画，而科学却不如此，它不会给我们留下这样的证据。不过我们还是可以从“想当然”的角度去理解一下科学的起源。例如很早以前，古人们就在观察天上的星星、太阳、月亮了，对于它们究竟是什么样的、有什么运行规律也做过一些臆测，这些观察与臆测也许就是天文学的起源了。还有，打猎时需要计算猎物的数量，远在文明诞生之前的古人想必也会找一些方式来进行这种计算，例如数手指头或者在绳子上打个结，这些就是最早的数学了。
当人类进入文明社会之后，科学自然也开始进入它的“文明”了，即以文字来记录那些早已有之的简陋的科学知识。这些东西，我们从最古老的文字里就可以略知一二。例如从古埃及的纸草书里，我们知道那时有一个聪明的贵族，他为法老设计了一座独特的计时装置。他先做了一个漏斗，下面的孔开得很小，然后在里面装上水，让水慢慢地从小孔里漏将下来，甚至还在漏斗上标记了刻度。这样，在一定的刻度之间，漏水所花的时间就是一样的，类似于我们现在的一分钟或者一小时。这个计时器也可以说是一种物理仪器。
在与古埃及文明同样古老的美索不达米亚，那里的古人们观察了天象，并且把天上星星的位置做了一番记录，制成一种星表。那一带的苏美尔人发明了楔形文字，在这种文字里有许多表示种类与属性的词汇，例如表示颜色的黑、白，表示种类的木、石，表示硬度的软、硬等等，还用这些词汇来表示各种矿物。这样，就使得几千年之后的人们仍然能够区分出苏美尔人所描述的是何种矿物。这种命名法与现在我们在生物学或者地质学上所运用的命名法则也是相似的。
如此等等，这些知识就是人类最早的科学知识，也是以后更为复杂的科学知识的基础。
古代埃及人、苏美尔人等的科学知识通过一系列复杂的过程传给了古希腊人。古希腊人在文学、哲学、艺术等方面的成就直到今天依然为后人所景仰。与之相类，古希腊人在科学方面亦成就非凡。
在古希腊人的科学成就中，我们最为熟悉的也许是德谟克利特的原子说了，他以为世间万物均由原子组成。千载之后，他的学说竟得到了相当的认可，被证明有着颇大的准确度。
除德谟克利特外，古希腊还有许多伟大的科学家，例如数学家毕达哥拉斯，他对数字有一种近乎崇拜的喜爱。例如他认为只有数才是和谐的、美好的。他找了各种各样的数，如长方形的数、三角形的数、金字塔形数等，它们都由一些数目小块构成，具有美的形状。他还认为十是最完美的数，因此天体的数目也应当是十。并且硬是臆造了所谓第十个天体“对地”。毕达哥拉斯最伟大的成就是发现了勾股定理。
除了德谟克利特和毕达哥拉斯这两个我们熟悉的哲学家兼科学家之外，古希腊著名的科学家还有天文学家菲劳洛斯、医学家希波克拉底（他被尊为西方的“医学之父”）等。
这些伟人之后，古希腊出现了另外三个更伟大的人物，就是我们熟悉的苏格拉底、柏拉图和亚里士多德了，特别是后两者，除了是伟大的哲学家外，同样是伟大的科学家。例如柏拉图，在他的“阿卡德米”里数学是最主要的学科，包括算术、平面几何、立体几何等，另外还有天文学和声学等课程。在阿卡德米的大门口刻着这样的话：“不懂几何学者不得入内。”
亚里士多德则是比其老师柏拉图更伟大的科学家，甚至可以说他主要是一个科学家，其次才是哲学家。因此，在亚里士多德的思想中，内容最丰富的不是形而上学的玄思，而是富于科学精神的观察与研究。亚里士多德将他的目光投向了整个自然界，把自然界的万千个体当作自己的研究对象，试图从中寻求知识与真理。在他的学园吕克昂，教学的主要内容不是阿卡德米的数学与政治，而是倾向于生物学、天文学、物理学等自然科学。
在亚里士多德的诸多著作中，有相当一部分是有关于科学的，如《物理学》《天象学》《论梦》《论呼吸》《论颜色》《动物志》《论植物》《机械学》《论不可分割的线》等。从它们的名字我们就可以看出其研究领域包括天文学、气象学、动物学、植物学、生物学、生理学、机械学、数学、物理学等。这些学科中的一大部分实际上就是由亚里士多德本人创立的，如动物学、植物学、物理学、生理学等。
古希腊之后的古罗马时期，科学同文学、艺术一样，大体是对希腊人的模仿，而且远没有希腊人来得伟大。古罗马的科学著作是用拉丁语写成的，这个时期著名的科学家有卢克莱修，他的《物性论》既是伟大的哲学著作，也是伟大的科学著作。还有普林尼，他的《自然史》，或者译作《博物志》，是古罗马最伟大的科学著作，其中天文、地理、农业、医学等无所不包。
普林尼生活在1世纪，到了2世纪，出现了两个伟大的科学家，一个是天文学家托勒密，另一个是医学家盖伦。盖伦对我们来说可能有点陌生，您可能听说过人的四种气质，即胆汁质、黏液汁、多血质和抑郁质，这说法最初就是由盖伦提出来的。他认为人的身心特征有赖于四种体液之间的平衡，即黑胆汁、黄胆汁、黏液和血液。他甚至还进行过动物的活体解剖，对人体生理结构亦有相当了解。
2世纪是罗马帝国的黄金时代。此后帝国诞生了不少杰出的科学家，像3世纪的迪奥凡图斯、4世纪的泰昂、5世纪时泰昂的女儿海帕西娅，6世纪的辛普利西乌斯等。这里，我们只说一下海帕西娅。海帕西娅被称为西方历史上最伟大的女哲学家之一，也是第一个女数学家。她非常美丽且博学多才，是亚历山大城里新柏拉图学派的领袖，但她的命运真是惨极了。原来，远在宗教裁判所正式建立之前，基督教在拥有庞大势力后，就开始迫害异己了。受害者中之一就是海帕西娅。她在讲学回家的路上被几个基督徒抓进了教堂，他们先把她剥得一丝不挂，然后用锋利的蚌壳将她全身的肉一片片割下来，再硬生生地扯断她的四肢，最后，他们把她还在颤抖着的身躯丢进了熊熊烈火。
罗马帝国崩溃以后，西方历史进入了中世纪。这时候阿拉伯人占领了原来属于罗马帝国的许多地区，包括亚洲的部分地区和北非，甚至欧洲的西班牙。阿拉伯人成了科学的主角，这时候最伟大的科学家是穆斯林伊本·西拿，西方人称他为阿维森那。他是一个伟大的生理学家与医学家，被西方人尊为“最伟大的医生”。
这时古希腊与古罗马的许多典籍都被译成了阿拉伯文，在阿拉伯世界传播开来，而它们原来的希腊文本与拉丁文本却消失在基督教的汪洋大海里，西方人的科学也像其哲学与文学一样进入了黑暗时期。
西方的中世纪对科学最大的贡献也许是大学的诞生。我们知道，大学是科学研究的主要基地，正如它是培养科学人才的主要基地一样。西方第一所真正的大学是成立于11世纪的意大利的博洛尼亚大学，后来法国的巴黎大学、英国的牛津大学与剑桥大学等相继建立，大学的建立为以后的科学研究奠定了最主要的基础。