希腊民族开创了一个科学文化高度繁荣的时代，希腊人也是最富于创造性的。希腊灭亡的1000多年后，当人民从中世纪的暗夜中醒来，发现人类被宗教神学禁锢在无边的黑暗之中，因而重新寻找科学与真理时，首先想到的就是那早已成为历史陈迹的希腊。人们对希腊时代科学文化的繁荣发展是如此的向往，称这一时期是“希腊化时代”，而人类重新觉醒后的第一个要求就是要“复兴”希腊时代的文化和科学，所以才有“文艺复兴”这个名词的诞生。
古希腊民族是一个非常擅长理论思维的民族。按照一般的推论，似乎居住在小亚细亚巴尔干半岛一带的民族都应当同希腊民族在素质上是相似的。但是真如孔子说过的“性相近，习相远”一样，同样居于巴尔干半岛附近的古罗马民族，在发展和成就上就很不同于希腊民族。罗马人长于治理国家，在军事、行政和立法方面有着优异的能力，著名的《十二铜表法》是古罗马法律和法学发展的典型标志，至今在罗马法学基础上发展起来的各国法系，都称为罗马法系，1804年法国的《拿破仑法典》就是以罗马法为基础制定的。但是罗马人在科学学术方面却没有多少创造力。罗马的艺术、科学，甚至医学都是从希腊人那里传来的。罗马人似乎只注重医学、农业和工程建筑方面的实用工作，由于这个才关心一点科学。他们利用科学的流，而不培育科学的源。即使这样，罗马人的社会组织还是有利于对外战争的，加上罗马人不屈服的民族传统，再加上他们善于利用进步敌手的技术来武装自己，结果罗马人在公元前1世纪征服了欧洲南部，建立了罗马帝国。有人说“罗马帝国兴起之后，科学便死了”。这话的确有一定道理，罗马贵族追求的是希腊文明的现成物质财富，却看不起希腊的科学，甚至认为希腊的哲学是败坏人心的，希腊医生是毒害罗马人的。但是无论怎样，有人类存在就必然要有科学思想的产生和科学技术的发展。罗马帝国前期还是出现了一些科学文化的代表人物。像罗马法律学家和政治家西塞罗（公元前106年—公元前43年左右），在创立拉丁语的哲学语言和普及希腊哲学方面都有很大贡献。他的《神性论》一书中载有不少科学知识的资料，对迷信和巫术仪式进行有力的抨击。又像著名的罗马凯撒大帝在位时，在学者的帮助下修订了以前的历法，以36525天为一年，这在当时是比较准确的历法。但是由于这个历法在欧洲一直使用到1582年，结果误差积累起来达到10天之多。
公元1世纪后半叶，出现了一定程度的学术复兴，当时出版了一部《自然史》的著作，共有37册。这是一部包括了那个时代全部科学以及一系列被遗忘了的希腊和罗马著作家的知识和见解的百科全书。这部书的作者是普林尼，他虽然在书中将科学与迷信混同起来，把现实的东西和想象的东西混同起来，但是这部书毕竟包罗了从宇宙到人体，从植物到动物，从金属性质到森林园艺，甚至酿酒工艺和美术起源等广博知识。普林尼的目的是追求自然知识的，并为此献出了自己的生命。当公元79年维苏威火山大爆发，毁灭了庞培古城时，他正统率着罗马海军。他上岸去观察这次翻天覆地的变化，深入险地，结果被暴雨般落下的火山灰埋灭。
在这一时代，值得一提的科学家要属托勒密，这倒不是由于他为科学做出了巨大贡献，而是因为他提出地球中心说的错误理论统治欧洲达1400年之久，严重地阻碍了天文学的发展，直到16世纪哥白尼提出太阳中心说，才实现天文学史上的一次巨大革命。
托勒密生于公元90年，死于公元168年。他的一生没有传记留下来，因而大部分事迹已经无从考查了。有人根据“托勒密”是当时埃及皇族之称这一点，认为他是埃及的贵族，但这是不足为据的。因为当时托勒密这个称呼如同我们的姓刘一样普通，谁能认定汉代姓刘的就一定是汉光武刘秀的亲族呢？托勒密是集以前天文学的大成者。他的《天文大全》一书综合了亚里士多德、阿波罗尼乌斯等一系列学者的全部地心说（认为地球是宇宙的中心）的观点，建立了最完整的地心宇宙体系。
从毕达哥拉斯以后，在一些科学家的心中有一种地球环绕太阳运动的想法。但当时的老百姓还相信地球是不动的，而是太阳和星辰们环绕它运动。托勒密面临着选择：究竟地球是不是宇宙的中心。他没有闭上眼睛下结论，而是确实进行了观察。从公元127年的第一次天文观察到公元151年的最后一次，这期间历时24年。通过观察他认为，地球不是平面而是圆的，没有任何东西支持在它的下面，因此它是悬在空中的，至于为什么会悬在空中不“掉”下去，他无法解释。显然，这是托勒密的正确结论。但是托勒密又认为，地球是不动的，是宇宙的中心，太阳和星辰在绕地球转。他支持了亚里士多德的观点。如果托勒密只是这样说了也许不会有那么大的影响，不幸的是这个结果是在观察的基础上，进行一系列假设和理论证明的最终结论。这就是最糟的。
一种科学上的观点如果没有理论的证明和观察现象证实，它的影响决不会很大，而给出理论证明又辅以观察现象证实，那它就可以通行无阻了。托勒密的理论正是这样。在他以前，天文观测资料表明，太阳和行星运行具有明显的不均匀性。按照匀速运动计算出的火星位置与实际观察有时竟相差20天之多。这样大的误差使那些杰出的大科学家用任何假设都难以解释。托勒密开始修正原来的天文学体系，提出了新的假设。他想出了一些奇特的圆圈和透明的星体，将天分成七重，七重天之外是恒星天，所有的恒星都镶嵌在这个天球上绕地球旋转。恒星之外还有一层最高天，即原动天，这便是诸神所在。所有的天层都受原动天推动而绕地球旋转。托勒密自己也觉得太阳及其他星辰是不会以那么快的速度在24小时之内就绕地旋转一圈的，但他认为这些星辰只要嵌在“天”上，随着天转动，问题就解决了。托勒密为我们画出的天图是一个个的“轮”，大圈和小圈，复杂极了，但他的这些圈圈画出来以后却对当时的天文观测事实提供了一套更加令人满意的解释。这样，一个由亚里士多德提出的武断的理论，又经过托勒密复杂的“证明”，便被当作不可动摇的真理固定下来。
在托勒密之后，希腊文化的曙光完全消失。因野蛮人入侵，罗马帝国于4世纪末崩溃，人们在基督教主宰下，接受由希伯来传来的宇宙观，认为地球是宇宙的中心，地是平的，立在柱上；地下有孔穴，是死人居住的地方，至于柱子又是立在什么上，他们都不再思考了。天文学和一切科学的发展都受到阻碍。后来阿拉伯的入侵，更毁坏了希腊文化在东方的几个中心城市。公元640年亚历山大里亚城被阿拉伯攻破，城内图书馆的许多无价之宝，包括70余万卷手稿，全被付之一炬。这是托勒密无论如何也无法预料的。
