“黑暗的”世纪
中世纪指的是从5世纪古希腊、罗马文化的萎缩，到15世纪意大利文艺复兴为止整整1000年的漫长时期。根据传统的看法，中世纪是一个文化和科技发展暗淡无光的黑暗时期。但是近来人们怀着新的兴趣对13、14世纪欧洲历史上的科学和文化艺术重新考察，可以清楚地看到，那时已有一种新文明的萌芽出现。因此，现在也有人建议把"中世纪"一词只用于12世纪以后，文艺复兴以前的400年时间。不过本书还是沿袭传统的用法。
从公元5世纪到12世纪的中世纪早期，是欧洲的黑暗时期。古代希腊灿烂文明的余辉，从6、7世纪开始就逐渐在欧洲大陆消逝。然而从公元800至1100年间，阿拉伯学术达到了它的鼎盛时期。阿拉伯文化作为古代文明的"冷藏库"和桥梁，为欧洲提供了丰富的学术资料以及科学研究的精神。13世纪以后，欧洲从阿拉伯人那里学到不少东西，科学的中心又逐渐转移到欧洲。
与欧洲中世纪这段时间相对应的是中国的隋唐宋元时期(581-1368）。中国的科学技术经过长时间的知识积累，到秦汉时代已形成了较为系统的理论，再经过魏晋南北朝的不断提高，隋唐宋元时期中国科学技术达到了前所未有的高度。和西方贫乏的科技成就相比，中国宛若光彩夺目的明星，在世界上处于领先地位。
与此同时，这一时期的非洲和美洲也孕育了灿烂的中古文明。例如美洲的玛雅人在许多科学领域都取得了辉煌的成就，成为印第安文明的杰出代表，被誉为"新世界的希腊"。此外，在东方的几个亚洲国家如印度、朝鲜、日本等也都出现了许多杰出的科学成就。然而，就整个世界范围看，除了在数学方面我们不能不提到印度人的智慧，世界科学技术的中心仍然是在欧洲、阿拉伯以及中国这三个地区。因此，本书主要是考察阿拉伯、欧洲和中国的学术成就。
中世纪的开始是以西罗马帝国的覆灭为标志的。公元410年，西哥特人围攻罗马，城里的奴隶在夜间打开了城门，号称"永恒城"的罗马就这样陷入"蛮族"之手。到5世纪中期，西罗马帝国的行省又大部分丧落于日耳曼人手中。公元476年，日耳曼雇佣军将领亚克废除了西罗马的最后一个皇帝罗慕洛，西罗马帝国彻底灭亡。伴随着西罗马的覆灭，西欧的奴隶制也消亡，进入了封建割据的时期，漫长的中世纪开始了。
公元9世纪，新的社会制度——封建制度开始在西欧普遍地确立，国王、贵族、教会上层人士掌握了土地所有权，也掌握了政治权力成为封建主阶级。
其中国王是最大的封建主，他把一部分土地分封给大封建主，大封建主再把土地分封给小封建主。国王和封建主又各自分封一批骑士，作为自己的武装力量。这样就形成了以国王为首的金字塔式的封建等级制度。国王高高在上，以下是公爵、伯爵，一直到骑士。这些大大小小的封建主分别领有大小不等的封地，拥有数量不等的庄园、农奴和武装。而农民被剥夺了土地所有权和人身自由，成为奴隶。他们只有简单的劳动工具和微薄的家产，在艰苦的条件下从事劳动生产、创造财富。虽然他们的地位较西罗马帝国时的奴隶有所改善，但仍然没有摆脱被残酷剥削、奴役的境况。
封建制度确立以后，大大小小的封建庄园建立起来，代替原先的农村公社成为西欧社会的细胞，一个封建庄园往往就是一个封闭、孤立的堡垒。庄园里需要的一切，基本上能做到自给自足。粮食、武器、农具、织物等生活用品和劳动工具，几乎都由本庄园的农奴生产。农奴很少有剩余产品可以和外界交换。
这种自给自足的小农经济无疑不利于科学技术发展。耕作的农奴们日出而作，日落而息，每天机械地重复着简单的操作。而在庄园的作坊里磨麦、榨油、纺织的农奴，在沉重劳役的压迫下，也无暇关心劳动技能的提高，而且这种提高因为不能增加经济收入而显得多余。唯一可以免于辛勤劳作的封建主大都爱好打猎和比武，粗野无知，大多数是文盲，不可能成为从事科学研究的中坚力量。
此外，与罗马帝国大一统的政权不同，封建制度下的西欧分裂割据严重，每一个封建主等于是一个小国君。他们往往依仗自己的武装力量割据一方，各自为政。而且封建主之间勾心斗角、互相冲突。西欧广大的土地上战火弥漫，混战不休，对经济、科学、文化的发展带来了破坏性的影响。因此，中世纪早期往往被称为"黑暗的世纪"。政治上的混乱无疑是导致科学文化落后的重要原因。
基督教会在西欧确立了统治地位，这是阻碍科学技术发展的另一个重要原因。
基督教刚诞生时还仅仅是犹太人的一种精神藉慰，后来则被罗马皇帝有意识地加以利用。到公元5世纪，基督教已经奠定了在西罗马帝国中的国教地位。西罗马帝国灭亡以后，欧洲在政治上处于分裂状态，亟待精神上的统一。于是罗马主教地位逐渐加强，成为西欧教会的首脑，自称教皇，并在广袤的西欧土地上获得了精神上的统治地位。
基督教的基本教义不关心科学技术研究。基督徒期待着天国，等待末日宣判的来临，认为死亡才是通向神秘来世的有效途径。因此教徒们淡漠世俗的生活，只关心来世的问题。这种死亡的人生观造成了中世纪的神父们轻视世俗知识的恶果。圣安布罗斯就公开宣称"讨论地球的性质和位置，并不能帮助我们实现对于来世所怀的希望。"基督教会有时甚至把科学技术视作象异教一样的罪恶，并且下决心予以根除。早在公元390年，在德奥菲罗斯主教的指挥下，基督徒摧毁了亚历山大里亚图书馆的一个分馆。教会取得更大的权力以后，敌视科学的态度变本加厉了。公元415年，亚历山大里亚有一个当时最著名的女数学家，名叫希帕蒂亚，她被当地的一位教长视作邪恶的化身。在他的唆使下，一群愤怒的基督徒残忍地用蚌壳肢解了她。这个血腥的故事代表了教会在以后长达1000年的时间里对待科学的基本态度，也是宗教裁判所处死科学异端的先声。
随着教会财富和权力的不断增加，教会也越来越腐化。教士们荒淫无度，穷奢极侈，从事投机买卖，贿买教职。他们还通过"什一税"、"赎罪券"等形式剥削人民的财产。这些做法严重束缚了社会生产力的发展，对科学技术的成长极为不利。
但是，如果我们认为基督教会是造成"黑暗世纪"的万恶之源，没有对欧洲科学技术作出分毫的贡献，这种看法也是片面的。
教会为了培育神职人员，修建了大量的修道院。欧洲修道院制度的创立者是圣本笃(约480-550)。他出生于意大利斯波累托城的一个富裕家庭，年轻时就具有非凡才干。自小虔信宗教，竭力刻苦修行。罗马和那不勒斯两城中间有个名叫蒙特卡西诺的地方，本笃在那里一座寂静秀丽的深山中修建了修道院，从此在那里刻苦修行。本笃式的修道院在公元7、8世纪广泛传播开来。在这些修道院中，初级的教育保持了下来。教士们手抄书稿，传播有用的手艺。
由于《圣经》福音故事记载了不少耶稣施神迹、救病人的故事，修道院的修士们很重视医术。救治病人的故事，修道院的修士们很重视医术。救治病人是修道院的义务。修士们使用的医术中既有巫术，也有古代科学家希波克拉底、盖仑流传下来的医学知识，从而使医学得以成为中世纪欧洲最早复兴的一门学科。僧侣们也从事耕作，因此保存了不少农业方面的知识。
在中世纪早期的混乱和动荡中，修道院是外人不得擅入的圣地，从而使有些人可以在院中潜心钻研学问。因此，延续了800年的修道院制度在当时非常混乱的欧洲起了维持文化启蒙的作用。本笃修道院在许多方面实际上是中世纪欧洲大学的雏形。这是中世纪欧洲教会对科学技术发展所起的积极作用。
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