中世纪的欧洲，也就是从公元5世纪到大约公元15世纪这段时期，被许多历史学家称为“黑暗时代”。因为在这段时期，西方的文明基本停滞不前，没有重大的发展，更谈不上有任何思想上的突破。欧洲人在这一期间对于自然的了解，也无法超越古希腊人的认识。

欧洲为什么会有这段“黑暗时代”呢？我们必须先回顾一下从古希腊到古罗马的历史。公元前3世纪到公元1世纪，从意大利半岛起家的古罗马已经渐渐凭借武力的优势掌控了整个地中海地区。但由于古希腊的文明远高于古罗马，罗马帝国里流行的文化主要还是古希腊的文化，其本身并没有一个强大的思想体系来凝聚广大地区内不同文化背景的居民，同时它的领导层也并不稳定。在公元后两个多世纪里，罗马内部充满了暗杀和内战。这种混乱的局面到了公元3世纪变得非常糟糕；其中在最动荡的40多年里，前后出现了26位军人出身的帝王。

直到公元4世纪，罗马才由君士坦丁大帝（Constantine the Great）重新统一。这位罗马皇帝有着非常重要的历史影响，那就是他使得基督教主导了欧洲人的思想。在公元前的欧洲和西亚，不同的民族原本有着不同的宗教。其中大部分是多神教。只有住在巴勒斯坦地区的犹太人所信奉的犹太教是一神教。基督教起源于犹太教，基督教的《旧约圣经》也就是犹太教的《希伯来圣经》。不过犹太教并不相信关于耶稣的传说。所以犹太人并不信奉基督教的《新约圣经》。在公元1世纪和2世纪的时候，基督教的信众很少。但由于他们的传教活动很成功，到了公元4世纪，基督教的信众已经占到了总人口的8%。罗马本来有自己的宗教，起先曾经对基督教进行了大规模的镇压，但是当君士坦丁与其他罗马皇帝争夺帝位的时候，他发现军中有不少士兵是暗地里信仰基督教的。为了让士兵忠心，君士坦丁对基督教采取了保护的态度，甚至成为第一位信仰基督教的罗马皇帝。由于君士坦丁大帝的大力支持，基督教得以迅速地发展壮大。后来的罗马皇帝狄奥多西一世（Theodosius I）还正式地把基督教指定为罗马国教。从此，在所有罗马帝国统治的地方，基督教成了唯一合法的宗教，其他所有的宗教都被摧毁了。

到了公元5世纪，罗马帝国解体，但基督教这时候已经传播到整个欧洲。教会的势力也非常庞大。后来，基督教分裂为东、西两个教派，天主教以罗马教廷为中心，最高权力属于教皇；东正教以君士坦丁堡为中心，最高权力属于东罗马帝国的皇帝。在以后的1000多年里，教会垄断了欧洲人的思想。

在中世纪，大部分的学者是由教会培养的神学家。他们结合了基督教教义和古希腊的经典哲学思想，发展出一套“经院哲学”（Scholasticism）。这套哲学成了基督教会训练神职人员的主要理论。除了基督教的教义以外，这套“经院哲学”主要教授柏拉图和亚里士多德的理论。但它并不重视对自然世界的研究，主要还是以论证基督教教义、信条及上帝为中心。

因此之故，中世纪的教会把古希腊时期的天文学理论奉为正统。我们在前文里提过，柏拉图曾经提出过“地心说”。公元2世纪时，天文学家托勒密对地心说做了进一步的发展。根据对前人天文观测和计算的详细研究，他写成了《天文学大成》。其中不仅有行星运动模型，还估算出日、地距离，以及日食和月食的时间等等。他的学说在当时是最先进的，因而长期被学者们奉为经典。(www.daowen.com)

公元15世纪、16世纪，波兰教士哥白尼（Nicolaus Copernicus）在分析了大量的天文观测后，发展出一套“日心说”的行星运动模型^[2]。这个新模型的计算比以前的“地心说”简单得多。公元16世纪，德国天文学家开普勒（Johannes Kepler）通过对天体的运动的详细分析，支持了哥白尼的“日心说”理论。他还总结出了3个著名的“开普勒定律”。与开普勒同时代的还有一位著名科学家，就是伽利略（Galileo Galilei）。他在物理学和天文学上都很有成就。他不但提出了对古希腊物理学的质疑，也十分支持日心说。伽利略同时倡导了把望远镜用于天文观测，使得之后的天文学有了飞跃的发展。

当时主张“日心说”理论的学者知道，他们不能够公然地挑战教会支持的“地心说”。因为当时如果和教会的教导唱反调，会被处以酷刑。在中世纪的欧洲，学术气氛并不自由。学者的思想受到教会严格的控制。教会强调信仰，不但《圣经》有着绝对的权威，它宣传的教义也不容置疑。如果有人敢于怀疑，那就是异端分子，会受到残酷的镇压。哥白尼因此把他的“日心说”著作留到死后才出版。当时另外一位学者布鲁诺（Giordano Bruno）原本也是位教士。他坚定地支持哥白尼的“日心说”。他比较大胆。他不但到处宣传“日心说”，还公开地批评经院学派一些其他的教义。1600年，罗马裁判所判处布鲁诺思想异端罪，把他绑在柱子上活活地烧死了。

比布鲁诺晚生一点的伽利略则较为幸运。他也曾积极宣扬过哥白尼的“日心说”理论。在1615年受到罗马宗教裁判所调查。不过，伽利略因为受到当时意大利贵族的庇护，只被要求完全放弃自己的言论：不得讲述、教授或为这个理论辩护。后来，伽利略的好友成为教皇乌尔班八世（Urban VIII）。因此，伽利略得到教会的许可在1632年发表了著作《两个主要世界体系的对话》。但由于书中隐晦地宣扬“日心说”，1632年他再次被召到罗马为他的异端邪说辩护。这次他就没有之前那样幸运了，他被认为有异端嫌疑，被终身囚禁了起来。

显然，在中世纪的欧洲，人们不能有独立的思想，学者如果和教会的想法不一致，就可能会招来杀身之祸，学校也只能讲授被教会认可的理论。这种思想的压制大大地延误了欧洲的科学发展。这种情况等到教会的控制弱化了以后才得以改变。