中世纪的学术复兴是随着十一世纪到十三世纪间的其他许多重大发展而出现的。这些重大发展包括工艺和商业的扩大，营造教堂和建立大学。希腊知识的复兴说不定比这次复兴还要早些，因为托莱多在穆斯林教徒占领西班牙期间，自始至终还是一个基督教的大主教管区。诚然，早期人们企图把希腊科学传到西方来，可能受到抑制，因为一个九世纪的教会人士曾经对西班牙的基督教徒研究阿拉伯著作这一事实表示心焦。看上去从阿拉伯著作转译希腊科学的机会虽然存在，但是缺乏鼓励。这正如公元1204－1261年间十字军占领君士坦丁时有机会直接翻译希腊著作，但没有充分利用这个机会一样。
西方十字军征讨西班牙穆斯林教徒的结果，使托莱多在公元1085年陷落。从那时起，阿拉伯文的希腊科学著作译本才被翻译过来，翻译的最活跃时期是在公元1125－1280年间。西班牙是穆斯林教徒和基督教徒进行接触的最重要的中心，因为西班牙有懂得两种语言的摩萨拉伯人（Mozarabs），即被穆斯林教徒同化了的基督教徒，以及摩迪迦人（Mudejars），即被基督教徒同化了的穆斯林教徒，同时又有大批的犹太人，他们里面有些人懂得三种语言。雷蒙德大主教在托莱多陷落之后不久，就办了一个翻译学校，欧洲各地的学者纷纷来到这个学校学习穆斯林教的科学。最重要的一个翻译家是克雷莫纳的杰勒德（Gerard of Cremona，公元1114－1187）。他从意大利到托莱多来寻找托勒密的天文学著作，即被穆斯林教徒称之为《伟大论》的书。杰勒德在公元1175年把《伟大论》译了出来，此外，到他逝世时还翻译了八十部著作之多，把各种穆斯林教的科学都包括了进去。
和穆斯林教科学的第二个接触地区是西西里，它是在穆斯林教徒统治了130年之后，于公元1091年被基督教徒攻下来的。这里的居民不但能说拉丁语和阿拉伯语在该地方的方言，也能说希腊语；有些人，主要是犹太人，则连三种语言的书写文字也很熟悉。迈克尔？司各脱（Michael Scot，公元1235年卒）就是在西西里得到西西里皇帝腓特烈二世的宠幸，翻译了亚里士多德的生物学著作和许多穆斯林教炼金术书籍的。当时北非洲和西西里也有商业的联系，有些阿拉伯著作就是从这条通道传到欧洲来的，其中最主要的是比萨人列奥纳多（Leonardo of Pisa，公元1170－1250）带来的数学著作，和非洲人康士坦丁（Constantine the African）传来的医学著作。
列奥纳多于公元1202年写的《计算书》，说明了穆斯林教数学的不同来源，偶尔也有关于我们自己的数学来源。他首先从新的印度－阿拉伯数字的读音和书写开始，称之为“新印度数字”。接着是算术和关于货物价格、商品交换、合股经营和混合法的问题。其次他讨论了各种数学问题，其中一个问题有两个出处，一个在巴比伦时代早期，一个在希腊时期，原文都是用亚述的楔形文字写成，被他几乎逐字逐句地抄了下来。后面是盈不足术，或者如列奥纳多称作的“regulis elchatayn”（中国算法）。古埃及人当然早就懂得了盈不足术，但是看来欧洲人懂得它还是由穆斯林教徒从中国介绍过来的。
基督教的翻译家并没有把穆斯林教徒收集或发现的全部知识介绍到西欧来。他们看上去比较喜欢罗马和希腊作者，因为这些作者通过罗马世界的直接知识传播，对他们来说是相当熟悉的。例如伊本？阿尔－纳菲关于小血液循环的发现，在本世纪以前一直不为人所知晓，而且许多阿拉伯和波斯著作的确至今还没有翻译出来。新学术就这样大体上扩大了旧学术，而且很快地被收在大学课程里。最重要的一项革新是亚里士多德的著作，现在全部都为人们获悉了，这样经院派哲学家的亚里士多德哲学就代替了教会神父的早期柏拉图哲学倾向。
那些大学是从教会办的师徒结合的行会性质学校发展起来的。在十一世纪时，“大学”一词和“行会”一词同样被用来形容行业公会，但是到了十三世纪时，“大学”一词就被用来专指一种学生团体。大学主要有三种。第一种是教会创办的，学生和教师在一个校长领导下形成一种密切配合的团体，象巴黎、牛津和剑桥等大学那样。第二种是公立大学，由学生选举出来的校长总揽校务，如波伦亚和帕多瓦等大学那样。第三种是国立大学，由帝王征得教皇认可而建立的，如西西里的腓特烈二世成立的那不勒斯大学，和卡斯蒂拉的斐迪南三世成立的萨拉曼卡大学都属于这一类。
随着大学的建立和从阿拉伯文中把古代科学翻译过来，十三世纪的欧洲涌现出一个短时期的实验风气，这种风气被炼金士在某种程度上一直保持到近代的初期。这次运动中最杰出的人物是罗吉尔？培根（Roger Bacon，约公元1214－1294），他是牛津大学的一个法兰西斯派僧侣。当时有些学者根据有名无实的权威或者习俗的支持发表自己的意见，并靠空言争辩遮盖自己的愚昧。罗吉尔？培根就看不起这样的学者。他说真正的学者应当靠“实验来弄懂自然科学、医药、炼金术和天上地下的一切事物，而且如果一个平常人或者老太婆或者村夫对于土壤有所了解，而他自己反而不懂得，就应当感到惭愧”。培根自己就根据阿尔？哈金的著作做过光学实验。他研究过平凸镜片的放大效果，并且建议可以用这些镜片制成望远镜。培根通过实验进行科学研究之后，认为人应当能够造出自动舟船和车辆，也可以造出潜水艇和飞机那类的东西。可是他这种见解并不受人欢迎，原因是培根遭到谴责，而且受到自己教团的监视。法兰西斯派教团的总管朋那凡杜拉（Bonaventura）曾经说过：“科学之树欺骗了许多生命之树，或者使他们受到涤罪所的最剧烈痛苦。”
另一个著名的实验家是一个贵族，皮埃尔？德？马里古特（Pierre de Maricourt），他可能是罗吉尔？培根的一个朋友。约在公元1269年，他写了一本描述他所作的磁力实验的小书。他在书中说，研究磁学的人必须“勤于动手”以改正理智的错误。他把磁石作成一个圆球，用短铁丝研究它的磁性，从而发现磁子午圈，这些他都用粉笔线标了出来。他懂得异性磁极相吸，同性磁极相拒，也懂得一根磁针断为两半时，每一半又都变成一根磁针。可是他相信磁针指向北极星，而不指向地球的北极，而且球形磁石能够自转。
蒙丁诺？德？卢西（Mondino de Luzzi，约公元1275－1326） 在解剖学方面也进行了实验研究。他写了一本解剖的书，描述自己解剖两具女尸的过程。这部书在中世纪的医科学校里都用作解剖学的主要课本。解剖工作在中世纪一直都有人在进行，特别是尸体解剖，有时候也用在医学教学上。可是在蒙丁诺之后，解剖工作都由一个不识字的理发师开刀手在医生指挥下进行，医生自己并不亲自动手。还有，为了便于把当时十字军的尸体运回家乡，常将尸体支解和煮烂，因此教廷的旅行委员会便于公元1163年宣布禁止，声称“教会厌恶流血”。这句格言对人体解剖也起了相当抑制作用。
炼金术也是十三世纪时在欧洲重又兴起的另一种实践活动。由于炼金术的推广，出现了许多新化学制品，如矿石酸，是由一个法国的法兰西斯派教徒维塔？德？福尔（Vital du Four）在公元1295年第一次提到的；还有由蒸馏葡萄酒和啤酒而制成的酒精，是由一个叫做萨勒诺斯（Salenus）的医士（死于公元1167年）第一次加以描述的。酒精被称为“生命之水”，并被认为仅次于炼金术者的长生药。酒精的性质好象在僧侣和修道士中间被人广泛的进行研究。在有些情况下可能做得过头了，因为公元1288年意大利里米尼的多米尼加的神甫教团就禁止会员拥有酒精蒸馏器。可是修道院仍旧继续研究并制造了若干名酒。
在教皇约翰二十二世于公元1317年颁布的一道训令里，炼金术一般是禁止的。这项禁令表明当时搞炼金术的人一定相当普遍。中世纪炼金士在理论上并没有多少新的东西。他们认为金属是雄性的硫和雌性的汞所生出的，而贱金属可以通过一种死而复生的过程变为贵金属。无机物一般都是活的，由身体和灵魂或者物质与灵气组成。物体的成分可以用加热分解，这时灵气便上升为水气，在某种情况下仍可凝成液体。物体的特征和性质是由灵气决定的，同样用蒸馏法取得的液体含有物体的浓缩精华。这种液体因此是高度活跃和有力的作用者，赋予陈旧物体以新的生命，赋予低贱物质以贵重性质。因此，在理论上，高贵金属的灵气可以转移给低贱金属的物质，而促成一种变化。可是在各种金属中，只有汞可以蒸馏，并产生一种可以隔离的“灵气”。根据炼金术者的理论，汞气使贱金属的表面变成银的，所以汞被看作是银的灵气、金属的祖先，而且事实上是万物的本原。这样一个以汞为中心的理论体系，是由雷蒙德？拉尔（Raymond Lull，约公元1232－1315）提出的，他是一个炼金士和一个神秘主义者；他的基督教同人把他看作有点象提倡邪教的人，而当他企图说服穆斯林教徒改信基督教时，就被穆斯林教徒杀掉而成了殉道者。拉尔声称上帝制造汞，汞然后象在回流蒸馏中那样地周转，并分化为各种别的东西。原始的汞的最精细部分首先分出来，形成天使天神的身体，而次一等精细的部分则形成天体和天层。粗糙的部分形成四大元素和第五元素精英，由此而产生地上万物。四大元素合成地上物体的身体，精英形成它们的灵魂。照拉尔的说法，精英并不是如亚里士多德所设想的，仅仅天球才有。它是一种灵气，即纽玛。它是作为上帝的一种直接和普遍的表现形态而充斥整个宇宙。拉尔因此非常反对穆斯林教哲学家阿维罗伊，因为阿维罗伊和他的先师亚里士多德一样，把上帝，或者原动者，放在宇宙之外，比恒星层还要高。
拉尔和其他炼金术者一样，认为地上万物的精英或者灵气可以隔离并通过蒸馏使其浓缩。他觉得酒精是一种重要的但是不能炼的灵气。如果加以回流蒸馏，拉尔认为酒精就会分为两层，上面一层是天蓝色，下面一层是混浊色，就象汞的原始周转分为天地一样。这样上面一层就是酒精的纯灵气。拉尔和他的信徒们都相信，一种灵气会吸引另一种灵气，因此他们就用酒精把物体的精英，特别是植物的精英，味、香和药性分离出来。他们把这种用酒精提炼出来的制剂用作医疗之用，所以拉尔的信徒们愈来愈重视炼金术在医药方面的研究。与此同时，他们对正统的盖仑派医学愈来愈不满意，并形成一种运动，而以十六世纪帕拉塞尔苏斯的医疗化学为其顶点。
大学里面的中世纪学术主流对那些炼金士都不予理会，也许是因为他们一方面和神秘主义宗教有关系，另一方面和实用的手艺活动有关系。经过十三世纪昙花一现的实验运动之后，学术传统的发展都靠理性的讨论，而不靠经验的探索，整个中世纪从头到尾都和手工艺传统不相闻问。也许是由于这些缘故，中世纪的学者们很少有什么真正新颖的立说，不过一些古代科学家为反对亚里士多德而提出的一些命题总算得到了充分发展。
亚里士多德的哲学被阿尔伯特？马格努斯（Albertus Magnus，约公元1206－1280），特别是被托马斯？阿奎那（Thomas Aquinas，公元1225－1274）拿来和天主教神学综合起来。这些人并没有越出亚里士多德的宇宙论。他们说，宇宙是一个天球，球里面充满了物质；真空是不可能的，因为一切活动在推动力和被动体之间都少不了要有一种直接或间接的物质接触。阿奎那证明上帝存在的第一条是天球的运动需要一个原动者，即上帝。上帝的活动并不直接显示在天球上。天体的运动根据五世纪狄奥尼修斯的假说，是由不同等级的天使般的神祗在中间掌管的。
这样一种安排在中世纪某些大学里并不是无条件接受的。在牛津大学，奥铿的威廉（William of Ockham，约公元1295－1349）掀起了一个重要运动，否定阿奎那关于上帝存在的第一条证明的正确性。他论证说，一个运动的物体不一定需要一个推动者的连续物质接触，因为举例来说，磁针就可以使一块铁动起来而不碰到它。这是一个超距作用的例子，可以设想在真空中也能发生。既然空中不需要装满物质就能传导物理效应，真空就是可能的。奥铿的威廉恢复了约翰？斐罗波诺斯的冲力说，它是通过穆斯林教徒再传回中世纪欧洲来的。斐罗波诺斯曾经设想，力给予物体一种冲力使物体运动，冲力是一种逐渐消逝的属性，因此物体最后会停了下来。奥铿的威廉同意斐罗波诺斯的飞矢能穿过真空的主张，并用来反对亚里士多德。而且他同意斐罗波诺斯的设想，说上帝可能开头给予天体一种不随时间消逝的冲力，因此不需要假定有各种各样的天神天使推动天球。奥铿的威廉声言，“用较少的即可做到，用较多的反而无益”，这样就提出他的“剃刀”原理。冲力的讨论在牛津大学继续进行着，主要有沃尔特？伯利（Walter Burley，公元1275－1357）、理查德？许撒斯（Richard Suiceth，约公元1345年）和沃尔特？海地斯伯利（Walter Heytesbury，活动于公元1330－1371），不过这种学说很快就失势，到了十五世纪时，牛津的学者大多数都讲授亚里士多德的物理学了。
冲力说在巴黎大学有了进一步的发展，首先是琼？比里当（Jean Buridan），在公元1327年任巴黎大学校长。亚里士多德论述运动的物体是因为前面排出的空气为了防止真空，又从后面挤进来而将物体推动的。比里当提出两条重要的论证反对亚里士多德的这个论题。他说：第一，陀螺旋转而不改变位置，所以不可能是由排出的空气推动的。第二，一根尾端切平的标枪并不比一根两头尖的标枪走得更快些，而如果是空气推动的话，就应该走得快些。比里当认为在这种情况下，保持运动的力都是冲力。他觉得一个物体从一种力所获得的冲力，是和物体的密度、体积及其开头的速度成正比的。比里当追随奥铿的威廉和斐罗波诺斯，否认有天神、天使推动天体周转，设想天体的周转是由开头受到的冲力推动的。由于天上没有空气的阻力，这种冲力将永远不会减退。比里当声称：“我们不可能在《圣经》里找到什么神灵负责使天球作正规运动。由此可见，并没有假定有这种神灵存在的必要。事实上，我们不妨说，上帝给予每一天球以一种冲力，使天球从此就一直走动着。”
继比里当后尘的还有萨克逊的艾伯特（Albert of Saxony），于公元1353年任巴黎大学校长。艾伯特把运动分为三种：均匀运动，即物体以经常速度走动；不均匀运动，即物体的速度有规则地逐步改变；不规则运动，即不符合上述两种定义的运动。他考察了落体速度随坠落时间增加的见解，以及落体速度随坠落距离增加的见解。这两种见解都被他否定了，因为这两种见解都导致物体经过无限时间或无限距离后，速度就会达到无限大的结论。相反地，他认为引力赋予落体的冲力与空气阻力相比，随着速度而增加得较慢时，自由落体就达到限定的速度。
巴黎冲力说学派的最大代表者是尼古拉？奥里斯姆（Nicolas Oresme），在公元1362年任纳瓦拉学院院长，公元1377年任里苏的主教。奥里斯姆创立了一种用图解表现速度的方法。他用一条地平线代表运动物体所走的距离，再在地平线尽头画一根和地平线垂直的线，代表物体在这已知点的速度。把垂直线的上端联接起来，就形成一个几何图形，是长方形就表明是均匀运动，是三角形就表明是不均匀运动，是曲线就表明是不规则的或“不均匀地不均匀的”运动。
奥里斯姆还恢复了地球每日在自身轴上旋转的观念。他坚称，“没有任何经验能够证明是天体每日周转，而不是地球每日周转”。他设想完善和尊贵在于宁静，从而得出下述看法：如果地球有一种周日自转运动，每一天体的速度就会和天体的不完善程度成比例。地球由于是宇宙中最卑下的物体，所以每日周转一次，“月亮每月周转一次，太阳每年周转一次，火星每二年周转一次，其他星体也同样如此”，剩下的是仅有些微运动的完善恒星天层，以此说明分点岁差。他觉得这些看法“有利于维护我们的信仰”。
奥铿的威廉、比里当和艾伯特全都同情过地球的周日运动说，但是奥里斯姆是第一个公开采纳这种说法的人，并把他和力学上的冲力说联系起来。他论证说，地球的旋转就和天体的运转一样，将会在创世时给予它的原始冲力下无限期地继续运动下去，因为没有阻力使它停下来。冲力说者也赞成宇宙无穷无尽的见解，认为世界之外还有其他和我们一样的世界。
古萨的尼古拉（Nicolas of Cusa，公元1401－1464）明确提出了这些见解。他在公元1450年任蒂罗尔城布里克森的主教。尼古拉认为地球每日在其轴上自转，是由于宇宙开始时赋予它的冲力所致。天球并不比地球更为完善，因为他说，整个宇宙是由同样的四大元素组成的。还有，天体上也有和地球上相似的生物居住着，这一点也和地球一样。他说这样的宇宙是无限的，因为“一个人不论在地球上，或者在太阳上，或者在别的星体上，从他的眼中看去，他占的地位总是不动的中心，而其他一切东西则在运动着。”
在中世纪的大学里，那些主张冲力说的人只形成了一个少数派。他们的见解在任何一个时候都没有广泛地为人们接受，正统的学说是狄奥尼修斯和托马斯所发展起来的基督教化的亚里士多德体系。在这种体系里只有一个无限的宇宙，中心是一个基本不动的地球，有许多越来越完善的天层环绕着，这些天层都由天神天使的活动使其继续保持运动。近代早期科学家要斗争和推翻的就是这个体系和它的许多细节，而不是冲力学派的体系。在冲力说的体系里，地球是在一个无限大的宇宙里作周日运动，而且引起运动的神灵和无形的手全都在这个宇宙里消失了。
冲力说事实上到了十五世纪时已经有点变质了，不过冲力说在十六世纪初叶还有人讲授。这个学说的衰退是从英干姆的马昔里（Marsile of Ingham）开始的，他于公元1379年在巴黎大学任教，后来做了海德堡大学的校长。他设想冲力就象热一样。物体离开运动来源的最远部分，冲力最弱，就象一根棍子离开热源最远的一头最冷一样，物体离开其推动者后，冲力就平均分布到全身的各个部分，就象棍子离开火之后，热就平均分布出去一样，最后冲力逐渐衰退，就象棍子的热散掉一样。
十六世纪初在巴黎讲授冲力说的是两个苏格兰人约翰？马鸠里斯（John Majoris）和乔治？洛卡特（George Lockert），都在蒙特古学院任教。他们的学生里面有人文主义者伊拉斯谟（Erasmus，约公元1466－1536）和琼？路易？维夫斯（Jean Luiz Vives），后者认为冲力说不是一个有启发的见解，而是对人类知识的一种束缚。当维夫斯在卢万大学就任讲座时，他写道：在巴黎“人们看见一大堆立说和矛盾的定理被提了出来，谈什么均匀运动，非均匀运动，均匀变化的运动和不均匀变化的运动。众口哓哓，毫无结果，他们讨论的都是自然界里找不到的东西。”
拿他自己来说，他赞成工艺传统所积累下来的知识，这些都是真实而有用的。他写道：“那些人从最有经验的人那里收集了有关每一种工艺的各种题材，并写成文字，他们给人类带来多少智慧财富啊……通过对生活各个方面的这类观察，实践的真知几乎增长到令人不能置信的程度。”
关于冲力问题的讨论在十五世纪时也蔓延到帕多瓦来，但是意大利人讨论的内容并没有超出前一世纪巴黎人所取得的成果。公元1404年帕多瓦大学被威尼斯接受过来，而威尼斯当时是带头反对教会和教皇的一个国家，因此容许学者们提出非正统的见解。帕多瓦大学主要是一个医科大学，大学里讲授自然哲学是为了说明当时的科学方法。所以在十五、十六世纪，帕多瓦大学都有人讨论科学方法。动力因逐渐被看作是自然哲学家主要应当解决的问题，而且进行观察的必要性也得到强调。可是有目的行为和目的因在自然哲学里仍被看作是合法的解释原则。在帕多瓦学者们的手里，实验在科学上的作用仍然没有获得发展，直到伽利略的时候才有所改变。
学者和工匠以不同方式促进近代科学的产生。近代早期的科学革命，有两个主要因素：第一是一种新研究方法的兴起，即科学的方法；第二是一种理智上的变化，即产生一种对世界的新看法。工匠在近代科学的实验方法方面作出了贡献，而属于学术传统的那些人开头则是在理智方面的贡献较多，采用的仍是传统方法，如我们将要谈到的哥白尼就是一例。可是科学革命的这两个因素最后都得依靠工艺和学术传统的合流和相互渗透，如我们看见的维夫斯和达？芬奇都表现了这种情况。维夫斯是个学者，但很重视实用工艺；达？芬奇是个工匠，但对冲力说感兴趣。这样一来，机械的类比概念就从工艺中引伸出来，后来成为看待事物的新方式的一部分，而学者们的数学则被纳入科学方法里面来。
[英]梅森
