在最早的城市文明出现之前，人类就已经掌握了相当数量的技术、工具和技能。旧石器时代的人发明了形形色色的工具，用来制造用具和狩猎的武器；新石器时代的人则作出了最重要的革新，即定居的农业生产方式，时间也许最近也要在公元前6000年。石器时代的农业生产很快就消耗掉土壤的肥力，这个因素好象限制了多数新石器时代村社的规模和稳固性。在印度河流域、底格里斯河和幼发拉底河流域、尼罗河流域，这种限制就比较小些，因为河水一年一度的天然泛滥带来一层肥沃的新淤泥。在这些流域就有比较多的定居村社繁荣起来，它们排干沼泽，灌溉荒芜的土地，使固定耕作的面积有了相当大的发展。这些村社的规模不断增大，从村落发展为乡镇，从乡镇发展为城市，与此同时，由僧侣祭司统治的管理体制也发展起来，组织人们生活上的各种复杂活动。这样，在公元前3000年的一个世纪左右的时间里，在的底格里斯河和幼发拉底河流域以及尼罗河流域就出现了最早的一些城市文明。
这些最早的中东文明的工匠技术，比起较早的新时器时代的工匠技术来，有显著的进步。在公元前4000年时，底格里斯河和幼发拉底河流域的苏美尔人发明了犁，并且利用家畜来拖犁，从而由新时器时代人的小块耕作过渡到大规模田地上的农业生产。他们制造了用动物拖动的轮车，建造船舶，并使用陶轮来制造焙干的陶器。约在公元前3000年左右，苏美尔人在冶金方面已经达到了青铜时代的最高水平。他们懂得将某种矿石放在火中还原就能获得铜，铜能熔化并铸成各种形状的器物，铜也能和锡制得更硬和更易熔化的青铜合金。埃及人的生产设备也差不多，不过直到未开化的喜克索斯人入侵埃及（约公元前1750年）之前，埃及人尚未使用青铜和有轮子的运输工具。
这些工艺技术的产品是由祭司、书吏统治的组织掌握和分配的。由于祭司要处理的物资数量很大，种类又多，看来光凭记忆来记帐是不行的。因此祭司就把经手的产品在泥板上刻下记号，作为持久记录，再将泥板晒干和保存起来以备查考。这些记号包含数字以及所计数的产品略图。他们书写的这种泥板给我们提供了最古老的计数制和图画文字记载。苏美尔人的最早记录是在公元前3000年左右，记的只是寺庙中仓库里物品进出的帐目。后来的计数制和图画文字都变得固定化了，关于数学、天文、医学、神话、历史和宗教的文献也就开始出现了。
在文明的青铜时代，早期记录中的图画符号简化成表意形式，至于那些无法描绘的东西则用任意指定的办法来表达。这样的文字在中国还存在，中国的表意字的数目随着语言的发展而不断增加。在苏美尔，由于不仅用表意文字来代表它所描绘的对象，而且还用它来代表这个对象名称的声音，从而减少了符号的数目。由于采用这种办法，几个表意字合在一起就可以代表一个复杂的词或短语，这就使得许多符号都成为多余。在苏美尔的最早记录中，使用的符号约有两千个左右，但在公元前2500年左右时，符号的数目已经削减到六百个左右。与此同时，符号还进一步得到简化，最后变为楔形刻痕的组合，这就是楔形文字。在他们北面的闪族阿卡德人按照他们语言的发音，也采用楔形文字进行书写。直到希腊时代之前，凡是在美索不达米亚建立统治的每个民族都是这样做的。
苏美尔的数字起初是用芦管划在泥上的痕迹来表达的。小于十的数字用芦管斜划的痕迹来记下，痕迹的数目等于要记下的数目，十位数和十的倍数则用芦管竖划的痕迹来记下。与这种十进制记数法并行的，还有一种以六十为基数的记数法。用一根小芦管来划个位数和十位数，再用一根大芦管斜划来记六十的个数，竖划则代表六百的个数。在公元前2500年左右，十进位计数法已废弃不用，并使用书写楔形文字的楔形尖笔来代替芦管。单独一个竖划表示六十的幂次──1、60、3600等，而两个竖划形成一个角度的箭头记号则表示10、600、36000等。这些符号所代表的特定值是根据它们在一个给定的数字中的位置来定的，就同我们现在使用的印度─阿拉伯计数法一样。
在公元前2500年以前，苏美尔人已经制订了乘法表，他们用长乘宽来求得矩形田地的面积，又用长、宽、高相乘，来求得砖堆之类的体积。在计算圆的面积和圆柱体的体积时，他们取π值为3，这可能是用直接测量的办法来决定的，为了简便起见就取了整数。
公元前2000年左右，苏美尔人被外族征服，他们便在历史上消失了，只有他们的语言和文字，和中古时代的拉丁文一样，作为传递知识和举行宗教仪式的工具被人们保留下来。当时美索不达米亚的统治者是闪族的巴比伦汉谟拉比（Hammurabi）王朝。他们设立了附属于寺庙的学校，专门培养祭司官吏。在那里数学得到进一步的发展，采用了苏美尔人表示整数的同样办法来记分数。用尖笔写的竖划现在不仅代表1、60、3600等，同时也代表1/60、1/3600等，箭头记号既代表10、600等，同时也代表1/10、1/600等。其他分数则分解成为这些以60为基数的几个分数单位，至于象1/7、1/11等不能这样分解的分数，则采取近似值如“四舍五入”的办法。
有了这些分数后，就可以用被除数同除数的倒数相乘的办法来作除法运算。为此人们制订了倒数表，但是象1/7等难以处理的数的位置则是空着。数的平方表、平方根表和立方表也都有了，并用来解决二次方程和三次方程。在几何学方面，巴比伦人知道半圆的内接三角形是直角三角形，还知道直角三角形的所谓毕达哥拉斯定理，这不限于特殊事例，而是充分地掌握了这个定理的普遍性。巴比伦人的几何学同他们的算术一样，具有明显的代数性质，而且一律通过具体例子表达出来。从他们所使用的方法可以看出，巴比伦人已经知道几条一般性的代数法则，但是在叙述数学问题时，则只将方程式的系数写成特定的数值。
总的来说，埃及人在数学分面的成就不及巴比伦人。埃及人关于π有了更接近的值，即256/81，但是他们只能解简单的线性方程，也不知道巴比伦人已经掌握的关于直角三角形的各种性质。埃及人没有发现用数字的位置来决定数字在数目中的值的办法，也不会将分数简化为约定的基数，这种简化手续在巴比伦人那里是和计数的位值制结合在一起的。大约从公元前3000年开始，埃及人使用以十为基数的计数法，个位数用重复一个笔划的办法来记下，到九为止，十、百、千则用其他符号表示，并且也用重复的办法来表示它们的倍数。这种计数法使计算工作很困难，就象类似的罗马计数法一样。
在天文学方面，埃及人的成绩也不如巴比伦人。可能是巴比伦人相信占星术的缘故，他们对于天象的观察很仔细，遗留下不少天文学纪录；埃及人的天文观测记录没有保存下来，但我们从棺柩盖上的铭文和所画的天象图发现，埃及人将天球赤道带的星分为三十六群。他们将一年分成以十天为周期的三十六段，每当一个星群在黎明前恰好升到地平线上时，就标志着一个十天周期的开始。埃及人知道一年差不多是三百六十五天，因此在三十六个十天周期之外又加上五天。这个发现可能是将好多年来尼罗河每年定期泛滥之间相隔的天数加以平均而得出的，而埃及人就是以尼罗河泛滥作为新的一年的开始的。在公元前2700年左右，埃及人用天狼星的升起来调整他们的历法，这颗星在尼罗河泛滥期刚好在黎明之前升起来。
巴比伦人没有法定的记年。他们用太阴历计算时间，为了使这种历法同季节性的农业节日符合，他们就每隔几年再加上一个月。在公元前2000年左右，巴比伦人的一年是三百六十天，一年分十二个月，每个月是三十天。除了月份以外，巴比伦人还给我们提供了另一个时间单位，即星期。他们用太阳、月亮和五大行星的名字来称呼星期中的七天。将一天分成以二小时为单位的十二时，每小时分为六十进位的分，每分分成六十进位的秒，也都是他们创始的。此外，我们用来称呼各个星座的那些名称也都是巴比伦人取的，他们还将太阳在天球经过的赤道带中那些星座（黄道）画成同月份相应的十二群。
在美索不达米亚所进行的天文观测中，最精确的要算是行星的运动。早在公元前2000年，他们就注意到金星在八年中有五次回到同样的位置。从大约公元前1000年起，美索不达米亚人的观测就相当精确，而从公元前700年起，这种观测就被系统地记录下来。这就使他们对天文上的主要周期性现象（如行星的周期等）能计算出正确的平均值，对天文现象能作出准确的预测。例如，美索不达米亚人发现了“沙罗周期”，即日食每隔十八年发生一次。后来在公元前四世纪时，他们还发现了一种代数方法，能将复杂的周期性天文现象分解成许多简单的周期效应，例如，他们发现太阴历每月平均是二十九又四分之一天，而相对于这个平均数的偏离也是有规则的和周期性的。后来的希腊人把这种方法表现为几何形式，这在近代时期以前一直是分析天体运动的主要方法。
直到希腊时期以前，美索不达米亚人并不用几何方法来解释天文观测，因此，他们对于例如宇宙的空间特性等问题的看法始终是同他们的科学分开的。起初，美索不达米亚人设想天和地是浮在水上的两个扁盘，不过后来则将天想象为半圆的天穹覆在水上，水则包围着地的扁盘。天穹上面是更多的水，水外面是诸神的住处。太阳和其他天体都是神，他们每天从自己的住处出来，在静止的天穹上描出有限的轨道。诸神执掌着地上发生的事情，所以天体的运动被看作是诸神赋予世人规定的命运的种种朕兆。
在古埃及，人民对于宇宙结构等问题的看法也没有多大不同。在他们那里，世界好象是一只长方盒子，稍呈凹形的大地是盒子底，天是盒子的顶，撑在从大地四角升起的四座大山顶上，形状是平的，或者有些拱起。环绕大地周围的是宇宙之河，尼罗河是宇宙之河从南方分出来的一个支流，流过大地的中央。这条宇宙之河的河面并不比支撑天空的山顶低多少，所以可供每天越过天空的太阳神所乘的船行驶。太阳船总是尽可能地靠近大地这一边的河岸，所以在尼罗河泛滥时，船同大地的距离就比冬天的时候近，这样就用太阳的方位来说明了季节的变化。
这个世界都被想象为从原始的一团混沌的洪水中产生出来的。天、地、空气和其他自然界万物和自然力都被人格化为各中神祗，这些神祗是由混沌时期的阴神和阳神结合而生出来的。然后，那些比较年轻的各种自然力（或者神）就发出咒语和号令，继续做整顿宇宙的工作。在美索不达米亚的创世神话中，还叙述到一个较晚的时期，那时年轻的神用自己的体力去驯服自然，并同年长的混沌之神斗争。这类关于创世的神话好象是人类关于古代文明起源的讴歌式回忆。首先是原始的部落在克服洪水的过程中夺回土地，他们还把繁殖后代看作是头等重要的事。然后是由祭司控制的较复杂组织将工作继续下去，而祭司是通过发号施令来统治的。最后，在美索不达米亚出现了一批城市的统治者，或战斗的王侯，他们攻城掠地，用军队的力量来进行统治。但埃及人并不把战争或武力看作是治理世界的方法，他们的神很有威力，但并不强暴。国王的统治和对自然力的控制在埃及要比在美索不达米亚有把握得多。尼罗河每年的泛滥是有规律的，可以预计的。但底格里斯河和幼发拉底河的泛滥则是不能断定的，它使人们害怕，而不受到欢迎。这种泛滥是混沌的再现。埃及的各个王朝时间都很长，其统治都遵循既定的法典，而美索不达米亚的各个王朝则是短暂的，制度不定，没有成规可循。在埃及，未来似乎是安定和可以预测的，但在美索不达米亚，未来就不大有把握，为了预测未来就要用占卜的神秘方法，譬如采用占星术或观察祭神牲口的肝脏等。
美索不达米亚人在天文学方面的成就所以较大，可能是由于他们对占星术的重视，但是埃及人在医学方面则更加在行。楔形文字的医学文献没有比公元前七世纪更早的，但埃及人关于医学问题的纸草书则可以追溯到公元前2000年，其中还含有伊姆荷太普（Imhotep）时代的更早材料。伊姆荷太普是公元前2980年左右的佐塞王（Zoser）御医和大臣。按照传统的说法，伊姆荷太普是埃及医学的奠基人，后来便被奉为神圣，成为医学的祖师爷。在古代的美索不达米亚，想来也存在着医生的职业，因为巴比伦的汉谟拉比在公元前2000年左右所颁布的法典中规定，对一次成功的外科手术付给2－10舍克勒白银的报酬（一个工匠在当时每年收入约为10舍克勒白银），但是手术失败了，就要将医生的手砍掉。
在埃及人和后期美索不达米亚人的医学文献中，用“妖魔”解释疾病的理论都很流行。疾病被人格化为一种邪恶的精灵，医生使用引起呕吐和腹泻或难受的药物，企图将妖魔从病人身上驱除掉。最早的埃及医学文献主要是开列各种药方，以供开业的医生使用，各种疾病只是含糊地提到一下，不作详细描述。公元前1600年左右的埃伯斯医学纸草书不同于其他医学文献的是：其中对约四十七种疾病作了描述，指出病人的症状，以及诊断与处方。晚期的文献则更加带有魔术的性质，描述怎样研究预兆来断定疾病的起因，而医治的办法则是如何将病人身上的妖魔吸引到一尊面粉塑的小像中去烧掉，或者是吸引到一头动物、油膏或符籙中去。
埃及人和美索不达米亚人在解剖学或生理学方面都没有文献留下来，不过埃及人从制作木乃伊的实践中一定具备一些解剖学知识。虽说如此，在埃及的象形文字中用来代表身体各种器官的符号，都是取自动物的解剖，而不是来自人体的解剖。这表明医生和制作木乃伊的人之间似乎没有什么接触。外科学看来也是一种独立的技术。在埃德温？史密斯所藏的公元前1700年左右的外科学纸草书中，其内容是对于外伤的一系列描述，从头部开始一直讲下去。里面开的医疗方法完全是实际的，在后面才加上一些魔术的方子。外伤病例的诊断分为三类：有希望的、不定的和无希望的。最后一类疾病是治不好的，“不应当处理”，这是一种在其他古代医学文献中找不到的诊断。
古代的文献有一个显著的特点，这就是直到相当晚的时期之前，都没有涉及化学方面。医学纸草书中提到的矿石化合物只是作为药物对待，一直要到公元后三至四世纪，在亚历山大里亚出现炼金术时，我们才能找到专门的化学纸草书。美索不达米亚的化学文献可回溯到亚述时期（约公元前七世纪左右）保存下来的一块公元前十七世纪的楔形文字竹简，内容涉及一种用铜染色的铅釉的制造。其文字及其晦涩难解，使用了苏美尔人的表意文字来暗示等同的闪族词，有人认为这表明铅釉在当时是一种晚近和很不寻常的发明，因此必须予以保存，也还需要保密。后来的亚述化学文献则讲得比较直率，但常常提到采用流血和胎胞的仪式，认为它们对冶金术是不可少的，这也许表明他们把金属的生产看成是一种生育。
看来美索不达米亚和埃及的祭司、书吏所记载下来的，主要是他们在执行任务中自己发展的东西：数学是为了算帐和丈量土地，天文学是为了制订历法和占星求卜，医学是为了医治疾病和驱除邪魔。直到相当晚的时期，他们极少记载关于化学、冶金、染色等方面的知识，这类知识属于另一传统，即工匠的传统，他们的经验是口授下来的。僧侣传统和工匠传统之间的裂痕，在当时就被人注意到了。在公元前1100年左右的一份埃及纸草书上，一个父亲劝告他的儿子说：“要用心学习书写，这会使你摆脱一切艰苦劳动，成为一位有名望的官员。书吏不要参加任何体力劳动，他是发号施令的人。我看见过冶炼工人在炉前操作的情况，他的手指就象鳄鱼一样，身上的臭气比鱼子还难闻。我从没有看见过有哪个铁匠受到任命，也没有看见过有哪个铸工当了使节。”
也许是由于工匠传统和僧侣传统之间缺乏接触，它们都变得停滞不前，在青铜时代的全盛阶段很少发明出什么新的东西。祭司、书吏越来越依赖他们的先辈所写下的话，并且对越是古旧的本子越是重视。这种学究式的思想对于新发现的发展是不利的，实际上青铜时代的全盛阶段几乎没有出现什么新的发明。巴比伦的书吏将位值记数法推广到分数（约公元前2000年），埃及的工匠发明了制造玻璃的方法（约公元前1600年），但这个时期最重要的发明，即炼铁方法的发现和字母文字的形成，却是由那些处于青铜时代文明边缘的民族发明的。在公元前2000年时，居住在亚美尼亚山地的基兹温达部落发明了一种炼铁的有效方法，这种方法在公元前1400年后开始传播开来，到公元前1100年后已经尽人皆知了。在公元前1300年左右，腓尼基人发明了一种字母文字，或者不妨说发明了两种字母文字，一种来自巴比伦的楔形字母，另一种来自埃及的象形文字。第二种字母文字更适宜于在纸草上书写，而成为后来印欧文字和闪族文字的祖先。
铁和字母文字的广泛使用是使古代青铜时代文明解体的力量。有了字母文字之后，僧侣集团以外的人也能够读书写字了，工匠在他们制造的器具上留下的名字就说明这一事实。铁比青铜要多得多，甚至以前用木头制造的犁头也用铁来做了。铁制的武器使未开化的民族象希腊的部落那样有力量征服青铜时代的文化，并建立起新的文明。
青铜时代的文明从尼罗河流域与底格里斯河和幼发拉底河流域向外传播，一直包括从希腊大陆到伊朗北部的整个小亚细亚和中东的许多地方。在公元前1000年时，巴比伦接连不断地被侵略者占领，埃及则毁在自己的雇佣兵手中，最后这俩个国家都在公元前500年并入波斯帝国。同样，在希腊大陆上青铜时代的迈锡尼文明也为古希腊人取而代之，而这些希腊人在当时还是未开化的部落。
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