对当代技术史而言，不涉及科学史是不可想象的，因为今天的技术本质上是科学的技术，是科学的某种应用。但在古代，甚至直到19世纪，科学与技术的关系是不大密切的。科学由一些有知识、有学问、有身份的人所掌握，而技术则由一些无名的工匠传授。科学没有为技术革新做什么贡献，也很难做什么。这种情况使得早期的科学成就与技术成就只能大致按照年代顺序简单地放在一起叙述。
人们常说，科学是认识世界的学问，但并不是所有认识世界的学问都是科学。认识世界的方式很多，神话、宗教和艺术亦提供对世界的认识，提供某种世界图像，但它们不是科学。科学是一种特殊的认知方式。它追求清晰和条理性，不像艺术家那样因激情而丧失明晰和条理；它强调知识来源于经验，不像宗教强调知识来源于圣典；它追求理论与观测经验的一致，不像神话肆意妄为地构造世界图景而不顾经验意义上的事实。不过，科学的认知方式脱胎于原始的宗教、神话和诗的认知方式，对这些前科学的宇宙图景，我们也将提及。
人们也常说，技术是改造世界的学问，可是改造世界的学问并不都是技术。在古代，改造世界的工作包括建筑、水利、交通运输工程，这些多由没有文化的工匠主持，谈不上学问。古代世界谈得上学问的改造世界的工作，可能要数炼金术了。炼金术士们的目标是变贱金属为贵重金属，最终炼出黄金来。今天我们知道，他们的目标在根本上是达不到的，因为通过化学方法绝不可能把一种金属转变为另一种金属。但是，他们用烧杯和蒸馏器的确完成了物质的化合和变化，他们使自然界发生了改变。炼金术当然不能算技术科学的代表，但它里面包含了化学和化工的因素，即使它不完全是科学的，也不完全是技术的。从现代的眼光看，我们可以认为炼金术是伪科学，是骗人的把戏，但它在科学技术史上必须占有一席之地。
今日所谓的科学在人类历史上是非常晚近的东西。许多读者也许不信，“科学家”（Scientist）一词直到19世纪才出现。1833年，在剑桥召开的英国科学促进会的一次会议上，著名科学史和科学哲学家威廉·休厄尔建议仿照“艺术家”（Artist）一词创造一个新词“科学家”，用来称呼像法拉第那样在实验室中探索自然奥秘、丰富人类自然知识的人。读者也许要问，在“科学家”一词出现之前，像牛顿那样的大科学家被称作什么呢？要知道，到了1833年，人类历史上出现的大科学家已经不计其数了，他们的名分是什么？原来，他们自称也被称为自然哲学家，他们自以为从事的是自然哲学研究。这一点，我们从许多科学著作的名字中亦能看出。牛顿创立牛顿力学体系的著作名为《自然哲学的数学原理》（1687），进化论最伟大的先驱拉马克的代表作是《动物哲学》（1809），近代原子论在化学中的复兴者道尔顿的著作名为《化学哲学的新系统》（1808），光之波动说的光大者、英国物理学家托马斯·杨写过《自然哲学讲义》（1807），而且以这个题目作为当时教科书的名字是比较普遍的。
这些事实说明了什么呢？独立的科学传统的形成是非常晚的事情，在此之前，科学寄附在其他传统之上。“在近代历史之前，很少有什么不同于哲学家传统，又不同于工匠传统的科学传统可言。但是，科学是源远流长的，可以追溯到文明出现以前。不管我们把历史追溯多远，总可以从工匠或学者的知识中发现某些带有科学性的技术、事实和见解；不过，在近代以前，这些知识或服从于哲学传统，或服从于工艺传统要求。”因此，在人类漫长的文明史中，一直存在着两个传统，它们共同构成了科学的历史渊源。
科学一开始就有两个来源。首先是好奇心，以及获得一个整体世界观的内在要求。人类永远需要为自己的心灵创造一个家园，一个不会因为千变万化的眼前现象而经常改变的理解框架，一种系统地理解世界的方式。这种内在的要求构成科学史上的哲学家传统。第二个来源是，为满足物质生活需要，人类必须提高自己制造、使用和改进工具的技艺和能力，广而言之，人类需要提高支配自然界为自己服务的能力。技术和工艺的进步，以及近代大工业的发展，构成了科学史上的工匠传统。
有很长一段时期，人们对工匠传统是不重视的，一提到科学史，往往会想到一些伟大的科学家，如牛顿、爱因斯坦，想到科学理论如何在卓越天才的头脑中被创造出来。这当然是科学史的重要部分，但不是全部。科学的进步在某些时候完全是被科学仪器的发明所推动的，而科学仪器往往一开始是由工匠造出来的。近代天文学的进步肯定应该归功于望远镜的发明，而生物学和医学则应归功于显微镜的发明。这两样东西都是工匠而不是科学家发明的。
望远镜大概最早出现在1608年的荷兰，据说是眼镜制造商汉斯·利珀希发明的。有一次，他的徒弟偶然拿着两块眼镜片一前一后地观看教堂的尖顶，结果看到了放大的景象，年轻人吓了一跳，把这一奇怪的现象告诉了利珀希。望远镜就这样发明了。可以想见，在有着制造眼镜的悠久历史的欧洲，望远镜完全可能在几千年前就被人发明出来，不知为什么一直拖到这个时候。但这个时代已经为望远镜的使用准备了足够充分的条件，人们对空间的征服正是从望远镜的使用开始的。天文学家最先看到了望远镜的重要意义。这一发明的消息一传到意大利，伽利略就立即动手制作了他自己的望远镜。通过望远镜，他发现了全新的宇宙景象：木星有卫星，月球上有山脉，太阳上有黑子，金星有位相的周期变化。这些新现象大大不利于传统的亚里士多德的宇宙论，而强有力地支持了哥白尼的日心理论。
显微镜大概最早也是在荷兰出现的，首先将其用于科学发现的是阿姆斯特丹的商人列文虎克。第一批使用显微镜进行科学观察的人还有英国的罗伯特·胡克。在显微镜底下，列文虎克看见了细菌、原生动物、精子、红细胞和毛细血管，胡克则发现软木和其他植物都有细胞状结构。可以想象，如果没有显微镜，近代生理学简直无从谈起。
望远镜和显微镜的发明典型地反映了工匠传统对于科学发展的重要意义。这样的例子还有许多，我们以后将更为详尽地讲述。对科学史上的哲学家传统和工匠传统同样重视，将是本书的一大写作原则。虽然在篇幅上后者会短一些，但这主要是出于史料来源方面的原因。哲学家传统中的科学，或所谓的纯科学、理论科学、基础科学，往往通过著作的方式传到现在；而工匠传统中的科学，其实物随着时间的推移而湮灭，其发明的过程只在传说中极不可靠地流传到现在。
