من المرجح أن بطليموس الأول، الذي حكم الإسكندرية القديمة في القرن الثالث قبل الميلاد، تلقى تعليمه على يد أرسطو، الذي وضع لنفسه مهمة جمع كل المعارف البشرية ونقلها للأجيال التالية، فأسس مدرسة ليسيوم في أثينا، والتي كانت جامعة حقيقية بالمعنى الحديث.

ومع انهيار أثينا، بدأ بطليموس بناء مشروع مشابه في الإسكندرية,

فلسفة أرسطو كانت مبنية على الملاحظة وجمع البيانات بالإضافة إلى التفكير المنطقي - بعبارة أخرى، محاولة مبكرة لتطوير المنهج العلمي.

وكانت ثقافة التعلم في الإسكندرية بعيدة كل البعد عن التأمل الفلسفي المجرد مثل المراكز الفكرية الأخرى في العالم القديم، حيث نشأت ثقافة الدراسة التجريبية الصارمة على نطاق واسع لأول مرة.

بدأ مشروع بطليموس بمحاولة إنشاء مكتبة عظيمة، فاستدعى ديميتريوس من فاليرون، وهو سياسي أثيني وتلميذ أرسطو، وبدأ مشروعًا لا مثيل له.

وعكس أرسطو، كان بطليموس مستندا على ميزانية دولة غنية، فأعطى ديمتريوس مبلغًا كبيرًا من المال وأمر بالعثور على كل كتاب في العالم.

اتبع جميع خلفاء بطليموس حذوه، وأرسلوا العلماء إلى كل ركن معروف من الأرض لنسخ النصوص على نفقة الدولة.

بالإضافة إلى الأعمال العظيمة في العصور اليونانية القديمة، شقت الكتب من أماكن بعيدة طريقها إلى الإسكندرية. من بين محتوياتها الأكثر غرابة، تم إرسال رسائل حول الزرادشتية جمعت في إيران إلى المكتبة.

كان على كل سفينة تدخل ميناء الإسكندرية أن تسلم كتبها بموجب القانون، ليجري نسخ الكتب وإعادة النسخ لأصحابها، ليصل التقدير المحتمل للكتب التي ضمتها المجموعة إلى نص مليون كتاب.

جزء من نجاح مشروع المكتبة سببه البوتقة التي تكونت منها الإسكندرية القديمة، حيث شكلت ثلاث ثقافات متميزة
.
ضمت المدينة

أ) السكان المصريين الأصليين.
ب) الشعوب الناطقة باليونانية التي جلبها بطليموس.
ج) شتاتا يهوديا ضخما انتقل إلى الإسكندرية.

كانت هذه الثقافات الثلاث في هذه المرحلة من التاريخ غير مسبوقة لثروتها التعليمية وتاريخ التسجيل الدقيق.

كانت المجموعة الرئيسية للمكتبة يونانية في الغالب، مع عدد كبير من النصوص المصرية، والترجمات اليونانية للكتابات العبرية.

كما أصبح ميناء الإسكندرية مركزًا تجاريًا مهمًا، وأصبحت مصر سلة خبز العالم من العصر البطلمي حتى سقوط روما، وكل الذين يرغبون في التجارة معها سوف يتدفقون عبر الميناء العظيم.

بالإضافة إلى الحبوب، صدرت الإسكندرية الكتب، ليس فقط لأنها كانت مركزًا للمنح الدراسية، ولكن لأن مصر كانت تسيطر على تجارة الورق المصنوع من البردى.

كانت المكتبة نفسها جزءًا من مجمع أكبر، يُعرف باسم Musaeum أو Mouseion، "ضريح Muses"،

على الرغم من أن هذا المسمى هو الذي منحنا كلمة المتحف الحديثة، إلا أنه كان أكثر من مجرد مجموعة مثيرة للاهتمام من القطع الأثرية؛

إذ شمل قاعة طعام مشتركة، ومنطقة دراسة، مع ممرات ذات أعمدة، حيث مكث العلماء لمتابعة مجموعة من الاهتمامات من الرياضيات إلى علم الفلك والجغرافيا والأدب.

دفعت الدولة البطلمية، ثم الأباطرة الرومان في وقت لاحق، المفكرين الموهوبين للبقاء في المتحف.

ما كان موجودًا بالضبط في مجموعة Musaeum غير معروف، على الرغم من أننا نعلم أن البطالمة حافظوا على حديقة حيوانات ممتازة. ربما كانت تحتوي أيضًا على قطع أثرية غريبة من جميع أنحاء العالم، تمامًا مثل مجموعة أرسطو.

كان لدى المصريين فهم أفضل بكثير للتشريح العملي بسبب تاريخ طويل من التحنيط.

وكان الأطباء اليونانيون قد قطعوا شوطًا في دراسة علم التشريح، لكنهم أمضوا وقتًا أطول في ابتكار نماذج نظرية شاملة لعمل جسم الإنسان؛ إذ كان الدين عائقًا في طريق التقدم الطبي في العالم القديم. لفهم تشريح الجسم الحقيقي.

التجمع في نقطة واحدة سمح للإسكندرية بقطع خطوات كبيرة في المعرفة الطبية بسبب هذه الممارسة. فكتب الثنائي الطبي الشهير هيروفيلوس وإيراسيستراتوس على وجه الخصوص نصوصًا مهمة توارثتها أجيال.

فيما بينهما، تمكنا من وصف الجهاز العصبي الحركي والحسي، ومعظم الأعضاء، والدماغ، والعصب البصري لأول مرة.

كما أنهكا ساهما بشكل كبير في فهم القلب والدورة الدموية.

لم يكن التركيز على الاستخدام العملي للرياضيات واضحًا دائمًا لشعوب ما قبل الحداثة حتى في العالم القديم المثقف، لكن الأمر لم يكن كذلك في الإسكندرية.

أدت الروح التنافسية للدول الهلنستية إلى سلسلة من العجائب المعمارية، تغذيها قفزات كبيرة في الرياضيات والهندسة.

كان أشهر علماء الرياضيات في الإسكندرية القديمة إقليدس، ولا يزال كتابه في الرياضيات، العناصر، مستخدمًا حتى يومنا هذا.

وكان أرخميدس أعظم مهندس على الإطلاق. بالإضافة إلى كونه مطورًا مبكرًا لحساب التفاضل والتكامل، كان أرخميدس منخرطًا بشكل كبير في الوضع السياسي المعقد في عصره وكان يُنقل بانتظام لحل المشكلات التكنولوجية المختلفة للملكيين في سيراكيوز.

بالإضافة إلى إيجاد طريقة لتحريك المياه صعودًا، وإنشاء رافعات مبكرة من نظام البكرات، يبدو أنه استخدم معرفته بالرياضيات لإنشاء شكل مبكر من آلية الساعة.

إلى حد بعيد، كان المشروع الأكثر إثارة للإعجاب الذي غذته المعرفة الرياضية الإسكندرية هو المنارة العظيمة، واحدة من عجائب الدنيا السبع، التي بناها المهندس المعماري الشهير سوستراتوس من كنيدوس، بمساعدة جيش من علماء الرياضيات بالإسكندرية.

كانت الشرارة الكبيرة الأخرى التي عززت تطور الفيزياء، على وجه الخصوص، هي استخدام الأجهزة الميكانيكية لتغذية المشاريع الإبداعية مثل الاحتفالات والمسرحيات، حيث كان البطالمة مغرمين بشكل خاص بالآلات، ويبدو أن هذا الاتجاه استمر في العصر الروماني.

كان هناك بعض الإنجازات المذهلة، حيث صنعت آلات تستخدم الماء لتشغيل الأجزاء المتحركة تزامنًا مع عروض مسرحية للترفيه عن الأثرياء في الإسكندرية القديمة.

المتحف العظيم كان لديه مرصد فلكي خاص به. أشهر شاغليه كان عالم الفلك اللامع بطليموس، الذي عمل في المتحف خلال الفترة الرومانية (القرن الثاني الميلادي).

كانت إنجازات بطليموس كبيرة، فقد فهرس النجوم وقام ببعض الاكتشافات الرياضية الرائعة، حتى إن نموذجه الخاص بالنظام الشمسي ظل سيُستخدم حتى حل محله نموذج كوبرنيكوس في القرن السادس عشر.

كما روج أريستارخوس لنموذج مركزية الشمس للنظام الشمسي قبل أي شخص آخر بكثير، واستنتاجه صحيح أن الكون يجب أن يكون أكبر بكثير مما بدا للعيون القديمة.

تم تحقيق إنجازات علماء الفلك في الإسكندرية باستخدام التطورات في المعدات في المرصد على مدى مئات السنين. لم تكن هناك تلسكوبات في العالم القديم، ولكن جرى تطوير سلسلة متعاقبة من الأسطرلاب، والديوبترا، والأشكال الكروية (نماذج على شكل الكرة الأرضية للسماء) لإنتاج نماذج رصد دقيقة بشكل متزايد للنجوم.

تحت حكم الرومان، نافست الإسكندرية أثينا كمركز عظيم للتعلم الفلسفي.

خلال القرن الرابع الميلادي، أصبح المزاج العالمي أكثر تديناً، وبدأ التعليم السكندري يعكس ذلك.

في العصر الروماني المتأخر، انضم أتباع أفلاطون وفيثاغورس للموضة، وجاء الكثيرون إلى الإسكندرية للدراسة في هذه التقاليد الفلسفية.

الأفلاطونيون الجدد وNeopythagoreans كما هم معروفون الآن لديهم ميول صوفية وفهم رياضي شبه ديني للكون. كان الاتجاه الجديد لمزيد من الفلسفة الدينية شائعًا بشكل كبير في الإسكندرية، متأثرًا بقرون من الديانات المصرية.

كان يعتقد أن رؤساء المدرسة الأفلاطونية الحديثة في الإسكندرية هم جزء من "الخيط الذهبي" من الحكماء الخارقين الذين نقلوا عصا التعلم الفلسفي لتلاميذهم، واستمرت أفكارهم حتى القرن السابع.

أخذ مزيج الثقافات وروح الجدل النشط الذي ميز المدينة القديمة منعطفًا أكثر قتامة في العصور القديمة اللاحقة، مع صعود الكنيسة الكاثوليكية.

القديسون المصريون الأوائل رأوا الفلسفة سفسطة، وكان هذا المناخ الخطير المعادي للفكر تطوراً مقلقاً أدى إلى صراع هائل في مدينة الإسكندرية القديمة على وجه الخصوص، وكانت ذروتها مقتل هيباتيا، الفيلسوفة وعالمة الرياضيات العظيمة.

لكن حتى في هذه الظروف، استفادت المسيحية بشل كبير من التعلم السكندري، حيث ولد بعض أعظم مفكري المسيحية في الإسكندرية، وأصبح الكتاب العظماء مثل أوريجانوس وسانت كليمنت من أهم آباء الكنيسة، وتطور الحماس السكندري المتأخر لأفلاطون جنبًا إلى جنب مع الفلسفة المسيحية، مما أثر عليها كثيرًا.