Наука механика состоит из теоретической и практической частей. Первая включает в себя геометрию, арифметику, астрономию и физику, а вторая — работу по металлу, архитектуру, плотницкое дело, живопись и любой ручной труд, связанный с этими искусствами. Тот, кто с детства получил знания теоретических наук, приобрёл мастерство в практических искусствах и обладает быстрым умом, будет самым способным изобретателем механических приспособлений и самым сведущим мастером в строительстве.
Древний грек Филон в книге «Механический синтаксис» дал обзор всех известных в то время отраслей механики. Во введении он математически обосновал различные механические конструкции, а затем описал технологию строительства подъёмных кранов, гаваней и портов, метательных орудий, пневматических и водяных механизмов и приспособлений, крепостей и осадных орудий.
Филон первым заговорил о красоте машин и о будничных проблемах, с которыми непременно сталкивается каждый изобретатель. Таких, например, как издержки средств и материалов, затраты времени на строительство, ввод в действие и ремонт.
Согласно Филону, любой механизм в процессе создания проходит несколько стадий: подготовку технического чертежа, сооружение модели, изготовление по ней механизма нужных размеров. В то же время он хорошо понимал, что отличная работа модели еще не гарантирует такого же успеха на последней, решающей стадии, — для этого потребуется провести немало экспериментов.
В работах Филона впервые встречается описание двух очень важных механизмов, которые повсеместно применяли в античности. Это водоподъёмное колесо и ковшовая водочерпалка. Колесо использовали для полива полей, а также для удаления воды из рудников и шахт. Ковшовая водочерпалка была обнаружена в Римской Испании. Восемь пар ковшей последовательно поднимали воду из шахты на высоту около 30 м. За час вычерпывали более 10 л воды. Правда, для этого требовалось 16 человек, которые крутили колёса. В том случае, если размеры шахты не позволяли поставить большое колесо, его заменяли цепью с закреплёнными на ней ковшами. Цепь вращалась вокруг двух осей, расположенных вверху и внизу шахты. Одним из преимуществ такого механизма была большая глубина вычерпывания, которая достигала порой нескольких десятков метров.
