查士丁尼的建设是用人民的血汗和财富凝聚而成，那些宏伟的巨大结构似乎是在宣告帝国的繁荣，而且也表现出了那些建筑师的技术。建造技术理论和实践的主要依据是数理科学和机械力学，在几代皇帝的支持赞助之下获得快速的发展。阿基米德的名声遭到普罗科卢斯和安特弥乌斯的挑战，而如果有一些明智的旁观者能记录下他们的工程奇迹，那么肯定可以扩大哲学家的思维范围，而不是引起他们的怀疑。有一个众所周知的传说：阿基米德用聚光镜在叙拉古的港口，将罗马人的舰队烧成灰烬。[143]有人很肯定地表示，普罗科卢斯用同样的办法，在君士坦丁堡的海港摧毁了哥特人的船只，抗击维塔利安极为大胆的冒险行为，保护他的庇主阿纳斯塔修斯。[144]一种由一面磨得很亮的六角形铜镜组成的机械装置被固定在城墙上面，大镜周围是许多面可以移动的多边形较小铜镜，可以用来接收和反射正午炽热的阳光，投射出引起燃烧的火光，火光最远可以达到200英尺的距离。[145]信誉最佳的历史学家对于这两个极为特殊的事件不置一词，可见无法尽信，聚光镜也从未使用于攻击或防御任何地点。[146]然而一位法国哲学家[147]曾进行了令人惊奇的实验，表明运用聚光镜的可行性。要是如此，我认为这种技术应该归功于古代最伟大的数学家，而非出于一个僧侣或诡辩家的胡思乱想。要是根据另外一种说法，普罗科卢斯使用硫磺摧毁哥特人的船队。[148]在现代人的印象里，提到硫磺的名字就会产生联想，怀疑说的就是火药，事实上是他的门人安特弥乌斯在暗中搞鬼，故意把这种怀疑传播出去。[149]
亚细亚的特拉勒有一位市民，他的5个儿子全都表现出色，各个都在本行表现出卓越的才能并获得闻名于世的成就。奥林庇乌斯在罗马法的理论和应用方面极为精到；狄奥斯科鲁斯和亚历山大成为了学识渊博的医生，前者用自己的医术造福同胞，他那积极进取的兄弟则在罗马名利双收；梅特罗多鲁斯是文法学家，安特弥乌斯是数学家和建筑师。查士丁尼听到他们两位的名声，就邀请他们前去君士坦丁堡：一位在学校，教导前途光明的子弟辩论和演说技巧；另一位在首都和行省，运用他的技术建造更为长久的纪念物。安特弥乌斯有一间与人相邻的房屋，不知是墙壁还是窗户发生问题，结果引起一些争执，邻居芝诺能言善道，使他不敌而退，但是口才很好的演说家还是敌不过机械学大师。他运用阴险而无害的手段，不明白其中道理的阿戈西阿斯，在提到时表示不以为然。安特弥乌斯在最下面的房间，找来几个大缸或是大锅，里面加满水，上面装着盖子接上皮管，管子是越向上越细，然后顺着托梁和屋椽伸到邻居的房屋。他在大锅下面烧火，沸腾的水产生蒸汽从皮管里上升，受到压缩的气体发出力量使房屋震动，住户吓得发抖，奇怪明明他们感觉到地震，为何全城的人竟毫无感觉。另外还有一次，芝诺的几个朋友坐在桌边，被安特弥乌斯用反光镜照得无法睁眼，非常难受，接着有巨大的响声使他们更加害怕，是某种很特殊的物质撞击所产生。这位演说家在元老院很悲伤地宣布，凡人遇到威力强大的对手时只有屈服，对方不仅能像海神那样用三叉戟摇晃地球，还能仿效主神朱庇特发出闪电和雷鸣。
安特弥乌斯和他同事米勒西亚人伊希多尔都有这方面的才华，受到君王的鼓励和雇用，岂不知这位君王对建筑的鉴赏，已经深陷于劳民伤财的地步。受宠的建筑师向查士丁尼提出他们的设计和困难，而且承认他们全力以赴地辛勤工作，很容易被皇帝自发的智慧或神赐的灵感所超越，何况皇帝永远关心人民的利益、统治的光荣和灵魂的得救。[150]
由君士坦丁堡的创建人奉献给圣索菲亚，或以永恒的圣智为名的大教堂，曾经两次毁于大火，一次是约翰·克利索斯托遭受放逐以后，另外就是蓝党和绿党的尼卡叛乱期间。等到动乱刚平息，基督徒的群众就开始悔恨他们那亵渎神圣的鲁莽行为。如果他们能预见到，40天后虔诚的查士丁尼全力着手兴建的新教堂的光荣，就会庆幸有那场灾祸发生。[151]残留的遗址全部被清除干净，更加宏伟的计划已经制订，需要得到某些土地所有人的同意。他们获得非常优厚的报酬，因为君王不仅急于求成，而且感到良心不安。安特弥乌斯要落实整个规划的细节，他用无比的才华指挥1万个工匠，用足色的银两支付他们的工资，从未延误到当天晚上。皇帝自己穿着亚麻短上衣，每天去查看快速的进度，运用他的关切、热心和奖赏，鼓励他们更加卖力工作。这座新建的圣索菲亚主座教堂由教长出面奉献，从奠基之日起花了5年11个月零10天的时间。在庄严的典礼仪式中，查士丁尼用虔诚的自豪语气高呼：“荣耀归于上帝，只有他相信我能够完成这样伟大的工作，啊！所罗门！我已经胜过你了！”[152]
但是不到20年，罗马人的所罗门王最感骄傲的建筑就被一场地震摧毁，圆顶的东半部倒塌。这位毅力惊人的君王又派人将其重新修复，仍能保持原来的华丽和光辉。在他统治第36年，查士丁尼举行这座教堂的第二次奉献大典，经过12个世纪以后，仍旧是他留名千古的宏伟纪念物。圣索菲亚教堂现在已经改建为主要的清真寺[153]，它的建筑形式为土耳其苏丹所模仿，古老庄严的圆顶继续激起希腊人的真心赞美，给欧洲的旅人带来合乎理性的惊奇。访客的视线只看到半圆顶和搭棚式的屋面，不由得感到失望，西边正面是主要的入口，既不简洁也不够壮观，整体规模不如几所拉丁主座教堂。但是建筑师首次建造一个飘浮在空中(空中楼阁式)的顶楼，大胆的设计和巧妙的施工让人赞赏不已。圣索菲亚教堂的穹顶弧度非常微小，顶深只有直径的六分之一，穹顶上开着24扇窗户作为照明之用[154]。穹顶的直径是115英尺，最高的中心位置挂着新月来替代十字架，从顶点到地面的垂直高度是180英尺。圆顶拼合的环状体非常轻巧，坐落在4个坚固的拱门上面，拱门再由4个厚重的扶壁支撑，在北面和南面再用4根埃及花岗岩石柱加强。整个建筑物的形状像嵌在方盒里的希腊十字架，实际的宽度是243英尺，最大长度是269英尺。从东边的圣所到9个西门，打开以后通往中庭，再到礼拜堂的前廊或外部柱廊，柱廊是教堂中地位最卑下的场所，供悔罪者使用。教堂的中殿或称大堂坐满虔诚的会众，但是两性要分开，上方或下层的楼座比较隐秘，供妇女使用。在北面和南面扶壁之外，最靠后面的地方安置皇帝和教长的宝座，中间有一道栏杆从唱诗班的位置把中殿分为两半。这里开始到圣坛阶梯的整片区域，是教士和领唱人做礼拜的地方。基督徒耳熟能详的圣坛，坐落在东边最神秘的所在，特别建造成半圆柱的形状。这个神圣的地点有几道门通往圣器室、法衣室、洗礼室以及相邻的建筑物，这些都能表现出礼拜仪式的排场，专供高级教士使用。
对过去灾难的记忆使得查士丁尼做出一个明智的决定，除了用作房间的房门，新建筑物不准使用任何木料。各个部分对材料的选用，要以坚固、轻巧和华丽为基本原则。支撑圆顶的实心扶壁，是用砂岩凿削三角形和正方形的砖块砌成，外面用铁箍加固，中间的细缝灌铅液和石灰，使砖块紧密黏合在一起。顶楼的重量因采用质轻的建材得以大幅减轻，例如能够浮在水面的轻石，以及来自罗得岛的砖块，重量只有普通砖的五分之一。建筑物的整体结构全用砖块这种常用的材料砌成，在外部再加上一层大理石。圣索菲亚教堂的内部，像是顶楼、两个较大和六个较小的半圆顶、墙壁、上百根圆柱以及地面，全部用富丽堂皇和形形色色的图案和绘画来装饰，就是蛮族看到也会心悦神怡。
有一位诗人[155]曾经见过圣索菲亚教堂早期金碧辉煌的景象，列举出10或12种大理石、碧玉石和斑岩的色彩、光泽和纹理，表现出大自然的千变万化，仿佛是一位技艺高超的画家调制而成。基督的胜利用掠夺自异教的最后的宝藏加以装饰，但是这些贵重石材的主要部分来自小亚细亚、希腊的岛群和陆地、埃及、阿非利加以及高卢各地的采石场。罗马一位虔诚的贵妇捐赠了8根斑岩石柱，原来是奥勒良奉献给太阳神庙；以弗所讨好皇帝的行政官员，呈送另外8根绿色大理石柱，全部都以体积硕大和色彩华丽而广受赞誉。那些造型怪异的柱头，无论任何式样的建筑都难以采纳，令人啧啧称奇。各式各样的装饰和图画用马赛克表现出奇特的形状，还有基督、圣母、圣徒和天使的绘像，都会使希腊人的信仰暴露在危险之中，全部受到土耳其狂热分子的毁伤和涂抹。每件事物根据所赋予的神圣性质，有的用金银打成很薄的叶片包在外层，有的用贵重金属铸成实体。唱诗班的栏杆、各种支柱的柱头、门和楼座的装饰，全部镀铜，光彩夺目的顶楼使访客眼花缭乱。圣所的装修用去4万磅白银，祭坛的圣瓶和坛面用纯金制成，上面镶着价值连城的宝石。教堂的建筑在进度还不到2肘尺的高度，就已经花掉45 200磅白银，全部的费用是32万磅白银。每位读者可按自己相信的程度，用黄金或银两的价格加以估算，就最低的标准而言也不会少于我们的币值100万英镑。一座规模宏伟的圣殿是民族文化和宗教信仰备受颂扬的里程碑，站在圣索菲亚教堂圆顶下面的狂热信徒，难免会有这种体认，这里是神的“住所”，甚至是神所建造的。不过，要是拿在圣殿表面爬行的渺小虫豸来加以比较，这种巧夺天工的建筑是多么平庸！这种精益求精的工作是多么无聊！