全面发展的十八世纪

全面发展的十八世纪１８世纪人类历史上最大的事件是英国的产业革命和法国的资产阶级政治大革命。作为科学，尽管排不出与之相匹配的辉煌事件，然而，一方面科学以专门主动的姿势参与和推动了这两个革命，这关于科学史来讲，也是一种专门宝贵的成熟的标志；另一方面，自然科学也受到社会进展需要和自身进展需要的双重推动，除了在应用力学上有了专门大的进展外，热学、电学、化学、生物学、地质学等新学科也迅速地进展起来。到１８世纪末叶，科学逐步成为了一种理性的精神，成为推动１９世纪和２０世纪世界进展的全然动力之一，这是１８世纪科学的重大奉献。

物理学在１８世纪差不多上是一个平稳的进展时期，牛顿力学在两个方面得到了进展。一是由于一批思想家，专门如法国的伏尔泰（１６９４－１７７８）等人的介绍，使得科学逐步为一般人民和当权者们所了解，另一方面是力学本身随着面对咨询题的日益复杂化，需要超过牛赶忙代的新数学去完善，一批那一时代天才的数学家物理学家们参与了这一改造牛顿力学的工作，惠更斯（荷１６２９＿１６９５）、伯努利（瑞１７００＿１７８２）、达朗贝尔（法１７１７＿１７８３）、欧拉（瑞１７０７＿１７８３）、拉格朗日（法１７３６＿１８１３）等人辉煌的科学研究人一辈子获得了庞大成功，比较划时代的如：欧拉用分析方法进展了质点动力学（１７３６），伯努利发觉了流线方程，后来欧拉用变分法达到了能引出牛顿力学的普适数学形式，达朗贝尔将动力学化为静力学，哈密尔顿（英１８０５－１８６５）从拉格朗日函数中定义了广义速度和广义作用量，得到了哈密尔顿方程（１８３４），这一系列数学方式从此成为力学以及现代物理学的全然手段。到了十八世纪中叶，力学达到了顶点。牛顿力学由于被数学化了，也就被更普遍化了。一批原理和方程的引入使得牛顿力学适用于当时能够发觉的一切现象。在这一时期，人们的视野开始凝视关于微观物理的研究，第一是关于热现象和电现象的研究，１７２４年和１７４２年，华氏和摄氏两种温标的显现和温度计的显现以及热质讲的确立是当年人们在热学领域里的制造性进展。在电磁学方面，吉尔伯特１６００年发表的被伽里略称为“伟大到令人嫉妒”的著作《磁铁》标志了现代电磁学的开始，后来牛顿、波义耳等人也作过一些电磁方面的实验，但都属于早期工作。到了十八世纪，电学从实验中逐步形成，第一是天电和地电得到了统一，进而发明了避雷针，众所周知，那个发明过程是专门危险的，甚至有科学家牺牲在雷电实验中。二是意大利科学家伏打（１７４５＿１８２７）发明了电堆，这一发觉使人类获得了稳固的电源装置，进而获得了电流；第三是卡文迪许（英１７３１＿１８１０）和库仑（法１７３６＿１８０６）关于静电做了定量的研究，他们各自独立得到的关于静电的定律和牛顿的万有引力在形式上专门相似，这更加激起了人们关于力学、电学甚至热学之间理论关系的好奇，推动了１９世纪物理理论的大步前进。

与物理学有专门大关系的天文学，在１８世纪中最大的成就有两个事件。一个是德国哲学家康德（１７２４－１８０４）提出了关于太阳系起源的星云假讲，１７５５年，他在《自然通史和天体论》一书中，提出了太阳以及一切恒星差不多上由原始的分散状态的物质微粒遵从力学规律在斥力和引力的作用下逐步凝聚而成的观点，康德还对行星运动、行星的质量分布、彗星等都提出了自己的看法。康德的差不多思想是一个有科学依据的设想，康德提出这一设想时，并没有引起科学界的注意，直到１７９６年，法国天文学家、数学家、物理学家拉普拉斯（１７４９＿１８２７）的巨著《天体力学》出版了，他提出了一个类似的星云假讲，同时从数学上给以了论证，上帝在牛顿的引力系统中还占有一席之地，到了以专门数学演算和逻辑推理的拉普拉斯手里，上帝被最终请出了天文学。因此，康德的书于１７９９年再版，并引起广泛的注意，后人往往把这两个假讲并提，称为康德－拉普拉斯星云假讲，那个假讲的最大功绩是把太阳系看成是演变的、进展的，而不是永恒不变的。恩格斯在《反杜林论》中对此曾有高度评判，他认为，康德的假讲“是从哥白尼以来天文学取得的最大进步。认为自然界在时刻上没有任何历史的那种观念，第一次被坚决了。”本世纪天文学上的另一件事是音乐家出身的赫舍尔（英１７３８－１８２２）在实施伽利略的方案中意外地发觉了太阳系的一颗新的行星＿天王星（１７８１），同时由此在天文观测上大展才能。这两件事异曲同工地证明了牛顿的万有引力定律是宇宙所有星体间复杂的多体关系中的普适定律，这是天文学的大进展。

化学在１８世纪能够被称为革命的世纪，法国科学家拉瓦锡（１７４３＿１７９４）是这场革命的主将。他在化学史上的地位与牛顿在物理史上的地位相当。拉瓦锡和许多与他同时代的科学家（请注意：这些人中许多同时又是几门学科的先驱者）如拉普拉斯、普利斯特、卡文迪许、德莫瓦、贝托等一起实现了真正意义上的古典化学的理论创建。他们的首要功绩是推翻了燃素讲。在此之前，人们总认为燃烧是一种分解的过程，是“燃素”逃离物体的过程。这种理论粗放地成功讲明过许多燃烧现象，但也留下一些无法讲明的咨询题。拉瓦锡以实验为差不多原则，做了反复多样的实验，甚至不惜用昂贵的金刚石做实验，终于证明了燃素理论是不必要的学讲。与此并行的是人们关于空气和化合物的研究也在持续地进展，当拉瓦锡最后以《化学纲要》一书的出版来确立新的化学体系的时候，整个化学理论就显得十分地清晰了。因此人们称他为近代化学之父。拉瓦锡进而去研究生物体的化学现象，不幸却在法国大革命中死在绞刑架上，和千年前阿基米德一样，又一颗伟大的科学头颅在不要科学的旗帜下被利刃砍了下来。

化学从拉瓦锡开始大踏步地进入其辉煌的历史时期。在那个时期，还值得提到的是俄罗斯人罗蒙诺索夫（１７１１－１７６５），他宣布了化学反应的质量守恒定律，物质与物质在化合时有一定的比例关系，化合后生成的物质之间得失相当，后来那个当量定律通过人们的持续完善而更加成型，专门是道尔顿（英１７６６－１８４４）在此基础上结合了他自己提出的原子讲而提出倍比定律，如此，原子论与当量论就合而为一。元素是原子构成的，元素的结合是化学反应，质量守恒、当量（定比、倍比）是不同元素的原子结合的结果，如此一来，化学的差不多概念和差不多范式就完成了。１７８０年，瑞典人柏格曼（１７３５－１７８４）首次提出了有机物的概念，拉瓦锡发觉了有机物燃烧以后变成了水，那个世纪的末年，有机化合物的分离提纯技术得到进展，大量有机物被发觉，科学界开始使用无机化学的方法分析有机物，后来，１８２８年，维勒（德１８００－１８８２）首次合成了有机物尿素。

１８世纪的生物学较之化学还显得早期和稚嫩一些。在此之前（差不多上还能够包括１８世纪自身），生物学除了对生理学有许多研究外，差不多还处在博物学的时期。当年亚里士多德就曾经描述过５００种动物。到了１７世纪，生物物种的积存材料差不多到了“爆炸”程度，生物学面临并显现了生物分类的研究。１８世纪中叶，瑞典人林奈（１７０７＿１７７８）建立起了人为分类体系和双名制命名法，使生物分类学进入了近代科学的范畴。将生物人为地分为纲、目、属、种的方法是林奈的奉献，对所有物种进行一种标准化的命名的方式终止了过去命名的纷乱局面，因此能够讲是现代生物学的开始。引人注目的，是林奈将人与猿归入了同一个属，为后来的人们提供了宽敞的思想天地。与林奈同时代的布丰（１７０７－１７８８）和稍后一点的拉马克（１７４４－１８２９）差不多上法国人，他们差不多上现代进化论的先驱，尽管他们的许多观点今天看来有错误甚至可笑的地点，但如同达尔文所讲，他们的工作讲明一个崭新的规律，即“有机界的变化就象无机界的变化一样，差不多上自然规律作用的结果，而不是神的干预造成的。”辉煌的十九世纪当人类进入１９世纪的时候，近代科学也进入了它的全盛时期，几乎达到了尽善尽美的境域。人们视野中的一切自然现象几乎都得到了完美的讲明，各门自然科学并驾齐驱，共同建立起了一个空前严密和可靠的知识体系。只是为了描述的方便，我们依旧按照自然科学的门类来分不讨论，但在实际上，在那个兴奋人心的时期，所有自然科学是同时在进展的，新的事物新的理论新的人物新的发觉常常此起彼伏，雷鸣般地持续震动着那个时代。

１８世纪末叶，人们关于电的认识已日益完美。１９世纪最大的奉献是将电、磁、光统一了起来，由此开创了崭新的理论思维和形成了自工业革命以来最大的产业变革＿电与磁改变了整个人类社会。丹麦物理学家奥斯特（１７７７＿１８５１）１８２０年在实验中发觉电流接通时邻近的小磁针发生了偏转，那个认识打搅了整个科学界。法国天才的物理学家安培（１７７５＿１８３６）当年底就提出了闻名的安培定律，同时开创了电的动力学理论（有关于库仑定律的静力学理论）。接着，欧姆（德１７８９＿１８５４）１８２６年发表了欧姆定律，指出了电流、电压、电阻之间的关系，然后是英国的法拉弟（１７９１＿１８６７）通过各种实验证明了咨询题的另一方面：磁的变化也能够产生电流。法拉弟制造发明了“场”的概念和“力线”的概念，并天才地预言到电磁波可能显现。法拉第发觉了电磁感应现象以后，电磁学才进入了自身的进展时期。电磁理论所有这一切现象和局部结论，最终被另一位苏格兰物理学家麦克斯韦（１８３１＿１８７９）以极其完美的数学形式统一了起来，他在１８７３年出版的《电磁通论》中总结了本世纪电磁理论的全部知识，证明了电、磁、光的统一辩证关系，讲明了电磁场的存在、电磁波的存在，并进而证明光是一种电磁振动，能够看作是一种电磁现象。麦克斯韦的这些伟大的理论，成了２０世纪科学飞速进展的源动力。惋惜他本人并没有看到电磁波的产生，那个实验是赫芝（德１８５７－１８９４）在麦氏去世不到十年的时候作出来的，不久，人类就实现了无线电波的通讯，达到了电磁理论的最高峰。划时代的变革来到了。

除了对电的认识是１９世纪的庞大进展以外，在物理学发明方面还能够关注到以下几个领域的进展：第一是对热力学的本质的认识，在一批科学家＿其中闻名的如卡诺（法１７９６－１８３２）、开尔文（英１８２４－１９０７）、焦耳（英１８１８－１８８９）、克劳修斯（德１８２２－１８８８）等人的努力下，建立了热力学的两个定律，即能量守恒定律和能量耗散定律。能量守恒是同时代十几个人通过不同领域的观看提出来的定律：迈尔（德１８１４－１８７８）第一提出了能量守恒（１８４１）；赫姆霍茨（德１８２１－１８９４）接着提出了能量守恒和转换的差不多思想（１８４７）；焦耳在长期实验中测定了热功当量，讲明了热是一种能量交换的形式；后来，汤姆逊（即后来的开尔文）等又确定了能量和守恒的表达方式（１８５３）。热力学第二定律被人们称为热力学自己的定律。卡诺的热机理论（１８２４）总结了热做功必须在高低温之间，汤姆逊１８４９年设置起了绝对温标，进而，克劳修斯１８５４年定义了一个特有的物理量熵，确立了平稳和不可逆的概念，并得到了宇宙热寂讲的结论。热力学的这两个以否定语言表达的定律与力学的定律有相当大的差不，专门是第二定律所表达的系统的演化方向咨询题是一个崭新的咨询题。人们对热的研究反映了人类的视野已向微观领域进军。除了分子的热运动以外，科学家们对光的讲明也在连续深入，光的粒子性运动和波动性运动之争通过几个世纪，到本世纪末看起来有了一些解答，光和电磁波相同是一个漂亮的结局。但仍有咨询题留给了下一个世纪，甚至讲下世纪天翻地覆的变革正是从对这种波粒二象的微观现象的深刻认识起步的；第三个微观领域是人们关于分子运动和关于原子结构的认识，对前者认识的结果是建立了与热力学相适应的分子运动理论，其代表人物是麦克斯韦和玻尔兹曼（德１８４４－１９０６），后者则以道尔顿为代表。

这种对元素微观理论研究的结果促进了１９世纪化学的进展，伟大的俄国科学家门捷列夫（１８３４＿１９０７）１８６９年发表了他关于元素周期性变化规律的研究，给出了闻名的元素周期表。元素周期表的产生使人类对元素有了完全新的规律性认识。１９世纪化学史上另一位大科学家是德国的李比希（１８０３＿１８７３），他是有机化学开创时期的重要人物，他发觉了存在于一些有机物中的安息香酸基，提出了乙基并定义了一样的基。在他的热情领导和努力实践下，１９世纪德国在化学和化肥生产工业上都在世界上有极大的优势。化学史上一个常常被人们引证的趣事是关于德国人凯库勒（１８２９－１８９６）在梦中得到了苯是六个碳连成环状的结构，其间一单双键结合，每个碳又与一个氢相连的故事，那个有机结构范式的完成，使得化学当量与结构结合在一起，达到了化学综合期的高峰。值得一提的是化学的进展显得比较曲折，被否定的思想和理论较物理学多，而且较少意义方面的奉献。

现在是轮到生物学界大大辉煌的时候了。１９世纪在生物学界至少有两件事值得大书特书。第一件是进化论的创立。地球和地球上的生物是按照什么样的规律演变的，那个咨询题曾长期吸引着人类。最近几年，丹麦的科学家在格陵兰西部的远古岩石中发觉了据认为可能是地球上最古老的生命印迹，那是距今大约３７亿年前的浮游生物所留下的。在如此一个漫长的历史岁月中，到底发生过些什么？关于那个宏大的咨询题，在达尔文之前，有两种代表性的理论。法国的居维叶（１７６９＿１８３２）奠定了比较解剖学和古生物学的基础，并由此提出了“灾变讲”去讲明在地球漫长的演变中生物物种的变化；与“灾变讲”意见相左的是关于地质渐变的“渐变讲”理论，以赖尔（英１７９７－１８７５）为代表人物。马耶（１７４８）、布丰等人也都有物种可变、自然选择的进化概念。１８３１年，在剑桥大学对地质专门感爱好的２２岁的达尔文，手里拿着老师送的赖尔的《地质学原理》和经济学家马尔萨斯人口讲的书籍，踏上了军舰贝格尔号，开始了他的环球考察，隔了五年，达尔文回到英国，发表了地质学和动物学讲的研究。大量的考察使得他越来越确信能够用物种变化去衡量地球悠久历史变化的观点，１８５９年他出版了生物学史上的不朽著作《物种起源》，从而确立了进化论。达尔文用地质生物学的观点和自己搜集的证据证明了物种变异、物种产生和自然选择的观点，指出了生物是由共同的祖先进化而来这一客观存在的事实，找到了驱动生物进化的全然力量即自然选择。他使人们相信：那个丰富多彩的世界完全能够用自然的力量去讲明，用不着上帝的指导和安排。由此，生物学成为了西方文明的一门科学。在达尔文之前，布丰等人也宣传过进化论思想，但由于神学势力的强大以及他们的理论缺乏翔实的证据，未能引起足够的重视。达尔文的理论一显现，也受到了宗教势力的猛烈反对。但由于达尔文的理论是建立在大量地质资料和实地考察的基础之上的，因而具有专门强的讲服力，第一受到了年轻人的烈火支持，后来又通过许多人广泛而坚决的宣传，进化论才得以慢慢深入人心。恩格斯曾高度评判达尔文的成就，把他的进化论和能量守恒定律、细胞学讲共同列为１９世纪的三大发觉。

需要指出的是，达尔文的进化论是在持续丰富和进展的，在二十世纪中也经历了专门大的理论洗礼。与此同时，灾变理论通过几次脱胎换骨的改造以后，直到今天也还连续为人们所关注，二十世纪末也显现了许多新证据，例如关于恐龙灭绝的缘故探讨：近年来在墨西哥湾发觉了庞大的陨星坑，在恐龙灭绝时期的沉积层里发觉了专门大量的铱元素和铬的同位素，这些都使目前绝大多数的科学家认为，发生在距今６５００万年前的地球上恐龙和其它物种的突然大量灭绝事件，直截了当缘故是一颗小行星或者陨星撞击了地球，发生了难以想象的灾难性变化。

第二件事是微生物学的建立。最闻名的人物是法国人巴斯德（１８２２＿１８９５）。巴斯德是在研究酒精发酵咨询题的过程中开始进入微生物领域的，在后来的关于蚕桑病、碳疽病、手术消毒咨询题以及最后对狂犬病的研究工作中，微生物研究进入了宽敞的领域，医学、免疫学都得以迅速进展，这使得整个人类在真正现代医学的环境中得到了自我爱护。

以达尔文和巴斯德为代表的生物学的庞大进展，使得１９世纪显现出前所未有的辉煌，人类关于科学的依靠和热情比过去任何一个世纪都更加自觉了。

数学自十五世纪以来一直在制造代数符号，最有系统的是法国人韦达的《分析术引论》，尽管其中所使用的符号与现在有些距离，然而却是专门严格的。数学的符号化成为现代科学的最基础形式。大致在１９世纪往常，数学要紧是为天文学、物理学或者工程学服务的，笛卡儿（法１５９６－１６５０）、莱布尼兹（德１６４６－１７１６）、牛顿等人都如此。１８世纪末１９世纪初的大数学家拉格朗日、拉普拉斯（法１７３６－１８１３）、高斯（德１７７７＿１８５５）、柯西（法１７８９－１８５７）、雅可比（德１８０４＿１８７４）等仍有这种痕迹，尽管他们各悠闲数学领域的光芒也是专门耀眼的。但当高斯的《数论》（１８０１），雅可比的《椭圆函数》（１８２７），伽罗瓦（法１８１１＿１８３２）的《群论》（１８３２），黎曼（德１８２６＿１８６６）的《黎曼几何学》（１８５４）等论著咨询世以后，专门是非欧几里得几何学的产生以后，数学进入了纯数学的新时代，从此得以独立进展，一大批新的数学分支相继显现。

天文学受物理和数学的阻碍，也在１９世纪显现了两件大事。其中之一是充满了传奇色彩的由巴黎数学家勒威耶（１８１１＿１８７７）笔尖运算出来并被望远镜发觉的海王星，这次发觉是数学的辉煌，但也是数学开始在天文学上退避的时刻，因为当时的物理学已开始认识到各种元素都有自己特有的光谱谱线，运用恒星的光谱分析，人类开始了解天体的构成物质与地球存在的物质大多相同，运用光谱分析，到上世纪末本世纪初，人类大大加深了关于恒星世界的认识，并进而形成了现代天文学。

１９世纪曾经被誉为“科学的世纪”，即便是今天，我们面对着那个世纪的许多天才理论发觉和森林般的科学家群体，也会为之心动，也会肃然起敬。正当人类为１９世纪科学取得的成就而欢欣鼓舞甚至沾沾自喜的时候，２０世纪来到了。谁也不曾想到，自然科学在这１００年中所取得的业绩难道比过去所有的总和还要辉煌，以至于在２０世纪的科学成就面前，１９世纪科学的辉煌只算得上是一首明亮的前奏曲，而２０世纪往常的所有科学也只能用“近代科学”或者“古典科学”去给以区不。近代技术人们能够从不同的角度去划分历史的各个时代，能够粗一点，也能够细一点。如果粗一点，能够把人类技术进展的历史划分为农业技术革命时期、工业技术革命时期和信息技术革命时期三个大的段落。理所因此地，我们明白，两个时期之间的交替，在实际发生的历史进程上是需要数百年才能完成的。我们现在将要开始讨论的起点，正是农业技术革命的末期和工业技术革命的初期。

另外，也常有人按照生产力高潮来划分技术进展的历史，如此就能够把中国的唐宋时期看作第一次生产力的高潮。

从技术的角度去看，文艺复兴是和中国古代四大技术发明（纸，印刷术，火药，指南针）的西传分不开的。马克思曾经对此做过深刻的论断，在那个巨人辈出的文艺复兴时期，在欧洲相应地开始显现了罗盘、枪炮、印刷术和钟表。它们的显现和持续改进推动了航海业，摧残了封建割据的古城堡，扩大了人们对知识的认识和了解，使人们进入了高节奏的生活方式，这一切都为不久显现的第二次生产力高潮作好了预备。

当科学理论显现了以牛顿为代表的近代自然科学思想方法时，紧接而来的确实是人类伟大的技术革命和产业革命。英国织布工哈格里沃斯在１８世纪初发明了珍妮纺纱机，它尽管要靠手摇，却能纺出大量的纱，因此显现了不在田间干活的专门织布者。到了下半世纪，动力织布机替代了手工织布机，而且开设了工厂，织布工如果不到如此的工厂里去干活，就不能参与竞争。手工劳动被机器劳动所替代，近代工厂制度由此而来。因此应该讲，最早引起工业革命的是这些工作机。从手工劳动向机器劳动的一个重要条件是动力装置。英国的铁匠纽可门（１６６３－１７２９）１７１２年制造成功了比较具有现代意义的最早的动力抽水机器。这种机器尽管用手工制作，然而制作简单，操作方便，利润丰厚，因此专门快就在英国的许多矿井里得到使用和推广，而且还用于都市供水系统和农田灌溉系统。几经改进的纽可门机关于开发英国的旷野资源，奠定英国工业进展的基础，起到了不可磨灭的作用。然而它的效率专门低，大约只有１％，因此在兴盛５０年左右以后，必定被新的高效益的机器替代。

１７６５年，在英国格拉斯哥大学做实验仪器制造工的瓦特（１７３６－１８１９）面对使用了半个多世纪的耗煤量大而工作效率低的纽可门发动机，想到了分离凝汽器，１７６９年，瓦特发动机咨询世了，其耗煤量只有从前的１／３而效率得到了提升。以后随着蒸汽机的持续改进，应用范畴也日益扩大。瓦特发明的高效能蒸气机有其专门的意义，它不是为纺织机而设计的，也不是为抽水机而设计的，它是一种普遍意义上的动力装置，这种分离使瓦特机具有了极大的应用领域，正如马克思指出：“瓦特的伟大天才表现在......他没有把自己的蒸汽机讲成是一种用于专门目的的发明，而把它讲成是大工业普遍应用的发动机。”不久，新的蒸汽机就作为工厂用的动力而普及，而近代工业革命的雏形也就由此而奠定，以机器为主体的工厂制度代替了以手工技术为基础的手工工场，第二次生产力的高潮由此掀起，前后经历了大约８０年。

到１９世纪初期，以蒸气机产业化的完成为代表，英国第一完成了工业革命，它成为了世界技术进展的中心。紧接着，美国、法国、德国、俄国都先后在１９世纪初开始启动了工业革命的航船，到世纪末也都差不多完成了产业革命。日本晚一些，是在上世纪下半叶进入而在２０世纪初实现的。

随着蒸汽机的持续改进，它的应用范畴也迅速在扩大，逐步从矿井抽水扩大到了交通运输、冶金、机械和化工等领域，社会的生产力往常所未有的速度和规模进展起来，形成了整个时代的产业革命高潮。第一艘有用轮船的发明者富尔顿（美１７６５－１８１５）１７８６年结识了瓦特，赶忙以极大的热情投入到以蒸汽机来推动船舶行驶的妄图的实现中，１８０７年，他制造的“克勒蒙特”号成为纽约哈德逊河上的定期航班，它全长１５０英尺、宽３０英尺、排水量为１００吨，它的发动机是由瓦特亲自建筑的。几乎在同一个时期，火车也从观赏性的游乐设施走向生产领域，如此，以汽船、火车的发明和实际应用就推动世界进入了运输业的革命。１８３８年，英国商船“天狼星号”和“大西方”号完全依靠蒸汽机为动力，仰头横渡了大西洋，标志着蒸气动力进入了海上航运时期，英国的海运业进入了新的时代。在水上交通迅速进展的同时，陆上交通也专门快进展了起来，１８３０年，第一列完全使用蒸气动力的火车行驶于英国利物浦至曼彻斯特之间，时速２９公里，全长４５公里，轰隆隆的火车声宣告了第一次工业革命的新胜利。到十九世纪末，世界铁路里程有６５万公里，工业国家差不多形成了铁路网。

钢铁工业的全新进展实际上是同纺织工业和蒸汽机发明同时的情况。最早的蒸汽机每分钟只有２０个冲程，关于材料的要求不是太高。到上世纪中叶就达到每分钟２５０个冲程，这需要相当强度和韧性的钢为材料。同样，铁路的铺设、轮船的制造、武器的生产和机床的涌现，都迫切需要大量和多种多样的钢铁。社会和生产的需要推动了新的炼钢方法的产生。１８６４年，西门子（德１８２３－１８８３）和马丁（法１８２４－１９１５）发明了平炉炼钢法，使得钢铁生产能够大规模地进行。

１９世纪中叶，人类经历着第三次生产力高潮，德国成为１９世纪下半叶世界科技的中心。与工业革命将要终止的英国相比，德国在１９世纪的上半叶还处在分割为３９个小国的落后状态，德国国家的统一进程是和它钢铁工业的迅猛进展和化工工业的迅猛进展互为因果的。１８３５年时，英国煤产量达到３０００万吨，依旧欧洲第一产煤国。１８４３年，德国科学家霍夫曼（１８１８－１８９２）在分析煤的副产品轻油的时候，认识到其中含有苯胺。由于当时差不多明白天然染料中含有苯胺，专门自然地联想到能不能从煤里提炼出苯胺来。１８５６年，霍夫曼的学生、年仅１８岁的珀金（英１８３８－１９０７）用化学的方法合成了染料，由此奠定了合成染料工业的基础。最初的合成染料叫苯胺紫，它的原料是煤焦油。第二年，在伦敦郊外建立了世界上第一个合成染料工厂，成为了那个工业的先驱。１８６５年，霍夫曼回到了德国，德国政府用大量金钞票建立起了化学实验室。这以后，德国的火药化学工业，农业化学和有机化学工业开始以惊人的速度进展，其中尤为突出的是煤化学工业，德国成为了从焦油中提取合成染料的最发达的国家。政府的支持使德国的化学工业以合成染料为中心迅速进入了垄断时期。到上世纪末，德国的染料已占世界市场的８０％，并由此带动了纺织业、制药业、油漆业、合成橡胶业的进展。在此往常，１８３７年，另一位德国化学家李比希（１８０３－１８７３）分析了土壤的化学组成，提出了合成肥办理论，这是德国化工技术上的又一个重大成果，化学肥料的生产完全改变了数千年来的农业耕作适应，工业化生产大大提升了土地的单位面积产量。化工技术革命把一个先进的德国带入了２０世纪。

第二次工业革命的代表是电力技术革命和内燃机运用于生产实际。美国成为了第四次生产力高潮的中心地带。１９世纪初，人类认识了电磁现象，到世纪末，成熟的电磁理论产生了。这时的人们差不多普遍明白得科学和技术之间的紧密的联系了。１８３４年第一台电动机显现，此后数十年，技术工作者们在电动机技术的改进上花费了大量的心血，直流电最辉煌的时期是上世纪末，而交流电的投入应用，是２０世纪的情况。在技术应用领域，美国天才的勤奋者爱迪生（１８４７－１９３１）是那个时代的代表人物，他一生的发明有１３００多项，他把电的应用领域推广到了一般人的生活之中。电灯的发明以及相应的配套的供电系统，是爱迪生最中意的发明；他发明的电影技术至今已有了１００年历史。莫尔斯（１７９１－１８７２）１８４４年在美国实现了第一条电报通讯线路，从此，人类社会进入了电报通讯时代；同时，另一个美国人贝尔（１８４７－１９２２）于１８７６年发明了电话；最后，上世纪末，马可尼（意）和波波夫（俄）独立地发明了无线电，随后，在美国建立了第一个无线电广播电台，１９２６年美国建立了全国的广播网。美国在第二次工业革命的另一个领域内燃机运用上也有突飞猛进的表现，１８９２年，福特研制了美国第一部汽车，到１９２７年，福特公司就成为了全球第一大企业。本世纪初，另一运输工具－飞机在美国试飞成功。１９０４年，莱特兄弟的飞机试飞４０公里，到５０年代，美国的波音航空公司成为了世界上最大的航空公司。与此相适应，美国的石油工业和石油化工工业也在上世纪下半叶和本世纪初成为了世界最强大的工业。如此，到了本世纪前５０年，科学技术就决不仅仅只是在生产领域里的革命了，它深深地进入了人类的生活，人类不但在进展生产中需要大量依靠于先进的高效能的技术，在生活的衣食住行中也越来越多的依靠于各式各样方便实惠和简单的技术产品，这使得人类的生活质量大大地前进了一步。

与第二次工业革命相适应的社会科学也在１９世纪有了庞大的进展，其中最为重要的，是产生了无产阶级的科学理论马克思主义，马克思和恩格斯作为无产阶级第一代革命导师经历了第二次工业革命的许多岁月。他们用自己革命的科学的目光凝视了这场大革命，并为无产阶级留下了宝贵的理论财宝，其中专门闻名的两段是：一，在《共产党宣言》中，他们表述了自己关于科学技术生产力功能的看法：“资产阶级在它的不到一百年的阶级统治中制造的生产力，比过去一切时代制造的全部生产力还要多，还要大。自然力的战胜，机器的采纳，化学在工业和农业中的应用，轮船的行驶，铁路的通行，电报的使用，整个整个大陆的开垦，河川的通航，看起来用法术从地下呼吁出来的大量人口－过去哪一个世纪能够料想到有如此的生产力埋伏在社会劳动里呢？”能够讲，革命导师在那个地点几乎排列了当时全部显现的先进技术和技术领域。第二段是恩格斯在马克思墓前的演讲：“在马克思看来，科学是一种在历史上起推动作用的革命的力量，任何一门理论科学中的每一个新发觉，即使它的实际应用甚至还无法预见，都使马克思感到衷心欢乐，然而当有了赶忙会对工业，对一样历史进展产生革命阻碍的进展的时候，他的欢乐就完全不同了。”恩格斯对马克思的评