18世纪60年代,英国开始了工业革命,这也是近代以来的第一次技术革命.不过,在第一次工业革命期间,许多技术发明大都来源于工匠的实践经验,科学和技术尚未真正结合.总之,在18世纪中叶以前,自然科学研究主要是运用观察、实验、分析、归纳等经验方法达到记录、分类,积累现象知识的目的.在18世纪中叶以后,由于启蒙运动的发展,“自然科学便走进了理论的领域而在这里经验的方法就不中用了,在这里只有理性思维才能有所帮助.”理性思维就是对感性材料进行抽象和概括,建立概念,并运用概念进行判断和推理,提出科学假说,进而建立理论或理论体系.19世纪道尔顿的原子论,阿佛加德罗的分子学说,门捷列夫的元素周期律以及康德的星云假说开始都是以假说形式出现的.不过,康德的星云假说一开始没有得到人们的重视,直到19世纪,由于自然科学不断揭示出自然过程的辨证性质,才最终在哲学领域敲响了形而上学的丧钟. 　　19世纪是科学时代的开始.在天文学领域,科学家们开始论及太阳系的起源和演化.在地质学领域,英国的地质学家赖尔提出地质渐变理论.在生物学领域,细胞学说、生物进化论,孟德尔的遗传规律相继被发现.在化学领域,原子-分子论被科学肯定；拉瓦锡推翻了燃素说,并成为发现质量守恒定律的第一人；1869年,俄国化学家门捷列夫发表了元素周期律的图表和《元素属性和原子量的关系》的论文.在文中,门捷列夫预言了十一种未知元素的存在,并在以后被一一证实.十九世纪最重大的科学成就是电磁学理论的建立和发展. 　　在19世纪之前,人们基本上认为电与磁是两种不同现象,但人们也发现两者之间可能会存在某种联系,因为水手们不止一次看到,打雷时罗盘上的磁针会发生偏转.1820年7月,丹麦教授奥斯特通过实验证实了电与磁的相互作用,他指出磁针的指向同电流的方向有关.这说明自然界除了沿物体中心线起作用的力以外,还存在着旋转力,而这种旋转力是牛顿力学所无法解释的,这样,一门新学科?电磁学诞生了. 　　奥斯特的发现震动了物理学界,科学家们纷纷做各种实验,力求搞清电与磁的关系.法国的安培提出了电动力学理论.英国化学家、物理学家?ɡ?苡?831年总结出电磁感应定律,1845年他还发现了“磁光效应”,播下了电、磁、光统一理论的种子.但法拉弟的学说都是用直观的形式表达的,缺少精确的数学语言.后来,英国物理学家麦克斯韦克服了这一缺点,他于1865年根据库仑定律、安培力公式、电磁感应定律等经验规律,运用矢量分析的数学手段,提出了真空中的电磁场方程.以后,麦克斯韦又推导出电磁场的波动方程,还从波动方程中推论出电磁波的传播速度刚好等于光速,并预言光也是一种电磁波.这就把电、磁、光统一起来了,这是继牛顿力学以后又一次对自然规律的理论性概括和综合. 　　1888年,德国科学家赫兹证实了麦克斯韦电磁波的存在.利用赫兹的发现,意大利物理学家马可尼、俄国的波波夫先后分别实现了无线电的传播和接受,使有线电报逐渐发展成为无线电通讯.所有这些电器设备都需要大量的电,这远远不是微弱的电池所能提供的.1866年,第一台自激式发电机问世使电流强度大大提高.70年代,欧洲开始进入电力时代.80年代还建成了中心发电站,并解决了远距离输电问题.电力的广泛应用是继蒸汽机之后近代史上的第二次科技革命.电磁学的发展为这次科技革命提供了重要的理论准备.由于自然科学的新发现被迅速应用于生产,第二次工业革命在欧美国家蓬勃兴起. 　　19世纪,自然科学在多个领域取得了辉煌的成就.物理学中一切基本问题在牛顿力学的基础上都已基本上得到解决,科学家们给牛顿力学本来解释不了的电磁现象虚构了一个物质承担者--以太.把电磁现象归结为以太的机械运动,他们认为整个物理世界都可以归结为绝对不可分的原子和绝对禁止的以太这两种物质始原. 　　正当古典物理学达到顶峰,人们陶醉于“尽善尽美”的境界时,却出人意料发生了一系列震惊整个物理学界的重大事件.首先是迈克耳逊和莫雷为了寻找地球相对于绝对静止的以太运动进行了著名的以太漂移实验,但实验结果却同古典理论的预测相反；在对比热和热辐射的研究中又出现了“紫外灾难”等古典理论不可克服的矛盾.古典物理学再次受到严重的挑战,第三次面临重大的危机. 　　十九世纪末,德国物理学家伦琴发现了一种能穿透金属板使底片感光的X射线.不久,贝克勒尔发现了放射性现象.居里夫妇受贝克勒尔启发,发现了钋、镭的放射性,并在艰苦的条件下提炼出辐射强度比铀强200万倍的镭元素.1897年,汤姆生发现了电子,打破了原子不可分的传统观念,电子和元素放射性的发现,打开了原子的大门,使人们的认识得以深入到原子的内部,这就为量子论的创立奠定了基础.量子论是反映微观粒子结构及其运动规律的科学.与此同时,在对电磁效应和时空关系的研究中相对论产生了.相对论将力学和电磁学理论以及时间、空间和物质的运动联系了起来.这是继牛顿力学、麦克斯韦电磁学以后的又一次物理学史上的大综合.量子论和相对论是现代物理学的两大支柱,是促成20世纪科学技术飞跃发展的理论基础.