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如果说18世纪的技术是以蒸汽动力技术为主导而发展起来的，那么19
世纪则是以电气技术为主导，电气技术的发展，带动和促进其他领域的技术
发展。
由于电的使用，人类从此获得了极其便利的能源和动力。电力的使用和
发展首先使电力系统很快发展起来，如使发电机、电动机、变压器、电线电
缆、电子元件、绝缘材料、电工仪表等的制造和维修迅速建立起各自的生产
部门，并逐渐成龙配套，形成庞大的工业技术体系。电的使用，仅电灯照明，
就给各行各业带来了生机。从探索宇宙奥秘的射电天文学到进行微观研究的
电子显微镜，都得益于电的应用。大大小小的发电机和电动机，从大的生产
设备到小的精密仪器都需要电提供能源和动力。电的使用，还使电信技术迅
速兴起，对人们来说至关重要的信息实现了快速传递，电报、电话、无线电
从此使信息技术跨入了新时代。电的使用，使工厂落后的生产方式得以改变，
原始的生产设备得到更新，因而使现代化生产和自动化操作成为可能。电的
使用，又催生出一系列新兴的技术部门，如电解、电镀、电焊、电冶金技术、
电加工技术……总之，由于电的使用，19世纪产生的新技术几乎都转移到了
利用电能的基础之上；电的使用，使20世纪成为电气化的世纪。
3。技术受经济的制约，随经济的发展而发展
19世纪70年代，资本主义从自由竞争开始走向垄断。在资本和生产集
中的过程中，经济发展的需要刺激了技术的发展。美国经过独立战争和南北
战争，为资本主义发展扫清了道路，并最先形成了垄断资本。在世界范围内，
资本主义竞争和争夺的中心已开始从欧洲转向美国；因此在19世纪末的技术
发展中，世界技术中心也开始从欧洲向美国转移。许多源于欧洲的技术成就，
却最先在美国获得了推广和运用。如转炉和平炉炼钢法首先在英国和法国发
明，美国却最先在生产中大规模采用；内燃机也首先是在欧洲发明的，美国
却建立了第一座现代化的大型汽车制造厂；电力技术的实现和完善化也是在
欧洲完成的，美国却最先建成了大型火力发电站和水力发电站。
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历史表明，一个国家如果经济落后，那么这种落后的经济必然成为科学
技术发展的障碍；如果经济发达，那么这种先进的经济往往能够促进科学技
术的发展，并成为科学技术发展的保障。
4。科学研究向群体化发展
随着科学的发展和技术的进步，以往科学研究的独立化倾向逐渐朝着群
体联合的方向发展。这一现象可以说体现了科技发展的必然趋势，乃是一种
历史的进步。科学家们在研究中体会到多学科的协作、智力的互补、相互的
启发往往能够使疑难迅速化解，既获得了成果又赢得了时间，显然群体的力
量和影响通常远比个人要大得多。当然，在有些情况下，个人进行独自研究
仍然是需要的和不可替代的。
在遗传学的研究中，孟德尔几乎与世隔绝，在修道院的高墙里含辛茹苦
地进行了8年试验，他所揭示的遗传定律竟被埋没达34年之久。摩尔根的基
因理论，则是在他的带领下，由他和他的学生布里奇斯、斯特蒂文特和缪勒
共同研究并在几年之内便取得了一系列突破性的成果。摩尔根和缪勒分别获
得了诺贝尔奖，并在生物学界形成了著名的“摩尔根”学派。
化学在以往的研究中，基本上都是科学家各自独立地进行。在有机化学
迅速发展的时代，群体研究较为多见。如合成染料——茜素和靛蓝，是在德
国柏林大学的拜耳实验室取得成功的。在拜耳的领导下，格雷贝和利伯曼在
实验室里合成了茜素。他们又和巴登苯胺烧碱公司的总技师卡罗合作，实现
了茜素的工业化生产。拜耳后来又合成靛蓝，由巴登苯胺烧碱公司的郝依曼
将其实现工业化生产。
聚会式的讨论也是一种群体化的研究方法。如爱因斯坦年轻时，喜欢利
用晚上时间，约一些同事好友在一起，边喝茶边讨论学术问题，并把这种聚
会称之为“奥林匹亚科学院”。爱因斯坦早年发表的一些论文，大都在这个
“科学院”讨论过。在20世纪初，法国有一群十八九岁的年轻学生，组织了
一个数学研究团体，他们激烈地争论和研究数学问题，被人们称之为“疯子
集会”。然而，正是他们出版了可与欧几里得的《几何原理》相媲美的《数
学原本》，形成了非欧几里得新学派之一。
5。科学——技术——生产趋向紧密结合
18世纪的蒸汽动力革命，虽有热力学理论的指导，但主要还是靠实践经
验的积累，使蒸汽机逐步得到改进。到了19世纪下半叶，科学技术的一个显
著特点就是在科学理论的指导下，技术逐渐成熟，迅速发展，并很快应用于
生产，形成强大的生产力。如德国的合成染料即是如此。霍夫曼长期致力于
苯胺的研究，因为苯胺是有机合成的基本原料。在钢铁工业大发展的形势下
炼钢需要焦炭，炼焦需要大量的煤。在炼焦过程中生成了大量废弃物——煤
焦油。如果能从煤焦油中提炼出化工原料，自然经济价值极其可观。1850年
霍夫曼成功地从煤焦油中提炼出苯胺。后来凯库勒提出了原子价的概念，并
于1858年和英国的古柏分别确定了碳原子为4价，提出了碳链学说。1865
年凯库勒又提出了苯分子的环形结构理论。1874年荷兰的范特霍夫进一步提
出碳结合是其原子向四方伸出四只手的立体结构。在此期间，拜特洛也在“结
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构化学”理论方面作出了杰出贡献。于是人们开始从结构化学观点出发，去
合成人造染料，从而使有机化学进入“合成化学”新时代。在一系列科学理
论的指导下，德国的煤化学研究很快合成了茜素、靛蓝等多种染料还合成了
香料、药品和炸药，并迅速投入工业生产。
还有一种情况使科学——技术——生产实现了自然完美的有机结合。并
亦成为这一历史时期的鲜明特征之一。如有的科学家取得研究成果，立即登
记专利并马上转入实业。他们集科学家、工程师、企业家于一身，迅速将科
研成果转化为产品。英国的帕金在霍夫曼门下首开纪录，合成了苯胺紫，他
迅即转入实业并因此而致富。拜耳研究室的格雷贝和卡尔·利伯曼合成了茜
素，并将其实现工业化生产亦属此列。
此外，转炉炼钢法的发明人贝塞麦也是将科学研究、设计制造、指导冶
炼统一起来的专门家。至于大名鼎鼎的爱迪生、贝尔和电器西门子则更是将
科学——技术——生产结合起来的典型人物。总之，在这一历史时期出现了
一大批科学家兼工程师兼企业家式的人物，也可以说，这在当时代表了一种
方向。
6。研究机构的建立和科研团体的发展
研究机构的建立，必将推动科学技术的发展。成立专门的研究机构最早
始于德国。1873年，德国建立了物理研究所，1877年建立了化工研究所，1879
年又建立了机械研究所。在西门子的支持下，又于1884年正式建立了国立物
理学研究所。同时德国还成立了一些规模较大的科学团体，如 1886年成立的
帝国物理技术研究院；1911年成立的威廉皇家学会，后改称马克斯·普朗克
学会；1912年成立的德意志航空试验院。在德国的一些大学里也建立了科学
实验室，如柏林大学的拜耳研究室在人工合成染料的研究中便获得了极大成
功。
英国皇家学会，这是近代成立最早的科研团体。每届会长都由在科学上
卓有建树、同时又能为人师表的科学家担任。自1878年以后，会长任期不超
过5年，从1915年起，学会主席都是获得过诺贝尔奖的科学家。由于英国皇
家学会的丰富经验和突出成就，因而使它在世界上享有很高的学术地位并赢
得了极佳的信誉。到19世纪末，英国的科研团体达到100多个。在英国的一
些著名大学都建立了实验室，因此大学不但是培养研究人才的基地，同时又
是科学研究的基地。英国的剑桥大学有世界著名的实验室——卡文迪许实验
室。
卡文迪许实验室1871年筹建，1874年建成，是为纪念卡文迪许由其家
族捐款而建立的。主持这个实验室的历届主任，都是在科学上有杰出贡献的
科学家，首届主任是麦克斯韦，第二届主任是瑞利、以后便是汤姆生、卢瑟
福、布喇格等。这个实验室自建立以来，取得了一系列令人惊羡的成就，对
物理学的发展起了十分出色的作用。卡文迪许实验室先后培养出26位诺贝尔
奖金获得者。在20世纪30年代以前，英国、美国的著名物理学家大多出于
这个实验室，此外还有很多其他国家的物理学家纷纷来此深造和工作。这个
实验室有着优良的传统，它力求在新的领域中作出新的发现。在这里，领导
精通业务，善于指挥，科研人员精明强干，并有自由讨论学术问题的空气。
另一个好的传统就是艰苦奋斗、苦干实干。实验人员都要自己动手设计和制
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造实验所用的关键性实验装置。于是许多非常有价值的物理实验用的仪器和
设备，都是在这里产生的。因此，卡文迪许实验室不仅成为世界有名的科学
研究实验室，而且成为最有声望的物理学研究和教育的中心之一。
在美国由于爱迪生的带动，工业实验室纷纷建立。1876年，爱迪生在门
洛帕克建立了“发明工厂”这是美国也是世界巨大工业实验室的原型。在这
里集中了上百个研究人员，获得了上千件的技术发明。随后美国于1901年建
立了国家标准局。一些大企业、大财团开始建立了工业实验研究所，如洛克
菲勒财团所属企业相继建立了研究所。贝尔在发明电话之后，为了解决通讯
中的技术问题，也于1925年建立起贝尔电话实验室。
在这一时期还有一些著名的研究所建立起来。如 1921年，在玻尔的倡议
下成立了哥本哈很大学理论物理学研究所，在法国巴黎成立了巴斯德研究所
等。
此外，诺贝尔成立了诺贝尔奖金委员会，索尔维首倡了索尔维物理学会
议。在这一期间，国际数学界也组织起来，并使国际数学家大会定期召开形
成制度。它们对科学技术的发现、发明予以奖励，为20世纪的科学技术发展
作出了重大贡献。
7。不同学科之间、不同技术之间相关发展日益突出
科学的各大学科之间不是彼此孤立的，技术的各部门之间也不是毫无联
系的。如19世纪末20世纪初的物理学革命，导火索便是化学。1859年，德
国的本生发现了各种元素都有自己特殊的光谱线。这项光谱技术不仅促进了
化学的研究，同时也推动了物理学和天文学革命性的发展。后来人们开始用
物理方法研究化学，于是出现了“物理化学”、“电化学”、“量子化学”、
“分析化学”、“结构化学”等。许多交叉学科、边缘学科、新兴学科往往
是各学科相互联系的产物。
电子技术的应用，为各行各业提供了充足而方便的能源和动力，促进了
这些行业的发展。而各行各业的发展又必然会反作用于电力行业，或为其提
供成套设备，或为其供应原材料。
炼钢技术的发展，使钢铁产量急剧增长。在此基础上建筑技术得到发展，
出现了钢铁大厦、铁塔、桥梁、混凝土建筑等，不但改变了以往的建筑材料，
而且形成了新的施工技术。
从煤焦油中提炼出苯胺，再将苯胺合成茜素和靛蓝，从而结束了由植物
中提取染料的历史。染料合成技术于是发展起来。染料的大量生产，又推动
了印染技术的进步。
18世纪的蒸汽动力革命导致了产业革命的发生。英国是最早发生产业革
命的国家，继而扩展到欧洲、美洲。经过产业革命后，一批资本主义国家成
为工业发达的国家，完成了工业化的历史任务。
英国的产业革命大约经历了70年 （1760—1830年），法国的产业革命
大约经历了30年（1830—1860年），德国的产业革命大约经历了35年（1840
—1875年），美国的产业革命大约经历了25年 （1865—1890年），日本的
产业革命大约经历了32年 （1868—1900年）。英国的产业革命首先从纺织
工业开始，进而以纺织工业为中心扩展到其他行业，于是煤炭、钢铁、机械、
无机化工等生产部门便迅速发展起来。法国的产业革命效法英国，首先从纺
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织工业开始，但法国的铁路建设较早，所以在纺织业实现工业化时，钢铁、
铁路、化工等生产部门都成为新兴工业。德国的产业革命始自铁路网的建设。
铁路运输业的发达带动和促进了其他行业的发展。如机车制造、机器生产、
通讯建设等。美国的产业革命在独立战争 （1775—1783年）之后即已开始，
但形成高潮是在南北战争（1861—1865年）之后。在此期间，首先发展起来
的是钢铁工业、机器制造业和铁路运输业。日本的产业革命起于明治维新，
日本政府在敞开国门、求知于世界的思想指导下，提出了“洋才和魂”、“殖
产兴业”的口号。日本的产业革命也是从纺织工业开始的，然后扩大到机械
生产、军工企业、铁路、电信等工业部门。这些国家的一个共同做法就是重
视发展教育，包括各级各类的教育。因为科学技术的发展需要大量各方面的
人才，尤其是高水平的人才。人才的获得只能通过教育来培养。1860年—1900
年，美国、德国的经济实力之所以能后来居上超过英、法，是和大批人才的
汇集紧密相关的。英国由产业革命后的霸主地位一再跌落，其中人才匮乏乃
是主要原因之一。化学家帕金为找不到理想的助手而沮丧便是典型的一例。
英国在17世纪中叶便成为欧洲科学技术的中心，到18世纪产业革命前后，
英国集中了一大批杰出的科学家，其中有牛顿、戴维、道尔顿等，并出现发
明家如瓦特等人，不仅使英国的科学技术居于世界首位，而且推动了英国产
业革命的完成。1770—1830年间，法国涌现出众多的科技人才，其中有拉格
朗日、拉普拉斯、库仑、拉瓦锡、盖·吕萨克、居维叶等，使法国的科学水
平超过了英国，出现了空前的繁荣，巴黎成为当时世界科学活动的中心，法
国这一时期的科技人才和科学研究为法国的产业革命奠定了基础。从19世纪
70年代开始，德国迅速取得世界科技中心的地位。19世纪80年代德国的工
业发展速度超过了英国。此时的德国可谓人才济济，有电气科学家维尔纳·西
门子、有机化学工业的创始人霍夫曼、凯库勒以及拜耳等人。19世纪末，在
科学技术的推动下，资本主义经济得到发展，其中美国在1900年工业经济规
模已跃居排头。在此期间美国也出现了为数不少的科学家和发明家，如爱迪
生、贝尔等人。在两次世界大战之间不少有声望的科学家和技术人才云集美
国，世界科技中心也逐渐转移到美国。
中国，这个素有文明古国之称的东方大国，在1870—1918年这一段历史
时期，它既不同于欧美，也不同于日本，在自己的历史进程中，它走着另外
一条路——在封建主义的轨道上缓慢地爬行。在这一时期，可谓政局多变。
仅在清末的51年中，光是皇帝就换了三个，依次是同治、光绪、宣统。随后
又发生了戊戌变法，接着就爆发了辛亥革命，并于1912年成立了中华民国。
但好景不长，袁世凯、张勋先后两次皇朝复辟，最后政权落入北洋军阀手中。
中国的科学技术曾有过辉煌的历史，但自明朝以后开始衰落，直到清朝
后期1840年，终被帝国主义的大炮�