西方各国的科学在19世纪出现了新的转折性的变更。恩格斯在谈到这一时期自然科学发展的特点时指出：“经验的自然研究已经积累了庞大数量的实证的知识材料，因而在每一研究领域中系统地和依据其内在联系来整理这些材料，简直成为不可推卸的工作。同样，在各个知识领域之间确立正确的关系，这也是不可推卸的。于是，自然科学便走上理论领域。”[15]恩格斯在1886年还曾谈道：“直到上一世纪末，自然科学主要是搜集材料的科学，关于既成事物的科学，但是在本世纪，自然科学本质上是整理材料的科学，是关于过程、关于这些事物的发生和发展以及关于联系——把这些自然过程结合为一个大的整体——的科学。研究植物机体和动物机体中的过程的生理学，研究单个机体从胚胎到成熟的发育过程的胚胎学，研究地壳逐渐形成过程的地质学，所有这些科学都是我们这个世纪的产儿。”[16]
恩格斯在此把自然科学从17和18世纪到19世纪的转折的主要内容看作是由搜集材料到整理材料。因为搜集和整理虽然相互包含，不可分割，但毕竟属于认识的两个不同阶段，存在着性质上的区别。“搜集”虽然也需要进行总结和概括（整理），但往往尚未能涉及自然事物的内在联系、本质和过程，因而从整体上说仍然局限于经验描述范围。“整理”则主要涉及自然事物发生和发展的过程以至它们在整体上的联系，这显然涉及自然事物的本质了。更为重要的是：这里所谓本质不是指抽象的、纯概念上的本质，而是活动、过程中的本质。换言之，不是形而上学意义上的本质，而是辩证法意义上的本质。
就19世纪重要的科学发现说，它们所关涉的事实上也都不是以往哲学和科学中所讲的那种不变的、抽象的本质，而是具有活动性、可变性、过程性、历史性（时间性）等特征的本质。例如，1803—1808年英国科学家道尔顿（JohnDalton，1766—1844）建立了原子论，1811年意大利科学家阿佛伽德罗（AmedeoAvegadro，1776—1856）提出了分子论，二者使人类对物质结构的认识进入了一个新阶段，人们由此得以把声、光、电、热等以往被认为是异质的过程联系起来，看到了它们之间相互转化的可能性和现实性。又如，1817—1821年英国科学家托·扬（ThomasYoung，1773—1829）论证和完善了光的波动说，推翻了牛顿物理学所持的光的微粒说。尽管波动说并不全面（20世纪量子论又将波动说和微粒说统一起来），但它毕竟对以牛顿为代表的经典物理学至少在一定程度上提出了质疑。还可以举出其他一些例证。它们的一个共同特征是对活动、过程、变化（转化和进化）等的肯定。
恩格斯在谈到在19世纪科学的诸多新发现时，特别强调了细胞学说、能量守恒和转化定律和生物进化论这三大发现。他指出：“三大发现使我们对自然过程的相互联系的认识大踏步地前进了”；“由于这三大发现和自然科学的其他巨大进步，我们现在不仅能够说明自然界中各个领域的过程之间的联系，而且总的说来也能说明各个领域之间的联系了”[17]。恩格斯在此所涉及的既包括各门自然科学之间的联系，也包括自然界各个不同领域之间的联系。换言之，无论是各门自然科学还是自然界本身，都不是固定不变和互不相关的，而是可以相互联系和转化的。
恩格斯对19世纪自然科学的进步所作的评价完全符合19世纪自然科学本身的发展的实际。
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