23.无出其右的原子一分子论
古代的“原子说”，由于缺乏系统的科学实验作为依据，所以带有明显的思辨性质，是一种朴素的微粒学说。1803年，英国化学家道尔顿（1766~1844）根据当时化学上已证实的事实，提出化学元素由非常微小的、不可再分的微粒一原子组成。不同元素原子的形状、质量、性质都不一样，两种元素的化合物，其原子数总呈简单的整数比，并规定氢元素原子量为1。1811年，意大利物理学家阿佛加德罗（1776~1856）进一步提出分子的存在，指出原子是参加化学反应的最小粒子，分子则是游离状态下单质或化合物能独立存在的最小粒子，分子由原子组成。化合物分子由不同元素的原子组成，单质的分子由相同元素的原子组成，从而完成了原子一分子论。归纳其要点为：
①一切物质都是由分子组成的。分子是保持物质原有一切化学性质的最小颗粒；
②分子用一般物理方法不能再分割，化学过程可以使它分解为原子。分子是由原子组成的。原子是化学方法不能再分割的最小微粒；
③元素或化合物的原子或分子种类不同，其性质、重量、大小也不同；
④原子、分子处于永恒的运动状态中。原子一分子论是物质结构的最基本理论，为化学及物理学的迅速发展奠定了重要的理论基础，使元素、化合物、单质等概念更为明确，促进许多新元素及其性质相继为人们所认识。
24.离经叛道的地质渐变论
地质渐变论是英国地质学家赖尔（1797~1875）所提，与“地质灾变论”相对立的地质构造的形成理论。18世纪时，随着采矿规模的迅速扩大，推动了对地质状况的考察和认识。法国生物学家居维叶（1769~1832）等人先后提出了灾变论。他们认为，在地球的历史上曾发生多次巨大的灾变，每经历一次灾变，旧的生物被毁灭，新的生物又被创造出来。灾变都是突发的，且在相邻的两次灾变之间，地球及地球上的生物没有任何演化和渐变，并把灾变归因于上帝的创造活动。19世纪20年代，随着地质勘探、采矿和修筑运河等活动的不断深入和扩大，收集到的地质资料越来越多，灾变论等学说远远不能如实地反映地层构造形成的真正原因，因而一种新的地球演化理论逐渐形成。赖尔最初是一位法律学者，但对地质学有着浓厚兴趣，后得到地质学教授的指导成了一名地质学家。通过自己对已有的地质资料的分析与综合，特别是对欧洲许多地区不同岩层的亲自考察，赖尔独立地形成了自己的关于地质运动的科学见解。
1830~1833年间出版了他所著的《地质学原理》一至三卷。赖尔在书中首先强调：岩石形成、地层变迁的根本原因，是自然力长期缓慢地作用的结果。他主张在分析地壳变动的原因时，必须把现存的多种作用力综合起来考虑，才能很好地解释已知的各种地质现象。其另一个重要思想是，通过分析地层上升、下降，找到其根本的原因不是上帝或神的特殊创造，而是地球内力和外部因素的综合影响。赖尔的地质学理论被称为地质“渐变论”，它开创了地质学发展的新时代。恩格斯在《自然辩证法》中指出：“只有赖尔才第一次把理性带进地质学中，因为他以地球的缓慢的变化这样一种渐进作用，代替了由于造物主的一时兴发所引起的突然革命。”地质渐变论的提出对古生物学、生物地质学、岩石学、矿床学以及大地构造学等学科的发展产生了一定的思想影响。赖尔的地质渐变说的缺点是，只承认渐变，而否定了质变和飞跃。
25.揭示物质运动本质的能量转换守恒定律
能量转换守恒定律是自然科学中关于物质运动的最重要、最普遍的定律之一。可表述为：物质的任何一种运动形式，如机械、热、光、电、磁、化学等运动，在一定条件下，都能够而且必然地以直接或间接的方式，转化为其他任何运动形式，在转化前后，作为物质运动度量的能量，恒保持不变。在发生能量传递的同时，按照爱因斯坦的质能关系式，还相应地存在质量的传递。
早在17世纪，莱布尼兹等人的研究便涉及到机械能守恒的问题，但是揭示出各种运动形式问的能量转换与守恒性，却是在19世纪30年代以后。能量转换与守恒定律同细胞学说、进化论一起，被恩格斯称为19世纪自然科学的三大发现。它是经历了十几年，分别在四五个国家，由七八种不同职业的十几位科学家，从各个侧面发现的。第一位发现者，可说是法国青年工程师卡诺（1796~1832）。在他死后四十六年被找到的遗稿记有：“在自然界中，动力在量上是不变的。准确地说，它是不生不灭的。”此后，1837年，德国化学家莫尔（1806~1879）从化学上；1839年，法国工程师塞甘从蒸汽机车运行上，1942年，德国医生迈尔（1814～1878）从体热来源于食物的化学能上；1846年，英国律师出身的电化学家格罗夫（1811~1896）从电池化学反应前后化学能与电能的关系上；1847年，英国物理学家、热功当量的测定者焦耳（1818~1889）从电流的热效应以及生活在俄国的瑞士科学家赫斯（1802~1850）于1840年；德国物理学家霍耳兹曼于1845年；丹麦工程师柯耳丁于1847年；德国医生、生理学家、物理学家亥姆霍兹（1821~1894）于1847年，都曾独立地发表过有关的论文。此外，法国科学院已于1775年宣布不再受理任何关于永动机的设计。能量转换守恒定律的发现，是自然科学各方面研究的综合结果，是生产力发展到一定阶段的人类认识的必然。
26.一举两得的电报、电话发明
电报的发明是电磁学的最早应用之一。现代有线电报的发明主要应归功于美国发明家莫尔斯。19世纪30年代，当英国还在致力于改进科克和惠斯通发明的但并不实用的磁针式电信机时，美国的莫尔斯却在亨利发明的电磁铁的基础上，在电报通讯上完成了一项重大突破。莫尔斯原为画家，1832年乘船回国途中，受到科学家杰克逊博士在船上所做的实验和演讲的启发和鼓舞，决心改行去设计新的长距离电信通讯。在亨利和盖勒的帮助下，他终于研制成功一种电报设备，并在1837年进行了公开表演。1838年以后，在新泽西州工厂主威尔的资助下，莫尔斯又对其电报系统完成了一系列改进工作：在远距离通讯中采用继电器并使用中断电源补充能量，制定了用“点”和“划”表示的“莫尔斯电码”，还发明了同时能发出有声信息的音响器。1843年，美国国会通过了资助三万美元在华盛顿和巴尔的摩间敷设实验电报线路的提案，并于次年建成。1858年，横贯大西洋的海底电缆铺设成功，完成了欧美之间的电报通讯体系。这一新技术对当时资本主义的发展以及整个人类生活都起到了积极的作用。
电话为现代重要通信方式之一，19世纪70年代问世。19世纪40年代已广泛使用的电报是划时代的信息传递方式，但它必须运用编码，多有不便。可是，资本主义工业以及与之相适应的城市的迅速发展，迫切需要迅速而且简便的通信工具。电话就是在这种情况下发明和发展起来的。美国发明家贝尔曾继承父业，从事聋哑语言的教学与研究。由于受到物理学家亥姆霍兹关于电磁铁能引起音叉振动的实验的启发，贝尔开始考虑利用电传递声音的可能性。他曾专程去华盛顿向物理学家亨利求教。经过多次实验，贝尔终于研制出第一台电话机，并于1876年在纪念美国独立一百周年费城博览会上展出，进行了相距一百五十公尺的通话表演。一年后，爱迪生改进了电话设备，他在送话器中增加了一对线圈，使通话距离大大增加，并将原来互逆使用的听筒和话筒分开，发明了效率高的碳粒话筒，使得通话的声音更加清晰、逼真，从而克服了贝尔电话原有的电流小、受线路电阻影响大、不能远传的缺点，使电话系统更趋实用。1877年正式成立了贝尔电话公司，开始了电话机的商业生产。1878年1月，在美国又建成了第一个电话交换台，开始了电话的普及阶段。