18世纪后期的工业革命，以及与之同步发生的政治大革命，这些奇特的巧合性使经济革命、政治革命、社会革命紧紧扭在一起。
——罗荣渠 著名历史学家，北京大学教授、博士生导师
什么是工业革命
工业革命，又称产业革命或技术革命，指资本主义工业化的早期历程，即资本主义生产完成了从工厂手工业向机器大工业过渡的阶段。是以机器生产逐步取代手工劳动，以大规模工厂化生产取代个体工场手工生产的一场生产与科技革命。
17、18世纪，英法等国资产阶级革命的胜利，为生产力的发展扫清了道路，资本主义工场手工业的发展和科学技术的发明，为向机器大工业过渡准备了条件。随着市场的扩大，以手工技术为基础的工场手工业不能满足市场的需要，资产阶级为追求利润，广泛采用新技术。工业革命18世纪60年代开始于英国，首先从棉纺织业开始，80年代因蒸汽机的发明和使用得到了进一步发展。继英国之后，法、美等国也在19世纪中期完成工业革命。它极大地促进了社会生产力的发展，巩固了新兴的资本主义制度，引起了社会结构和东西方关系的变化，对世界历史进程产生了重大影响。后来也有一些学者提出“多次工业革命”说，例如，19世纪后期的第二次工业革命，20世纪后半期的第三次工业革命。
工业革命是资本主义发展史上的一个重要阶段，它实现了从传统农业社会转向现代工业社会的重要变革。工业革命是生产技术的变革，同时也是一场深刻的社会关系的变革。从生产技术方面来说，它使机器代替了手工劳动、工厂代替了手工工场。从社会关系说，它使社会明显地分裂为两大对立的阶级─工业资产阶级和工业无产阶级。
工业革命也拉大了东西方社会进步的距离，完成了工业革命的西方国家，打开了亚、非、拉落后国家的大门，把整个世界纳入了资本主义的商品经济体系。
新的纺织机器
18世纪中叶，英国战胜了西班牙、荷兰和法国，成为了新的海上霸主，取得了大量的殖民地。这也就为英国的资本主义发展提供了无数廉价的工业原料和广阔的工业品销售市场。
由于国内外市场的迅速扩大，对工业品的需求大大超过了手工工场所能生产产品的数量。因此，资本家们迫切需要生产技术变革。
棉纺织业率先变革。因为在英国占领印度之后，大量的印度廉价棉布被贩卖到英国。英国的纺织工场主们为了生存，就不得不想办法改进生产技术，降低生产成本。
这些有利条件使得棉纺织业中出现了一系列技术创新及新的纺织机器的发明。1733年机械工约翰·凯伊发明飞梭。从前织工用手来回掷梭子，劳动强度大，效率低，而且因手臂长度有限布面不能太宽。飞梭实际上是安装在滑槽里带有小轮的梭子，滑槽两端装上弹簧，使梭子可以极快地来回穿行，布面也可以大大加宽。
之后的一些新发明，如理查德·阿克赖特的水力纺纱机（1796年）、詹姆斯·哈格里夫斯的多轴纺纱机（1770年）和塞缪尔·克朗普顿的走锭纺纱机（1779年）是十分出色的。水力纺纱机能在皮辊之间纺出又细又结实的纱；多轴纺纱机能同时纺8根纱线，后来是16根纱线，最后为100多根纱线；走锭纺纱机也称为“骡机”，因为它结合了水力纺纱机和多轴纺纱机的优点。所有这些新纺纱机很快就在生产出比织布工所能处理的多得多的纱线。
后来，一位名叫埃德蒙·卡特赖特的机械师在水力纺纱机和骡机的启发下，于1785年发明了一种由马驱动的动力织机（1789年以后改由蒸汽驱动）。虽然这种新发明物制作粗陋，在商业上无利可图。但是，经过20年的改进之后，其最严重的缺点得到了纠正。到19世纪20年代，这种动力织机在棉纺织工业中基本上已取代了手织织布工。
詹姆斯·瓦特和蒸汽机
詹姆斯·瓦特（1736～1819年）是英国著名的发明家，是工业革命时的重要人物。1776年制造出第一台有实用价值的蒸汽机。这种蒸汽机以后又经过一系列重大改进，成为了“万能的原动机”，在工业上得到广泛应用。瓦特开辟了人类利用能源的新时代，标志着工业革命的开始。后人为了纪念这位伟大的发明家，把功率的单位定为“瓦特”。
实际上瓦特并不是第一个发明蒸汽机的人。公元1世纪，亚历山大·希罗曾设计过类似的机器。1698年，汤姆斯·萨威利获得了用蒸汽机抽水的专利权。1712年英国人汤姆斯·牛考门获得了稍加改进的蒸汽机的专利权。牛考门蒸汽机效率非常低，只能用于煤矿排水。
1764年，瓦特在修理一台牛考门蒸汽机时，就对这种机器发生了兴趣。瓦特所做的第一项重大革新就是增加一个独立的凝汽室，并于1769年获得专利权。他还使蒸汽缸与外界绝缘，又于1782年发明了双动发动机。连同一些较小的革新一起，这些发明使蒸汽机的效率至少提高了四倍。1781年，瓦特还发明了一套齿轮，从而使蒸汽机的往复运动变换成为旋转运动，这套齿轮使蒸汽机的用途更加广泛。瓦特又发明了自动调节蒸汽机运转速度的离心式调速器（1788年）、压力计（1790年）、计数器、示功器、节流阀以及许多其他仪器。
瓦特本人没有很好的经商头脑。但是他在1775年同一个非常能干的商人、工程师马娄·布尔顿合股成立了瓦特—布尔顿公司。该公司生产了大量的蒸汽机，他们俩也都成了富翁。
1800年，瓦特的专利与布尔顿的合作到期，他于同年退休。但他们的合作延续到下一代，马修·布尔顿与小詹姆斯·瓦特继续合作，同时吸收了威廉·默多克为合伙人，保证了公司的持续成功。
瓦特退休后曾与他的第二任妻子到法国与德国旅行，并且在威尔士购买了一所住宅。1819年8月25日，八十三岁的瓦特于英国斯塔福德郡汉兹沃斯的家中去世。
汽船和火车
纺织工业、采矿工业和冶金工业的发展引起对改进过的运输工具的需要，这种运输工具可以运送大宗的煤和矿石。朝这方向的最重要的一步是在1761年迈出的；那年，布里奇沃特公爵在曼彻斯特和沃斯利的煤矿之间开了一条长7英里的运河。曼彻斯特的煤的价格下降了一半；后来，这位公爵又使他的运河伸展到默西河，为此耗去的费用仅为陆上搬运者所索取的价格的六分之一。这些惊人的成果引起运河开凿热，使英国到1830年时拥有2500英里的运河。
与运河时代平行的是伟大的筑路时期。道路起初非常原始，人们只能步行或骑马旅行；逢上雨季，装载货物的运货车在这种道路上几乎无法用马拉动。1850年以后，一批筑路工程师——约翰·梅特卡夫、托马斯·特尔福德和约翰·麦克亚当发明了修筑铺有硬质路面、能全年承受交通的道路的技术。乘四轮大马车行进的速度从每小时4英里增至6英里、8英里甚至10英里。夜间旅行也成为可能，因此，从爱丁堡到伦敦的旅行，以往要花费14天，这时仅需44小时。
1830年以后，公路和水路受到了铁路的挑战。这种新的运输方式分两个阶段实现。首先出现的是到18世纪中叶已被普遍使用的钢轨或铁轨，它们是供将煤从矿井口运到某条水路或烧煤的地方用的。据说，在轨道上，一个妇女或一个孩子能拉一辆载重四分之三吨的货车，一匹马能干22匹马在普通的道路上所干的活。第二个阶段是将蒸汽机安装在货车上。这方面的主要人物是采矿工程师乔治·斯蒂芬孙，他首先利用一辆机车把数辆煤车从矿井拉到泰恩河。1830年，他的机车“火箭号”以平均每小时14英里的速度行驶31英里，将一列火车从利物浦牵引到曼彻斯特。短短数年内，铁路支配了长途运输，能够以比在公路或运河上所可能有的更快的速度和更低廉的成本运送旅客和货物。到1838年，英国已拥有500英里铁路；到1850年，拥有6600英里铁路；到1870年，拥有15500英里铁路。
蒸汽机还被应用于水上运输。从1770年起，苏格兰、法国和美国的发明者就在船上试验蒸汽机。第一艘成功的商用汽船是由美国人罗伯特·富尔顿建造的；他曾前往英国学习绘画，但是与詹姆斯·瓦特相识后，转而研究工程学。1807年，他使自己的“克莱蒙脱号”汽船在哈得孙河下水。这艘船配备着一台驱动明轮的瓦特式蒸汽机，它溯哈得孙河面上，行驶150里，抵达奥尔巴尼。其他发明者也以富尔顿为榜样，其中著名的有格拉斯哥的亨利·贝尔，他在克莱德河两岸为苏格兰的造船业打下了基础。早期的汽船仅用于江河和沿海的航行，但是，1833年，“皇家威廉号”汽船从新斯科舍行驶到英国。5年后，“天狼星号”和“大西方号”汽船分别以16天半和13天半的时间朝相反方向越过大西洋，行驶时间为最快的帆船所需时间的一半左右。1840年，塞缪·肯纳德建立了一条横越大西洋的定期航运线，预先宣布轮船到达和出发的日期。肯纳德宣扬他的航线是已经取代“与帆船时代不可分离的、令人恼火的不规则”的一条“海洋铁路”。到1850年，汽船已在运送旅客和邮件方面胜过帆船，并开始成功地争夺货运。
法拉第发现电磁感应
1820年奥斯特发现电流磁效应后，许多物理学家便试图寻找它的逆效应，提出了磁能否产生电，磁能否对电作用的问题。1822年阿喇戈和洪堡在测量地磁强度时，偶然发现金属对附近磁针的振荡有阻尼作用。1824年，阿喇戈根据这个现象做了铜盘实验，发现转动的铜盘会带动上方自由悬挂的磁针旋转，但磁针的旋转与铜盘不同步，稍滞后。电磁阻尼和电磁驱动是最早发现的电磁感应现象，但由于没有直接表现为感应电流，当时未能予以说明。
1831年8月，法拉第在软铁环两侧分别绕两个线圈，其一为闭合回路，在导线下端附近平行放置一磁针，另一与电池组相连，接开关，形成有电源的闭合回路。实验发现，合上开关，磁针偏转；切断开关，磁针反向偏转，这表明在无电池组的线圈中出现了感应电流。法拉第立即意识到，这是一种非恒定的暂态效应。紧接着他做了几十个实验，把产生感应电流的情形概括为五类：变化的电流、变化的磁场、运动的恒定电流、运动的磁铁、在磁场中运动的导体，并把这些现象正式定名为电磁感应。进而，法拉第发现，在相同条件下不同金属导体回路中产生的感应电流与导体的导电能力成正比，他由此认识到，感应电流是由与导体性质无关的感应电动势产生的，即使没有回路没有感应电流，感应电动势依然存在。
后来，法拉第给出了确定感应电流方向的楞次定律以及描述电磁感应定量规律的法拉第电磁感应定律。
电磁感应现象的发现，乃是电磁学领域中最伟大的成就之一。它不仅揭示了电与磁之间的内在联系，而且为电与磁之间的相互转化奠定了实验基础，为人类获取巨大而廉价的电能开辟了道路，在实用上有重大意义。
贝尔发明电话
在电话发明以前，人们异地联系的主要方式是发送电报。但发电报不仅手续麻烦，而且也不能进行及时的双向信息交流。因此，人们开始探索一种能直接传送人类声音的通信方式。美国人亚历山大·贝尔系统地学习了人的语音、发声机理和声波振动原理，在为聋哑人设计助听器的过程中，他发现电流导通和停止的瞬间，螺旋线圈发出了噪声，这一发现使贝尔突发奇想——“用电流的强弱来模拟声音大小的变化，从而用电流传送声音。”从此，贝尔和他的助手沃森就开始了设计电话的艰辛历程。
1875年6月2日，贝尔和沃森正在进行模型的最后设计和改进，最后测试的时刻到了，沃森在紧闭着门窗的另一房间把耳朵贴在音箱上准备接听，贝尔在最后操作时不小心把硫酸溅到自己的腿上，他疼痛地叫了起来：“沃森先生，快来帮我啊！”没想到，这句话通过他实验中的电话传到了在另一个房间工作的沃森先生的耳朵里。这句极普通的话，也就成为人类第一句通过电话传送的话音而记入史册。1875年6月2日，也被人们作为发明电话的伟大日子而加以纪念，而这个地方——美国波士顿法院路109号也因此载入史册，至今它的门口仍钉着块铜牌，上面镌有：“1875年6月2日电话诞生于此。”
1876年3月7日，贝尔获得电话发明专利，第二年，在波士顿和纽约架设的第一条电话线路开通。也就在这一年，有人第一次用电话给《波士顿环球报》发送了新闻消息，从此开始了公众使用电话的时代。一年之内，贝尔共安装了230部电话，建立了贝尔电话公司，这就是美国电报电话公司（AT&T）的前身。
达尔文与进化论
1809年2月12日，达尔文出生在英国的施鲁斯伯里。小时候的达尔文虽然成绩平平，但是热爱大自然，尤其喜欢打猎、采集矿物和动植物标本。达尔文的祖父和父亲都是当地的名医，他的父亲希望他能继承祖业成为医生，因此把他送进医学院学医。可是达尔文始终无法克服看到别人流血、痛苦时的恐惧感。后来他的父亲又让他进入神学院，希望他能成为一名牧师。这一次达尔文高兴地接受了父亲的安排。他非常清楚，虽然自己十分厌烦神创论等谬说，但乡村牧师悠闲自在的生活可以为他提供相当多的余暇，让他发展自己在博物学方面的兴趣。他不顾父亲责备他“不务正业”，经常到野外采集动植物标本，把大部分时间用于听自然科学讲座，自学大量的自然科学书籍。
大学毕业这一年，达尔文放弃了待遇丰厚的牧师职业，以“博物学家”的身份，自费搭乘英国政府组织的“贝格尔号”军舰，开始了漫长而又艰苦的环球考察活动。
在为期五年的考察中，达尔文在动植物和地质方面进行了大量的观察和采集。他每到一地总要进行认真的考察研究，采访当地的居民，有时请他们当向导，跋山涉水，采集生物标本，挖掘生物化石，发现了许多没有记载的新物种。在对加拉帕戈斯群岛的考察中，达尔文见到了岛上的多种巨龟和山雀，他不由心生疑惑：“生物为什么会如此千变万化？彼此之间有什么联系呢？”
这次探索之旅结束后，达尔文带回了大量的旅行资料，包括770页日记，关于地质学和动物学的长篇笔记，还有数千个鸟类、昆虫、植物和岩石标本。回到英国后他立即投入到资料的整理工作中，这是一项繁复且耗时漫长的工作。随着整理的不断深入，达尔文逐渐认识到：“物种不是一成不变的，而是随着客观条件的不同而相应变异。”
1859年11月底，达尔文的巨作《物种起源》（全名为《论物种起源：通过自然选择的方式》）正式出版。它以全新的进化思想推翻了神创论和物种不变论，把生物学建立在科学的基础上，提出震惊世界的论断：生命只有一个祖先，生物是从简单到复杂，从低级到高级逐渐发展而来的。它发表传播后，生物普遍进化的思想以及“物竞天择，适者生存”的进化论已为学术界、思想界公认为19世纪自然科学的三大发现之一。
巴斯德发现病菌
路易·巴斯德，是法国的微生物学家、化学家，是近代微生物学的奠基人之一。巴斯德出生于法国汝拉省多尔一个贫苦的皮鞋匠之家，但他从小就很努力，在父亲的鼓励下，前往巴黎，进入大学进修。此后在学校生活中他曾致力于各种化学研究。1848年他成为物理教授。1854年，巴斯德应聘到德国一所大学出任化学系主任。
1865年，法国南部蔓延着一种可怕的蚕病，使养蚕业面临一场严重的危机，一种病疫造成蚕的大量死亡，南方的丝绸工业也因此遭到严重打击。
路易斯·巴斯德得到消息之后，马上到法国南部实地调查。他首先取来病蚕和被病蚕吃过的桑叶仔细观察，一连几天和助手通宵达旦地工作。很快，他通过显微镜发现蚕和桑叶上都有一种椭圆形的微粒。这些微粒能游动，还能迅速地繁殖后代。他找来没病的蚕和从树上刚摘的桑叶，在显微镜下，发现了那种微粒。“这就是病源！”巴斯德兴奋地叫了起来。他立即告诉农民，把病蚕和被病蚕吃过的桑叶统统烧掉。这样，蚕病被控制住了。
通过蚕病事件，巴斯德为人类第一次找到了致病的微生物，给它取了个名字，叫“病菌”。
此后，巴斯德开始研究人类致病的原因，结果发现了多种病菌。他还发现在高温下，病菌很快就会残废，于是他向医生宣传高温杀菌法，可以防止病菌传染。现在，我们医院里使用的医疗器械，都要用高温水蒸汽蒸煮，这就是用巴斯德发明的消毒方法，后人叫它“巴氏消毒法”。
由于在科学上的卓越成就，使得巴斯德在整个欧洲享有很高的声誉，德国的波恩大学郑重地把名誉学位证书授予了这位赫赫有名的学者。但是，普法战争爆发后，德国强占了法国的领土，出于对自己祖国的深厚感情和对侵略者德国的极大憎恨，巴斯德毅然决然地把名誉学位证书退还给了波恩大学，他说：“科学虽没有国界，但科学家却有自己的祖国。”这掷地有声的话语，充分表达了一位科学家的爱国情怀，并因此而成为一句不朽的爱国名言。
1880年，法国鸡霍乱流行，怎样才能使鸡不得传染病呢？这成了巴斯德新的研究课题。不久，他向科学院送上了自己的研究报告，他发现了传染病的免疫方法。
巴斯德把导致鸡霍乱流行的病菌浓缩液注射到鸡身上，当天鸡就死了。病菌浓缩液放了几个星期之后，巴斯德又给鸡注射，鸡却没有死。经过多次实验，巴斯德认识到，病菌放一段时间之后，不仅毒性大为减少，而且还有抗病的效力。这样，他就制成了鸡霍乱疫苗，注射后，能增强鸡的抵抗力，防止霍乱传染。
掌握了制造疫苗的方法之后，巴斯德就开始研究使人类致病的病菌。他组织学士们和助手们进行了无数次实验，制成了伤寒、霍乱、白喉、鼠疫等多种疫苗，控制了多种传染病。
诺贝尔与诺贝尔奖
诺贝尔奖创立于1901年，它是以瑞典著名化学家、硝化甘油炸药发明人阿尔弗雷德·贝恩哈德·诺贝尔的名字命名。诺贝尔1833年生于瑞典斯德哥尔摩，毕生致力于炸药研究，并取得了重大成就。他一生共获技术发明专利355项，并在20个国家开设了约100家公司和工厂，积累了巨额财富。
然而对于自己的发明被用于破坏，诺贝尔感到震惊和遗憾。1896年12月10日，诺贝尔在意大利逝世。逝世的前一年，他留下遗嘱提出，将其部分遗产作为基金，以其利息分设物理学、化学、生理学或医学、文学及和平五个奖项，授予世界各国在这些领域对人类作出重大贡献的人士。据此，1900年6月瑞典政府批准设置了诺贝尔基金会，瑞典议会通过了《颁发诺贝尔奖金章程》，并于次年诺贝尔逝世五周年纪念日，即1901年12月10日首次颁发诺贝尔奖。自此以后，除因战时中断外，每年的这一天分别在瑞典首都斯德哥尔摩和挪威首都奥斯陆举行隆重的授奖仪式。
1968年瑞典中央银行于建行300周年之际，为纪念诺贝尔，出资增设了诺贝尔经济奖（全称为“瑞典中央银行纪念阿尔弗雷德·伯恩德·诺贝尔经济科学奖金”，亦称“纪念诺贝尔经济学奖”），授予在经济科学研究领域作出重大贡献的人。该奖于1969年开始与其他五个奖项同时颁发。
发明大王爱迪生
爱迪生是位举世闻名的美国电学家和发明家，他除了在电灯、留声机、电话、电报、电影等方面的发明和贡献以外，在矿业、建筑业、化工等领域也有不少著名的创造和真知灼见。爱迪生一生共有约两千项创造发明，为人类的文明和进步作出了巨大的贡献。
爱迪生的父亲是荷兰人的后裔，母亲曾当过小学教师，是苏格兰人的后裔。爱迪生八岁的时候才上学，但仅仅读了三个月的书，就被老师斥为“低能儿”而撵出校门。从此以后，他的母亲便是他的“家庭教师”。由于母亲的良好的教育方法，使得他对读书发生了浓厚的兴趣。之后爱迪生开始博览群书，尤其对物理和化学特别感兴趣，少年时期的他一边卖报、做小生意，一边组建他的化学实验室，有一次在火车上他的化学药品发生了爆炸，他连同他的设备全被扔出车外。
1869年10月他与波普一起成立一个“波普—爱迪生公司”，专门经营电气工程的科学仪器。之后他在新泽西州纽瓦克市的沃德街建了一座工厂，专门制造各种电气机械。他通宵达旦地工作。在纽瓦克，他发明了诸如蜡纸、油印机等，1872～1875年，爱迪生先后发明了二重、四重电报机，还协助别人搞成了世界上第一架英文打字机。
1877年，爱迪生改进了早期由贝尔发明的电话，并使之投入了实际使用。他还发明了他心爱的一个项目——留声机。电话和电报“是扩展人类感官功能的一次革命”；留声机是改变人们生活的三大发明之一，“从发明的想象力来看，这是他极为重大的发明成就”。到这个时候，人们都称他为“门罗公园的魔术师”。
爱迪生在发明留声机的同时，经历无数次失败后终于对电灯的研究取得了突破，1879年10月22日，爱迪生点燃了第一盏真正有广泛实用价值的电灯。为了延长灯丝的寿命，他又重新试验，大约试用了6000多种纤维材料，才找到了新的发光体——日本竹丝，可持续1000多小时，达到了耐用的目的。从某一方面来说，这一发明是爱迪生一生中达到的登峰造极的成就。
1929年10月21日，在电灯发明五十周年的时候，人们为爱迪生举行了盛大的庆祝会，德国的爱因斯坦和法国的居里夫人等著名科学家纷纷向他祝贺。不幸的是，就在这次庆祝大会上，当爱迪生致答词的时候，由于过分激动，他突然昏厥过去。从此，他的身体每况愈下。1931年10月18日，这位为人类作出过伟大贡献的科学家因病逝世，终年八十四岁。
居里夫人与镭
居里夫人1867年11月7日生于波兰。1895年在巴黎求学时，和法国科学家彼埃尔·居里结婚。居里夫人曾两次获得诺贝尔奖。她是巴黎大学第一位女教授，是法国科学院第一位女院士，同时还被聘为其他15个国家的科学院院士。在她的一生中，共接受过7个国家24次奖金和奖章，担任了25个国家的104个荣誉职位。但居里夫人从不追求名利。她把献身科学，造福人类作为自己的终生宗旨。
1896年，法国物理学家亨利·贝克勒发现了元素放射线。但是，他只是发现了这种光线的存在，至于它的真面目，还是个谜。这引起了居里夫人极大的兴趣，她认为，这是个绝好的研究课题，就同丈夫彼埃尔商量。
“这个课题选得很好，”彼埃尔说，“贝克勒线前年才发现，我想可能还没有人研究。如果发现这种射线的性质和来源，可以写出一篇出色的论文。不过，这是件艰巨的事情，困难也很多。”“我知道，”玛丽微笑着说，“不过不要紧，有你这样一位尊敬的老师合作，就一定会成功！”
要研究放射性元素，需要一间宽敞的实验室。彼埃尔东奔西跑，最后才在他原来工作过的理化学校借到一间又寒冷又潮湿的小工作间。实验仪器很少，屋顶漏雨，墙壁透风，条件实在太糟了。但是居里夫人毫不在乎，专心做她的实验。在研究过程中，她发现，能放射出那奇怪光线的不只有铀，还有钍。她把这些光线称为“放射线”。
居里夫人在进一步的研究中发现，可能还有一种物质能够放射光线。这种光线要比铀放射的光线强得多。她认为，这种新的物质，也就是还未被发现的新元素，只是极少量地存在于矿物之中。她把它定名为“镭”，在拉丁文中，它的原意就是“放射”。彼埃尔也同意这种见解，可是当时有很多科学家并不相信。他们认为这可能是实验出了错误，有的人还说：“如果真有那种元素，请提取出来，让我们瞧瞧！”
为了得到镭，居里夫妇必须从沥青铀矿中分离出镭来。他们怎样才能得到足够的沥青铀矿呢？这种矿很稀少，矿中铀的含量极少，价格又很昂贵，他们根本买不起。后来，他们得到了奥地利政府赠送的一吨已提取过铀的沥青矿的残渣，开始了提取纯镭的实验。
在一间简陋的窝棚里，居里夫人要把上千公斤的沥青矿残渣，一锅锅地煮沸，还要用棍子在锅里不停地搅拌；要搬动很大的蒸馏瓶，把滚烫的溶液倒进倒出。就这样，经过三年零九个月锲而不舍的工作，1902年，居里夫妇终于从矿渣中提炼出0.1克镭盐，接着又初步测定了镭的原子量。
1906年，彼埃尔·居里在一场意外的车祸中丧生。居里夫人极为哀痛，但这并没有动摇她献身科学的意志，她决心把与丈夫共同开拓的科学事业进行下去。1910年，居里夫人成功地分离出金属镭，分析出镭元素的各种性质，精确地测定了它的原子量。同年，居里夫人出版了她的名著《论放射性》，并出席了国际放射学理事会。会上制定了以居里名字命名的放射性单位，同时采用了居里夫人提出的镭的国际标准。
居里夫人和她的丈夫决定放弃炼制镭的专利权。她认为，那是违背科学精神的。她曾经对一位美国女记者说：“镭不应该使任何人发财。镭是化学元素，应该属于全世界。”这位记者问她：“如果世界上所有的东西任你选挑，你最愿意要什么？”她回答：“我很想有一克纯镭来进行科学研究。我买不起它，它太贵了！”原来，居里夫人在丈夫死后，把他们几年艰苦劳动所得，价值百万法郎的镭，送给了巴黎大学实验室。这位记者深为感动。她回到美国后，写了大量文章，介绍居里夫妇，并号召美国人民开展捐献运动，赠给居里夫人一克纯镭。1921年5月，美国哈定总统在首都华盛顿亲自把这克镭转赠给居里夫人。在赠送仪式的前一天晚上，居里夫人又坚持要求修改赠送证书上的文字内容，再次声明：“美国赠送我的这一克镭，应该永远属于科学，而绝不能成为我个人的私产。”
居里夫人晚年在镭学研究院工作，亲自指导来自外国的青年科学家从事研究工作。在她培养的许多优秀科学家中，有中国的放射化学创始人郑大章和物理学家施士元教授。由于长期受到放射性物质的严重损害，居里夫人患了白血病，于1934年7月4日逝世。
莱特兄弟与飞机
莱特兄弟出生于美国俄亥俄州的代顿市。哥哥威尔伯·莱特生于1867年4月16日，他的弟弟奥维尔·莱特生于1871年8月19日，他们从小就对机械装配和飞行怀有浓厚的兴趣。有一次，他们的父亲从欧洲回来，带来了一个飞螺旋，把飞螺旋上面的橡皮筋扭好，一松手，它就发出呜呜的声音，向空中高高地飞去。玩过之后，兄弟俩便把飞螺旋拆开了，想从中探索一下，它为何能飞上天去。从这以后，在他们的幼小心灵里，就萌发了将来一定制造出一种能飞上高高蓝天的东西。这个愿望一直影响着他们。
从1896年开始，莱特兄弟就一直热心于飞行研究。德国的奥托·李林塔尔试飞滑翔机成功的消息使他们立志飞行。而1896年李林塔尔试飞失事，促使他们把注意力集中在了飞机的平衡操纵上面。他们特别研究了鸟的飞行，并深入钻研了当时几乎所有关于航空理论方面的书籍。这个时期，航空事业连连受挫，飞行技师皮尔机毁人亡，重机枪发明人马克沁试飞失败，航空学家兰利连飞机带人摔入水中，等等，这使大多数人认为飞机依靠自身动力的飞行完全不可能。
莱特兄弟却没有放弃自己的努力。从1900年至1902年，他们除了进行一千多次滑翔试飞之外，还自制了两百多个不同的机翼进行了上千次风洞实验，修正了李林塔尔的一些错误的飞行数据，设计出了较大升力的机翼截面形状。滑翔机的留空时间毕竟有限，但假如给飞机加装动力并带上足够的燃料，那么它就可以自由地飞翔、起降。于是，兄弟俩又开始了动力飞机的研制。莱特兄弟废寝忘食地工作着，不久，他们便设计出一种性能优良的发动机和高效率的螺旋桨，然后成功以把各个部件组装成了世界上第一架动力飞机。
1903年，他们制造出了第一架依靠自身动力进行载人飞行的飞机“飞行者”1号，这架飞机的翼展为13.2米，升降舵在前，方向舵在后，两副两叶推进螺旋桨由链条传动，着陆装置为滑橇式，装有一台70千克重，功率为8.8千瓦的四缸发动机。这架航空史上著名的飞机，现在陈列在美国华盛顿航空航天博物馆内。
1904年，莱特兄弟制造了装配有新型发动机的第二架“飞行者”，在代顿附近的霍夫曼草原进行试飞，最长的持续飞行时间超过了5分钟，飞行距离达4.4千米；1905年又试验了第三架“飞行者”，由威尔伯驾驶，持续飞行38分钟，飞行38.6千米。
1906年，他们的飞机在美国获得专利发明权。莱特兄弟飞行的成功，最初并没有得到美国政府和公众的重视与承认，直到1907年还为人们所怀疑；反而是法国于1908年首先给他们的成就以正确的评价，从此掀起了席卷世界的航空热潮。他们也因此终于在1909年获得美国国会荣誉奖。同年，他们创办了“莱特飞机公司”。威尔伯·莱特于1912年5月29日逝世，年仅四十五岁。此后，奥维尔·莱特奋斗三十年，使莱特飞机公司成为世界著名飞机制造商，资金高达百亿美元。奥维尔·莱特于1948年1月3日逝世。
爱因斯坦与相对论
爱因斯坦1879年3月14日出生在德国的一个犹太人家庭。父亲是一个电器作坊的小老板，爱因斯坦十五岁时，父亲因企业倒闭带领全家迁往意大利谋生。
1896年秋天，爱基斯坦就读于瑞士联邦高等工业学校。在学校里，除了数学课以外，他对其他讲得枯燥无味的课程都不感兴趣。但热衷于探索自然界的奥秘，利用课外时间阅读大量有关哲学和自然科学的书籍。
1900年，爱因斯坦从瑞士联邦高等工业学校毕业后，加入了瑞士国籍，长期找不到工作。两年后，他才在瑞士联邦专利局找到同科学研究无关的固定职业。但在专利局供职期间，他不顾工资低微的清贫生活，坚持不懈地利用业余时间进行科学研究，并不断取得成果。1905年，爱因斯坦在物理学方面的研究，取得突破性进展，创立了狭义相对论。这时他刚刚二十六岁。
相对论是爱因斯坦在自己题为《论动体的电动力学》这篇论文中提出的。在此之前，传说物理学的时空观是静止的、机械的、绝对的，空间、时间、物质和物质运动相互独立，彼此没有什么内在联系。也就是说，物质只不过是孤立地处于空间的某一个位置，物质运动只是在虚无的、绝对的空间作位置移动，时间也是绝对的，它到处都是一样的，是独立于空间的不断流逝着的长流。这就是牛顿古典力学的时空观。爱因斯坦以极大的毅力和胆识，突破了传统物理学的束缚，猛烈地冲击形而上学的自然观。他认为，空间、时间、物质和物质运动，彼此不可分割，它们之间紧密相连。作为物质存在形式的空间和时间，在本质上是统一的，随着物质的运动而变化。狭义相对论的最重要的结论之一，是关于质量和能量的关系（E＝MC2）。它告诉我们，物质的质量是不固定的，运动的速度增加，质量也随着增加；一定质量的转化必定伴随着一定能量的转化，反之亦然。这个著名的公式成为原子弹、氢弹以及各种原子能应用的理论基础，由此而打开了原子时代的大门。
狭义相对论的问世，震动了物理学界，也使这位年轻学者的名字，马上传遍了整个欧洲，给他带来了极高的声誉。
在之后的研究中，爱因斯坦发现狭义相对论的理论体系并不完善，它只解释了直线运动，而不能解释加速运动和万有引力的问题。因此，他又进行了深入研究，最终创立了广义相对论。
广义相对论的重要结论是，加速运动与引力场的运动是等价的，要区别是由惯性力或者引力所产生的运动是不可能的。对此，爱因斯坦作了一个形象的比喻。他设想有一个人乘摩天楼的电梯自由降落，人不会感到自己在下降，因为这时电梯和人都依照重力加速度定律在下降，仿佛在电梯里不存在地球引力。反之，如果电梯以不变的加速度上升，那么人在电梯里将觉得双脚紧贴在地板上，好像站在地球表面一样。这个等价原理是广义相对论的基础，它显示了等速运动的一些基本原理可以应用到加速度运动中，把狭义相对论推广到更为普通的情况。
广义相对论建立了完善的引力理论，而引力理论主要涉及的是天体。到现在，相对论宇宙学进一步发展，而引力波物理、致密天体物理和黑洞物理这些属于相对论天体物理学的分支学科都有一定的进展，吸引了许多科学家进行研究。
英国宪章运动
19世纪20～30年代，随着工业革命的完成，英国的商业和运输业也有了很大的发展。因此，英国工业资产阶级的力量壮大起来，他们志得意满，进而要求取得政治的统治地位。1832年议会改革，他们的政治要求得到满足，登上了统治地位。工人阶级在议会改革运动中支持了资产阶级，但是结果一无所得，政治上依然处于无权的地位。于是工人阶级决定掀起一场争取普选权的运动。
以1836年“伦敦工人协会”成立和1837年《人民宪章》的公布为标志，英国的宪章运动蓬勃兴起。而1839年和1842年宪章派先后两次向议会提交的请愿书遭到否决，使宪章运动陷入低潮。但是，无论是从运动的组织领导，还是从请愿书的内容和参加签名的人数，都可以看出运动的规模在不断扩大、水平在不断提高。
1847年英国发生了经济危机，大批工人失业，实际工资降低，在这种环境下，宪章运动又重新活跃起来。1848年春，又传来了法国二月革命的消息。英国的宪章派和工人群众更为振奋。各地举行群众大会的次数越来越多，规模越来越大。宪章派决定在1848年4月10日组织示威游行，向议会递交新请愿书。各地宪章派纷纷响应。由于英国政府的镇压和宪章派领导人屈服，这次游行示威随之失败。
1848年示威游行失败后，宪章派内部发生分化，有些人认为工人阶级在当时的英国还不足以单独充当社会的推动力量，它应该与资产阶级合作。也有一些宪章派人士坚持工人阶级的组织应有自己的独立性，他们通过各种手段，力图把宪章运动复兴起来，但未能成功。从1848年到1858年的运动，是整个宪章运动走向衰落的阶段。不过，从思想发展的角度来看，它比前几个阶段的发展水平更高。而且，在世界工人运动史上，它也占有相当重要的位置。
1848年欧洲革命
1848年欧洲革命是指1848～1849年，主要发生在法兰西、德意志、奥地利、意大利、匈牙利等欧洲国家的资产阶级民主、民族革命。
法国七月革命胜利后，资本主义在法国的发展使广大工人农民和小资产阶级更加贫困。社会危机的加深，对基佐反动政府的不满，使得全国上下反对七月王朝的斗争更加激烈，要求改革选举制度，实行社会变革的呼声越来越高。广大群众的革命积极性空前高涨，全国各地不断发生饥民暴动，各城市工人也纷纷罢工，举行示威游行，并同军警发生冲突。革命形势在形成。
2月22日，法国“二月革命”终于爆发。人们冒雨走上街头，高喊口号冲向基佐住宅。2月23日，起义群众同政府军进行激战，工人也举行了自发的总罢工。法国国王路易·菲利普慌忙解除基佐的职务，答应实行改革。资产阶级准备妥协，但广大群众却把革命推向深入，决心推翻王朝，建立共和国，发动了起义。24日，菲利普逃往英国。资产阶级成立了由11人组成的临时政府，为了麻痹群众，吸收了两名工人代表。25日，法国成立共和国，即历史上的法兰西第二共和国。
巴黎二月革命胜利后，资产阶级为了对付无产阶级，下令解散“国家工场”，把工场中的工人编入军队或赶到外省做苦工，巴黎无产阶级被迫举行了六月起义（6月23～26日），但被镇压。
这一年，革命之火熊熊燃烧。不只在法国，其他国家和地区的革命活动也风起云涌。在法国二月革命的影响下，德意志许多地区都出现了要求改革的游行示威和武装起义，其中，最有影响的是普鲁士首都柏林的三月革命。3月初，柏林人民开始行动起来，举行集会，提出政治自由、实行大赦、在法律面前人人平等要求。群众运动愈演愈烈，18日，群众包围王宫，要求军队撤出柏林，遭到拒绝。群众立即发动起义，士兵们也同情起义，国王不得不妥协，宣布军队撤出柏林，召开议会，制订宪法，改组政府和释放政治犯。在这期间的战斗中，死伤一千多人，国王被迫向死难者致哀。此后，国王任命大资产阶级组织了政府。德意志各邦相继都组织了资产阶级自由派政府。5月中旬，在法兰克福召开了全德国民议会，并成立了帝国政府，第二年3月，还通过了一部宪法，但这个议会、政府和宪法都有名无实，对各邦没有任何约束力。1848年秋，反动势力进行反扑，11月，强行解散国民议会，柏林三月革命失败。
1848年3月，奥地利首都维也纳人民也行动起来，要求出版自由、信仰自由和建立责任内阁制等。群众和军警发生冲突，起义爆发。显赫一时的奥地利首相、维也纳体系的风云人物梅特涅被迫辞职，次日乔装逃往英国。但是，人民仍不满足，他们要求制定宪法，实行宪政，遭到政府拒绝。起义群众包围了王宫，国王不得不宣布同意颁布宪法，改组政府，但实际上换汤不换药。不过资产阶级靠人民的力量取得了部分政权。在维也纳三月革命的影响下，捷克、匈牙利等地也爆发了革命。3月，布拉格人民举行集会，向奥皇提出请愿书。奥皇不得不同意捷克语与德语平等，允许捷克成立责任内阁。不久，布拉格的资产阶级民主派要求撤出军队，遭到拒绝，6月发动起义。战斗持续了5天，最后被镇压下去。3月，匈牙利也发生革命，组织了独立政府，取得了在奥地利帝国内自治的权利。奥地利企图镇压匈牙利革命。10月，维也纳人民发动起义，占领了维也纳。奥皇出逃，调集军队反攻，起义群众终因寡不敌众，11月1日，维也纳失陷，革命失败。然后，奥地利政府调大军镇压匈牙利革命。匈牙利人民进行了英勇抵抗，最后于次年8月被镇压下去。1848年1月13日，意大利西西里首府巴勒摩人民首先发动起义，赶走了政府军，建立了资产阶级自由派的临时政府。意大利各地纷纷行动起来，组织资产阶级政府或进行资产阶级性质的改革，驱逐奥地利统治者。3月，以撒丁王国为首的意大利各邦对奥地利宣战。各邦统治者各怀私心，第二年，反奥战争失败，奥地利重新确立了在意大利许多邦国的统治。意大利革命最后失败。
1848年欧洲革命打击了欧洲各国的封建专制制度，摧毁了反动的神圣同盟和维也纳会议的体系，为资本主义的发展扫清了道路；它锻炼了法、德等国的无产阶级以及革命群众，丰富了科学社会主义的理论，对于马克思主义和后来欧洲工人运动以及社会主义运动的发展有着深远的影响。
《共产党宣言》
19世纪40年代，西欧主要资本主义国家进入机器大工业阶段，极大促进了经济的发展，但也使资本主义制度固有的矛盾即生产的社会化和生产资料的私人占有之间的矛盾日益暴露，导致周期性的经济危机的爆发。随着资本主义社会基本矛盾的激化，国际工人运动蓬勃兴起。欧洲三大工人运动标志着无产阶级已经作为独立的政治力量登上历史舞台。
马克思、恩格斯在直接参加并领导工人革命运动的过程中，认识到建立一个国际性的无产阶级革命政党对实现无产阶级的历史使命的重要性，于是先后成立了布鲁塞尔共产主义小组和布鲁塞尔共产主义通讯委员会，为创建无产阶级革命政党做准备。
1847年1月，他们应邀加入正义者同盟这一国际性工人组织，并着手把它改造为一个以科学的思想体系作指导的共产主义政党。1847年6月正义者同盟的伦敦代表大会根据马克思、恩格斯的建议，决定将同盟改名为共产主义者同盟，并讨论了恩格斯起草的同盟纲领草案——《共产主义信条草案》。随后，恩格斯起草了纲领的第二稿——《共产主义原理》。
同盟的伦敦第二次代表大会又委托马克思、恩格斯以宣言形式制定共产主义者同盟纲领，马克思与恩格斯交换意见，创作《共产党宣言》，于1848年1月底寄往伦敦。2月24日，《共产党宣言》在伦敦以单行本正式出版。
《共产党宣言》运用辩证唯物主义和历史唯物主义分析生产力与生产关系、经济基础与上层建筑的矛盾，分析阶级和阶级斗争，特别是资本主义社会阶级斗争的产生、发展过程，论证资本主义必然灭亡和社会主义必然胜利的客观规律，作为资本主义掘墓人的无产阶级肩负的世界历史使命。《共产党宣言》公开宣布必须用革命的暴力推翻资产阶级的统治，建立无产阶级的“政治统治”，表述了以无产阶级专政代替资产阶级专政的思想。《共产党宣言》还指出无产阶级在夺取政权后，必须在大力发展生产力的基础上，逐步地进行巨大的社会改造，进而达到消灭阶级对立和阶级本身的存在条件。《共产党宣言》批判当时各种反动的社会主义思潮，对空想社会主义作了科学的分析和评价。《共产党宣言》阐述作为无产阶级先进队伍的共产党的性质、特点和斗争策略，指出为党的最近目的而奋斗与争取实现共产主义终极目的之间的联系。《共产党宣言》最后庄严宣告：“无产者在这个革命中失去的只是锁链，他们获得的将是整个世界。”并发出国际主义的战斗号召：“全世界无产者，联合起来！”
《共产党宣言》的诞生标志着马克思主义的诞生，对全世界的无产阶级革命运动起了巨大的推动作用。
第一国际
第一国际即国际工人协会，是1864年建立的国际工人联合组织。马克思是创始人之一和实际上的领袖。第一国际是在19世纪50年代末、60年代初欧洲工人运动和民主运动重新高涨的形势下产生的。
1863年，波兰爆发了反对俄国民族压迫和反对封建的民族大起义。沙皇俄国惊恐万分，派出了大量的军队到起义者进行血腥镇压。沙俄军队的野蛮行径，引起了欧洲人民的强烈愤怒。
1863年7月22日，工人联合会伦敦理事会召开群众大会，抗议沙皇俄国镇压波兰起义，声援波兰人民正义斗争。法国工人代表团参加大会，并与英国工联领袖就联合行动问题交换了意见。同年11月10日英国工人大会通过《英国工人致法国工人》的呼吁书，号召两国工人加强团结，共同战斗。
1864年9月28日，英国工联在伦敦圣马丁堂召开群众大会，欢迎为响应呼吁书而来访的法国工人代表团。出席大会的还有德国、意大利、波兰、爱尔兰的工人代表以及一些资产阶级民主人士。
这次会议讨论了声援波兰人民和国际工人联合斗争的问题。大会决定成立国际性的工人组织，这个工人组织后来被定名为“国际工人协会”。
1864年10月5日，国际举行临时委员会第一次会议，选举代表各国的委员，连同原已选出的委员，共五十人；会议还选出一个由九人组成的起草章程的专门委员会。马克思出席国际成立大会，并被选入临时委员会和小委员会。在马克思的努力下，小委员会否定了马志尼的秘书沃尔弗和老宪章派韦斯顿提出的充满资产阶级民主主义精神的纲领文件草案，粉碎了资产阶级分子领导国际工人运动的企图，并最终通过了马克思起草的《成立宣言》和《共同章程》两个纲领性文件，规定了国际工人协会的政治方向和组织原则。
第一国际成立后先后组织各国工人开展运动，欧洲各国的工人运动此起彼伏。如1866年英国裁缝工人大罢工，1867年法国青铜工人大罢工，1868年瑞士日内瓦建筑工人大罢工。
在支持各国工人罢工的同时，第一国际也在与各种机会主义的斗争。第一国际成立后先后进行了反对蒲鲁东主义、反对工联主义、反对巴枯宁主义的斗争。在它存在期间，传播了科学社会主义，促进了工人运动的发展，加强了无产阶级的国际团结。1876年7月15日，第一国际宣布解散。
巴黎公社
1870年9月2日，拿破仑三世在普法战争中战败投降。9月4日，巴黎人民发动起义，推翻了第二帝国的统治，建立了共和国，即法兰西第三共和国。但是，革命的胜利果实却落入了资产阶级共和派右翼和帝制派奥尔良党人之手。
1871年2月17日，梯也尔出任法国政府首脑。资产阶级临时政府对逼近巴黎的普鲁士军队采取了屈膝投降的态度。1871年2月28日，同德国（当时普鲁士隶属于德意志的一个邦联国）草签了条约，割让阿尔萨斯、洛林大片领土给德国，并赔款50亿法郎。
梯也尔政府的丧权辱国行为激起人民群众的极大愤慨。巴黎民众纷纷要求成立公社，以监督政府。3月15日，国民自卫军251个营队的代表选出中央委员会。3月18日晨，梯也尔政府出动军队袭击蒙马特尔和梭蒙高地，企图夺取国民自卫军的417门大炮，逮捕国民自卫军中央委员会成员，从而触发武装起义。
巴黎人民奋起反击，当晚就占领了城内的战略要地，临时政府总理梯也尔狼狈逃出巴黎，迁往凡尔赛。3月26日巴黎进行选举，3月28日正式成立巴黎公社。巴黎公社是第一个无产阶级政权的雏形，巴黎公社的领导人许多是第一国际的成员。
败逃的梯也尔自然不会就此罢休。正规军撤至凡尔赛后，借巴黎公社选举的时机，重整了军队。4月2日梯也尔聚集四万军队展开对巴黎的进攻，并于5月10日在法兰克福与普鲁士签订合约，割让阿尔萨斯和洛林，支付50亿法郎的战争赔款。作为交换，俾斯麦提前释放了十万被俘的波拿巴军队帮助梯也尔向公社进行镇压，使梯也尔反革命势力自5月初就占了决定性优势。
凡尔赛军队自5月初在西线和南线不断推进，5月21日，在国民自卫军疏忽的情况下，凡尔赛反革命军队与巴黎城内叛徒相策应，攻进巴黎市。同时占据巴黎东部和北部炮台的普鲁士军队悍然不顾停战协定，为凡尔赛军放行。凡尔赛军只遇到微弱的抵抗就经过了西半部富人区，到了东半部工人区后，遭遇到顽强的抵抗。无产者的武装英勇地同反革命军展开巷战和街垒战。在历经八天的战斗后，最后一个街垒被攻破，公社的最后捍卫者在贝尔维尔和梅尼尔蒙坦高地上倒下。
巴黎公社是无产阶级推翻资产阶级统治，建立无产阶级专政的一次伟大尝试。诚然，由于当时的政治经济条件所限，世界范围内的资本主义正处于上升和大发展的时期，资产阶级正与封建势力作最后阶段的斗争，发生于资本主义大工业初期阶段的这次无产阶级起义无法进行其推翻资本主义统治、实现科学社会主义的愿望。但是，作为一次壮举，它带给我们以教育和反思。它深刻地表明，资本主义社会的民主，只是资产阶级内部的民主，当无产阶级的斗争威胁到了资产阶级的利益和安全时，资产阶级会毫不犹豫地把无产阶级投入血泊之中。
巴黎公社的实践，丰富了马克思主义关于无产阶级革命和无产阶级专政的学说。它的经验和教训是国际社会主义运动的宝贵财富。公社战士在同强大敌人战斗时表现出来的英勇不屈、视死如归的精神将永垂史册。