Ускоренное поступательное движение техники не могло совершаться без последовательно нараставшего использования результатов научных исследований. Простой практический опыт, бывший часто достаточным для решения технических задач в начале столетия, постепенно дополнялся теоретическим осмысливанием производственных процессов и точным инженерным расчетом. Математика все шире проникала в прикладные науки; новые открытия в различных областях естествознания все более ощутимо воздействовали на развитие ведущих отраслей промышленности. Так, результаты изучения природы электричества явились теоретической основой электротехники, сделав возможным применение электроэнергии в системах связи, в приводных устройствах рабочих машин и во многих технологических процессах металлургических, машиностроительных и химических предприятий (плавка, рафинирование и сварка металлов, изготовление металлопокрытий, промышленное получение водорода, хлора и пр.). Достижения органической и неорганической химии определили возникновение и расширение заводского производства искусственного волокна, синтетического жидкого топлива, пластических масс и т. п. Успехи механики способствовали коренным улучшениям в практике конструирования машинного оборудования и инженерных сооружений, совершенствованию баллистики и авиации.
В тесной связи с развитием техники совершало в этот период громадный качественный скачок и естествознание. Появились новые средства выполнения экспериментальных исследований, возникали и решались новые сложнейшие теоретические проблемы, шла последовательная дифференциация отдельных областей научных знаний на все более узкие специальные отрасли, и одновременно происходила своеобразная интеграция, при которой обособленно развивавшиеся науки связывались между собой пограничными дисциплинами (физическая химия — на границе физики и химии, биохимия — на стыке химии и биологии, астрофизика, геохимия).
Усилился контакт между учеными различных стран, позволивший принимать согласованные решения. Образовались постоянно действующие организации — международное бюро весов и мер (1875 г.), международная геодезическая ассоциация (1896 г.), международная ассоциация академий (1900 г.); в 1912 г. в Париже было учреждено международное бюро времени.
В огромном комплексе исследовательских работ этого периода определились три основные направления: исследование строения веществ, изучение проблемы энергии и создание новой физической картины мира. Во многом подготовленные работами предшествующего периода и побуждаемые требованиями материального производства научные исследования в каждом из этих направлений привели к крупнейшим открытиям (обнаружение явлений радиоактивности, выявление сложной структуры атома, превращаемости химических элементов и др.), которые не укладывались в рамки господствовавших тогда механистических представлений о материи. Коренной ломке прежних представлений сопутствовало становление новых принципов, составивших основу современных воззрений в ведущих областях естественных наук.
Однако ни техника, ни естествознание не развивались беспрепятственно и равномерно. Получение максимальных прибылей было в условиях монополистического капитализма главнейшим критерием для отбора и производственного применения изобретений и технических усовершенствований. Последовательное сосредоточение исследовательской и изобретательской деятельности в лабораториях, институтах и проектно-конструкторских бюро, финансируемых промышленными объединениями, ставило под контроль этих объединений огромную армию исследователей, изобретателей и конструкторов, определяло всю направленность и последующее использование их работ. Многие широкие общетехнические и народнохозяйственные мероприятия, вполне доступные для решения благодаря огромным успехам технической мысли, тормозились или даже срывались этими монополистическими объединениями. Любая временная стабилизация монопольных цен и глубокие кризисы перепроизводства отрицательно сказывались на техническом прогрессе, тормозя его и усиливая неравномерность и односторонность его развития. Вне сферы совершенствования техники намеренно оставлялись колониальные и зависимые страны. Разрыв между быстрым прогрессом Европы и Соединенных Штатов Америки и огромной технической отсталостью эксплуатируемых стран Азии и Африки становился все более разительным. Развитие естествознания сдерживали механистические и метафизические концепции, распространенные среди многих ученых того времени и оказавшиеся несостоятельными для истолкования и обобщения революционизирующих открытий конца XIX — начала XX в. Прогрессу естественно-научных знаний были противопоставлены ложные, идеалистические философские выводы об относительности человеческого знания, об «исчезновении» материи и т. п.
1. Техника
Промышленное применение электроэнергии