在這段時期裏，李約瑟產生了這樣一個信念：他認為人類生活裏包含著各種少不了的經驗，它們各自存在，不能互相排斥；即使在方法上相互矛盾，彼此還是可以解釋的，這些經驗的各個範疇都是相對的，沒有一個能達到絕對真理，不要認為某一範疇是唯一可以解開宇宙之謎的鑰匙。隻有全麵地體驗所有的範疇，才有可能解決它們之間的矛盾。李約瑟用這種觀點來解釋他的“新機械論”，即科學必須用某種方法去研究，但他不會給你任何打開絕對真理的鑰匙。
他在接觸了馬克思主義的方法論之後，覺得它對於社會倫理學和“尚處於這混合體”中的人類的責任方麵，道理闡述得極為透徹。而他的觀點是：“神學必須適應科學上的各種解釋，而科學又必須重視曆史學家和哲學家的洞察力。”又一次對科學和宗教作了一定程度的調和。在以後的20多年中，他一邊搞實驗工作，一邊出版了有關這方麵的著作，如與人合著的《科學、宗教與現實》，以及他自己著的《懷疑的生物學家》、《偉大的兩棲類》、《曆史在我們這一邊》、《時間——更新的長河》。
三、年青的劍橋大學生物化學教授
1924年，李約瑟獲得哲學博士學位，並被他的母校岡維爾—基茲學院選為院士。這一年，他同一位女同事多蘿西·莫依爾結婚。婚後的生活一直很有意思，他們整個假日都在海洋生物實驗室度過，有時做實驗，有時去訪問別的試驗室，把業務和娛樂結合了起來。不久，他們夫婦二人同時被選為英國皇家學會（又名英國科學院）的會土。這件事當時曾傳為美談，因為除了英國的維多利亞女皇及其夫婿艾伯特以外，自17世紀皇家學會成立以來，他們是同時得到這項殊榮的第一對夫婦。李約瑟是研究胚胎的生物化學作用的，而多蘿西女士（後取名李大斐）是研究肌肉的生物化學作用的權威。
李約瑟作為皇家學院院士，有機會與同院的其他文學士談論內省心理學，使他在研究精神病生物化學時，把神經生理學和神經心理學聯係起來，滿意地解釋了憂慮神經病、執迷神經病之類的精神狀態，並予以克服。
他這樣努力溝通生物化學同神經生理學、神經心理學之間的隔閡，同他企圖把科學和宗教作一番調和一樣，都是他“搭橋”心理的例證。不久，他在一次閱讀舊文獻時，偶爾發現了一篇有關雞蛋孵化過程中產生肌醇的論文，該論文使他又一次起了“搭橋”的念頭。他料想雞蛋在短短三星期的孵化過程中，一定有個奇妙的的化工廠。這個想法當即受到霍普金斯的熱情稱讚和全力支持。
1931年這項研究宣布完成，31歲的李約瑟出版了他的三卷本巨著《化學胚胎學》。這是他在生物化學上的成名之作。這本著作不僅給一門新的科學下了定義，作了解釋，為下一步研究工作奠定了基礎，而且也是《中國科學技術史》的前驅。沒有他那種非凡的組織能力和記憶力，沒有他那種精密地管理和運用筆記、實例、參考資料，善於建立檔案和編製卡片索引的能力，無論科學和曆史方麵的創造性都無從實現。盡管他所有的著作都是探索，不作最後結論，但卻打開了寶藏的礦山，由學者嗣後進一步開發。
隨後，李約瑟被委任為劍橋大學生物化學教授。
同一年，生物化學和實驗胚胎學這兩門學科的界域發生了突破，這一根本性的發現，又一次引起了李約瑟對它進行研究的興趣。於是到了1942年他又出版了《生物化學與形態發生》，那裏麵提出了當時存在的許多問題，其中有些至今還解決不了，所以它仍被認為是一本有用的書。
在20年代和30年代，左翼政治思想曾在英國流行一時，劍橋生化實驗室也是個左翼思想占上風的地方。李約瑟的前任威廉·鄧生化講座講師霍爾丹是實驗室的主要人物之一，他對李約瑟的影響很大。霍爾丹是位積極的英國共產黨員，曾在第一次世界大戰中任蘇格蘭軍司令，對科學工作有著高度的創造性。霍普金斯出任過科學工作者協會主席，那是個代表各類科學工作者的工會組織，李約瑟也是該會老會員之一，幾乎從成立一直到後來合並為規模更大的科學、技術與管理人員協會。還有年輕的生物化學家諾曼·皮裏與多蘿西·莫依爾在劍橋科學家反戰小組中積極活動。實驗室另一特點就是它的國際性和接納女研究人員，世界各地的男女科學工作者聞訊後紛紛來到該室工作。
但是宗教生活的吸引力極強，李約瑟一麵在生化實驗室工作，一麵卻曾有兩年功夫在劍橋的良牧宣道會裏做雜務修士。1924年他才離開修道院。後來在一次訪問中他認識了一位出身低賤的猶太科學家，懂得了怎樣從社會下層來觀察生活，並在這位猶太科學家的引導下，開始接觸馬克思主義的經典著作。有時他還和夫人一起乘船出海搜集資料，並漸漸習慣了海上生活。李約瑟後來說，他很感激那時能有駕駛船隻的實踐，否則，在他寫《中國科學技術史》中造船和航海各章的時候，要困難得多。
李約瑟在大學時代熱衷於研究科學史，尤其是生物學史。他早期很多論文就是關於科學史的。這也許是受他的中學校長桑德森的影響，李約瑟在學生時代就對《生理學史》和《科學史》兩書極感興趣。他後來寫道：進入學校以來，我對於曆史就懷有熱忱。光做實驗室的科學永遠不能使我滿意，因而我感到有必要在《化學胚胎》書前寫了長篇的胚胎學史述，從一起始直敘記到1800年。這篇長序後來單獨成書出版，書名《胚胎學史》。
李約瑟極力主張劍橋大學必須在科學史研究方麵有所作為，於是校生物學教務委員會指定他一個人成立一個委員會，再吸收其他人員組織一個科學史講座。他們舉辦的第一個講座吸引了許多聽眾，後來這講座內容刊印成書，名叫《現代科學的背景》。這個講座實際上就是劍橋大學科學史係的起源。該係後來擁有教師十數名，還有威普爾科學史圖書館，因此可以說，劍橋建立科學醫學史的獨立學科，主要應該歸功於李約瑟。
但實際上他根本沒有正式聽課學過科學史，隻是在埋頭實驗工作之餘，順便涉獵而已。20年代後期，李約瑟在編寫胚胎學史時，結識了查爾斯·辛格。辛格是一個文雅、真摯的學者，除了淵博的學問之外，還有善於決斷的頭腦，曾先後出版了《科學史與科學方法研究》，以及有關解剖學史、醫學史、生物學史、科學史等書，李約瑟奉之為“偉大的良師益友”，“可能是本世紀上半期英國最優秀的科學與醫學的史學家。”“確實是我在科學史上有過的唯一的真正老師。”是令他難以忘懷的人物。他給予李約瑟以友誼，給予他充分美好的忠告，提供尋找資料的線索，好多年特許李約瑟住在他的柯涅墅海濱的房屋裏，從地板到屋頂都以書作支架堆成一個珍奇的書庫。這裏還有許多哲學和神學書，主要的是曆史，“曆史與科學相搏鬥。”另一位前輩科學家柏廷頓也給他極大教益。柏廷頓非常講究實效，孜孜不倦，一生大部分時間任化學教授，寫過好多卷的化學巨著，還寫過不少關於化學史的著作，如他晚年所寫的《化學史》就是他的著名巨著之一。
李約瑟對於科學哲學也頗感興趣。他認為任何生物化學家如果想在實驗形態學、胚胎學和生物化學之間找出其聯係，使三者融合為一體，就必須了解生物體的哲學，了解生物體各個部分之間的相互關係和相互作用，以及生物體全麵控製機能的性質。當時有一部影響很大的書——《生物學原理》出版。作者是李約瑟的朋友伍德格，他二人誌趣相投，花了幾年功夫籌組了一個小團體，叫理論生物學會。他們常在伍德格家中辯論各種各樣的問題，這些活動內容後來成為他們的博士論文和題目。
李約瑟曾在耶魯大學所作的特裏講座學術報告裏集中講了科學哲學，這些講義後來以《秩序與生命》為名出版了。由於這本書反映了他當時的預見性，後為成為一本小經典。所有這些方麵的研究，大大有助於他後來進一步探討中世紀的中國哲學。
1924年李約瑟在岡維爾—基茲學院剛被選為研究員時，大多數老的研究員都對這個年輕人給以漠視。再加上他的左翼政治傾向，更是不受老一輩的歡迎。他在1927年得到了實驗指導的職位，繼續作為研究員；可是在1933年他越過講師學銜，躍升為威廉·鄧爵士講座副教授，擺脫了對未畢業的學生的管理和教程，可以集中精力進行研究工作和指導研究生。
四、人生的轉折點
1937年可以說是李約瑟一生的轉折點，那一年，有三名中國學生來到劍橋大學攻讀生物化學博士學位，他們是沈詩章、王應睞和魯桂珍。他們給李約瑟以極大影響，其中最有影響的人是魯桂珍。他們使李約瑟獲得了尋求已久的思想解放，即從歐洲基督教世界的絕對價值中解放出來，認識到世界上存在著其他同樣微妙複雜、同樣迷人、同樣值得探討研究的思想體係和社會生活。李約瑟對中國的悠久燦爛的傳統曆史文化發生了濃厚的興趣，首先對中國漢字產生興趣。中國語言的方塊結構、一字一義、蘊義深刻，與他熟練掌握的英文、法文截然不同。於是他開始學習中文。他把一本中文詞典當作天下第一奇書，認真而又極感興趣地閱讀。他從某部漢英字典中抄錄了每一個漢字，這是一種艱難的學習。幾乎所有學習中文的外國人都感到吃力。這一方麵是因為中文本身結構複雜，難以掌握，一方麵是由於東西方文化底蘊的差別。但李約瑟不畏艱難，饒有興趣地練習學習每一個漢字。他的這些中國學生此時成了幫他學習中文、了解中國的老師。當時劍橋漢語教授捷克學者古斯塔夫·哈隆看到李約瑟年近40歲，決心要學漢語，認為一定得有一種特殊的教學方法，才能速成，於是結合自己的譯文《管子》給李約瑟介紹中國古代哲學家和文字。
李約瑟自己也發明了幾種學漢語的方法，一種是把各韻母分開，按四聲橫排，再把聲母依次豎排，編成一張張原字表；一種是把所有的字歸為豎、撇、捺、方框四類，另附一其他類，編成小字典。另外，他還按英語字母順序，收集各種語法結構，仔細研究漢語有關詞的詞性。這樣學習的結果，終於使他在1942年到達中國時，在昆明一下飛機就能夠直接同中國人會話，使當時和他在一起的總領事也感到驚奇。
李約瑟後來記述這些中國青年研究人員的到來給他的影響時說：“他們施給我兩個主要影響——第一，他們鼓勵我學習他們的語文；第二，他們提出問題來，為什麼現代科學獨獨發生於歐洲。關於語言的事情，這是眾所周知的事實，頗有些歐洲人被眩目難解所擊倒，正如聖保羅走往大馬士革的路上感覺到的那樣，要不惜任何代價用這等奇異的形意符號來學會這種語言，至於精神智力，我看到，越和這些年青科學家接近了解，越明確認識到他們的智慧能量與我並駕齊驅。這就使問題顯得尖銳突出了。為什麼現代科學，伽利略時代‘這個新的實驗的哲學’與早期的皇家學會，隻發生於歐洲文明而不產生於中國或印度？好多年後，我學到了好些有關這類事情以後，我才認識到在第一個問題後麵隱蔽著第二個問題，這就是：中國文明對自然界的探究遠比歐洲的更有效果，而且利用自然知識謀求人類福利也更有影響。時間在科學革命前14個世紀左右以前，而尋得其所以致此之故。”
李約瑟常說：“天下自有對本國文明之外，對另一種文明‘一見傾心’的事”，並相信，這總會有好結果的，因為人類在走向團結一致的過程中，最需要相互尊重和了解。但這種心理狀態是無法強使產生的，而是自然而然形成的。一旦形成，則語言的隔閡就不成其為障礙，而自然領會了。”
五、在中國的經曆
1942年，李約瑟受英國文化委員會的資助，到中國訪問。當時正是第二次世界大戰暨中國抗日戰爭緊張激烈進行的時期，英國政府任命李約瑟到當時中國的戰時首都重慶擔任英國大使館科學參讚。在英國科學家中絕少有人熟悉有關中國的知識，而且由於李約瑟是一個生化胚胎學家，可以說這次派遣行動決定了李約瑟的一生。1937年中國幾位青年學者到劍橋學習，從而影響了李約瑟的一生，“但這可能還不能成為‘被俘’或‘入迷’，有如一次失效的種痘，假如我的命運不派遣我在第二次世界大戰中到重慶的英國大使館作為科學參讚。”李約瑟後來總結道。