1621年，英國人岡特發明計算尺，這是世界上最早的模擬計算工具。17世紀的文獻詳細記載了岡特發明這種計算工具的過程。
1642年，法國數學家、物理學家和思想家帕斯卡發明加法機，這是人類曆史上第一台機械式計算機，其原理對後來的計算機械產生了持久的影響。
德國科學家希克爾德被許多人認為是世界上真正的第一台計算機的發明人，後人在他的手稿中發現了他對計算機的設計草圖和詳盡的文字描述，並在1960年根據其方案成功仿製了一台機械式計算機。
1673年，德國數學家萊布尼茲發明乘法機，這是第一台可以運行完整的四則運算的計算機。萊布尼茲同時還提出了“可以用機械代替人進行繁瑣重複的計算工作”的偉大思想，這一思想至今鼓舞著人們探求新的計算機。
1822年，英國數學家巴貝奇發明差分機，專門用於航海和天文計算。這是最早采用寄存器來存儲數據的計算機，體現了早期程序設計思想的萌芽。第一台差分機從設計到製造完成，花費了整整十年。它可以處理3個5位數，計算精度達到6位小數。
巴貝奇分析機采用了三個具有現代意義的裝置：保存數據的寄存器（齒輪式裝置）；從寄存器取出數據進行運算的裝置，並且機器的乘法以累次加法來實現；控製操作順序、選擇所需處理的數據以及輸出結果的裝置。
1888年，美國人赫爾曼·霍勒斯發明了製表機，它采用穿孔卡片進行數據處理，並用電氣控製技術取代了純機械裝置。
製表機采用電氣控製技術取代純機械裝置，這是計算機發展中的第一次質變。以穿孔卡片記錄數據，體現了現代軟件的思想萌芽。製表機公司的成立，標誌著計算機作為一個產業初具雛形。
霍勒斯於1896年創立了製表機公司，1911年該公司並入CTR（計算製表記錄）公司，這就是著名的IBM公司的前身。1924年，托馬斯·沃森一世把CTR更名為IBM。
電子二極管和三極管在20世紀頭幾年相繼問世。真空電子二極管的發明使人類打開了電子文明的大門，而電子三極管的發明及其放大原理的發現，標誌著人類科技史進入了一個新的時代：電子時代。
1938年，德國科學家朱斯製造出Z-1計算機，這是第一台采用二進製的計算機。在接下來的四年中，朱斯先後研製出采用繼電器的Z-2、Z-3和Z-4。Z-3使用了2600個繼電器，它在1944年美軍對柏林進行的空襲中被炸毀。
1943年，英國科學家研製成功第一台“巨人”計算機，專門用於破譯德軍密碼。“巨人”算不上真正的數字電子計算機，但在繼電器計算機與現代電子計算機之間起到了橋梁作用。
第一台“巨人”有1500個電子管，5個處理器並行工作，每個處理器每秒處理5000個字母。二戰期間共有10台“巨人”在英軍服役，平均每小時破譯11份德軍情報。
1944年，美國科學家艾肯在IBM的支持下，研製成功機電式計算機MARK-I。MARK-1外殼用鋼和玻璃製成，長15米，高2.4米，自重31.5噸，使用了15萬個元件和800公裏電線，每分鍾進行200次運算。這是世界上最早的通用型自動機電式計算機之一，它取消了齒輪傳動裝置，以穿孔紙帶傳送指令。艾肯研製MARK-1的靈感來自一個世紀以前巴貝奇留下的思想精華。
▲讓人類認識地球：哥白尼的日心說
尼古拉?哥白尼（Copernicus Nicholas），波蘭一位偉大的天文學家。他以驚人的天才和勇氣揭開了宇宙的秘密，奠定了近代天文學的基礎。哥白尼以畢生的精力去進行天文研究，創立了《天體運行論》這一“自然科學的獨立宣言”。他的這些成就使他成為了人類科學發展曆史上最偉大的革命家之一。
約在1515年前，哥白尼為闡述自己關於天體運動學說的基本思想撰寫了篇題為《淺說》的論文，他認為天體運動必須滿足以下七點：
1.不存在一個所有天體軌道或天體的共同的中心。
2.地球隻是引力中心和月球軌道的中心，並不是宇宙的中心。
3.所有天體都繞太陽運轉，宇宙的中心在太陽附近。
4.日地距離同天穹高度之比，就如同地球半徑同日地距離之比一樣渺小。地球到太陽的距離同天穹高度之比是微不足道的。
5.在天空中看到的任何運動，都是地球運動引起的。
6.在空中看到的太陽運動的一切現象，都不是它本身運動產生的，而是地球運動引起的。地球帶著大氣層,象其他行星一樣圍繞太陽旋轉。由此可見，地球同時進行幾種運動。
7.人們看到的行星向前和向後運動，是由於地球運動引起的。地球的運動足以解釋人們在空中見到的各種現象了。
此外，哥白尼還描述了太陽、月球、三顆外行星（土星、木星和火星）和兩顆內行星（金星、水星）的視運動。書中，哥白尼批判了托勒密的理論。科學地闡明了天體運行的現象，推翻了長期以來居於統治地位的地心說，並從根本上否定了基督教關於上帝創造一切的謬論，從而實現了天文學中的根本變革。
1515年，哥白尼便開始著手準備撰寫《天體運行論》這一更為完整的論著。十幾年來，哥白尼進行了大量的天文觀測，收集了大批資料，終於在1533年完成了這部巨著的初稿，隨後，他又長期進行觀測、驗證、修改，使得他的宇宙體係更具說服力，成為一種科學理論。
《天體運行論》的第一卷是全書的精髓，先後論述了“宇宙是球形”、“大地也是球形”、“天體的運動是均勻永恒之圓運動或複合運動”。哥白尼說，“天體的這種旋轉運動對於球來說是固有的性質，它反映了球形的特點。球這種形狀的特點是簡單、沒有起點、也沒有終點，旋轉時不能將各部分相區別。而且球體形狀也正是旋轉作用本身造成的。”
在《天體運行論》完成後，哥白尼卻對它的出版猶豫不決了。他但心這部書出版後會遭受到地心說信徒們的攻擊，並受到教廷的壓製。在朋友和學生的支持鼓勵下，經過長期反複的考慮，哥白尼終於決定出版這部著作。1542年，哥白尼給教皇保羅三世寫了一封信，尋求教皇的庇護。他相信教皇將用自己的威嚴與威望保護他，令他的學說免遭譴責。然而，這一切並沒有如他所願，這封哥白尼用來做為《天體運行論》序言的信卻隻是起到引子的作用。
1542年6月，《天體運行論》和排印工作開始進行，負責這本書出版事宜的奧西安德爾卻按自己的意願寫了一篇沒有署名的序言，說明書中的學說隻是為了計算星曆表之便而采用的假設，不一定和實際情況相符。這也是在《天體運行論》出版後幾十年時期內很少人重視哥白尼理論的一個重要原因。哥白尼的學生雷蒂庫斯對此事感到十分憤概，他曾多次要求著作的出版人發行改正版，但這些要求都未能實現。
1543年5月24日，彌留之際的哥白尼終於見到剛剛出版的《天體運行論》，可惜當時的他已經因為腦溢血而雙目失明，他隻摸了摸書的封麵，便與世長辭了。
由於哥白尼的學說觸犯了基督教的教義，遭到了教會的反對。他的著作更是被列為禁書。但真理是封鎖不住的，哥白尼的學說後來得到了許多科學家的繼承和發展。1882年，羅馬教皇不得不承認哥白尼的學說是正確的。這一光輝學說經過三個世紀的艱苦鬥爭，終於獲得完全勝利並為社會所承認。
哥白尼是歐洲文藝複興時期的一位巨人。他用畢生的精力去研究天文學，為後世留下了寶貴的遺產。由於時代的局限，哥白尼隻是把宇宙的中心從地球移到了太陽，並沒有放棄宇宙中心論和宇宙有限論。在德國的開普勒總結出行星運動三定律、英國的牛頓發現萬有引力定律以後，哥白尼的太陽中心說才更加的穩固。從後來的研究結果證明，宇宙空間是無限的，它沒有邊界，沒有形狀，因而也就沒有中心。雖然哥白尼的觀點並不完全正確，但完全正確的是他的理論的提出給人類的宇宙觀帶來了巨大的變革。 恩格斯在《自然辯證法》中對哥白尼的《天體運行論》給於了高度的評價。他說：“自然科學借以宣布其獨立並且好像是重演路德焚燒教諭的革命行動，便是哥白尼那本不朽著作的出版，他用這本書（雖然是膽怯地而且可說是隻在臨終時）來向自然事物方麵的教會權威挑戰，從此自然科學便開始從神學中解放出來。”
▲讓哲學進入高等學府：經院哲學集大成者托馬斯?阿奎那
托馬斯.阿奎那(ThomasAquinas,1224或1225～1274)是中世紀意大利經院哲學家、神學家,多明我會修士。
托馬斯的神學和哲學思想,集中概括在他的主要著作《神學大全》中。這部標誌托馬斯主義的著作分為三部分,包括38篇論文,631個問題,3000個條目和10000個異論,是一部中世紀經院哲學的百科全書。
關於哲學與神學的關係,托馬斯的老師大阿爾伯特認為,哲學的問題隻能以哲學的方式來處理,而神學問題,例如三位一體、道成肉身、創世複活等,是自然的理智所無法理解的,因而隻能用神學的方式來處理。托馬斯從這種思想出發,進一步探討了哲學與神學的關係,並進而得出了“神學高於哲學,哲學是神學的奴仆”的結論。
首先,托馬斯繼承老師大阿爾伯特的思想,具體論證了“除了哲學真理以外還需要有神學真理”。針對“有人反對在哲學以外還需要其他理論”的觀點,托馬斯認為,除了哲學理論以外,為了拯救人類,必須有一種上帝啟示的學問。這是因為:第一,人都應該皈依上帝,皈依一個理智所不能理解的目的。所以,為了使人類得救,必須知道一些超出理智之外的上帝啟示的真理;第二,即使人用理智來討論上帝的真理,也必須用上帝的啟示來指導。因為“凡用理智討論上帝所得的真理,這隻能有少數人可得到,而且費時很多,還不免帶著許多錯誤。但是,這種真理的認識,關係到全人類在上帝那裏得到拯救,所以為了使人類的拯救來得更合適、更準確,必須用上帝啟示的真理來指導”。
其次,托馬斯從思辨科學的分類入手,指出神學乃是“第一哲學”。托馬斯說:“思辨科學的對象,本來就是對於物質和運動的抽象,或對此二者的理解活動。因此,思辨科學按照遠離物質和運動的程度劃分為不同的學科。”具體說來,就是物理學、數學和神學。其中,物理學又名自然學,它以“在存在和概念上依靠物質”的對象為研究對象,而數學則以“在存在上依靠物質,在概念上並不依靠物質”的對象(例如線和數)為研究對象。神學所研究的主要對象是上帝,上帝在存在上並不依靠物質,相反它能夠離開物質而存在。研究上帝的神學是“第一哲學”,其他科學都從它取得自己的原則,都跟從它。
最後,托馬斯進一步論證了“神學高於哲學,哲學是神學的奴仆”的結論。托馬斯認為,神學分為思辨的神學和實踐的神學,因而,“神學高於哲學”說的就是神學在思辨和實踐兩方麵都超過了其他科學(包括哲學)。就思辨而言,神學之所以超過其他思辨科學,一是因為神學具有較高的確實性。神學的確實性來源於上帝的光照,而其他科學的確實性則來源於人的理性的本性之光,而後者是會犯錯誤的;二是因為神學的題材更為高貴,“神學所探究的,主要是超於人類理性的優美至上的東西,而其他科學則隻注意人的理性所能把握的東西”。就實踐來說,神學高於其他科學的原因在於:神學的目的在於永恒的幸福,而這種永恒的幸福則是一切實踐科學作為最後目的而趨向的目的。
既然神學高於哲學,因而,神學就可能憑借哲學來發揮,但並不是非要它不可,而是借它來把自己的義理講得更清楚些。“因為神學的原理不是從其他科學來的,而是憑啟示直接從上帝來的。所以,它不是把其他科學作為它的上級長官而依賴,而是把它們看成它的下級和奴仆來使用:有如主要科學使用附屬科學、政治學使用軍事學一樣”。哲學和其他科學都是神學的婢女。
值得注意的是,托馬斯關於哲學與神學關係的說明蘊含著兩個重要的思想前提。一是“對事物,從不同的方麵去認識,就可得出不同的學問”。因此,我們也不應該禁止用上帝啟示的學問去討論哲學家用理智去認識的理論。二是“雖然超出人類理智的事物,用理智不能求得,但若有上帝的啟示,憑信仰就可取得”。顯然,這一思想淵源於大阿爾伯特,它標識著知識與信仰的區分。
▲創設學位製度：中世紀的偉大遺產
11世紀的沙裏諾大學是最古老的大學之一，它創立了學位製度，波洛尼亞的史得夫達摩格內拉耳是大學製度最發達的地方。波洛尼亞大學首先開辦了數個學院，是一所綜合性的大學。
波洛尼亞大學的起源是學習羅馬法和教會法的學生組織。波洛尼亞所在的倫巴德地區是西歐和東方貿易的通道，有發展的工商業和大批的自治城市，有利於學術研究，歐洲各地的學生紛紛前往求學。但是維護本地人利益的行會規章和法律對外來學生極為不利，學生在房租和學費上受到敲詐，有的人還欠下債務。這樣學生們形成了自己的團體，並製定規章來保障自己的學習和聘請教師。學生考核老師的教學水平，規定獎金和授課時間，教師上課一律不能遲到，一節課不能吸引五個學生的老師將被解雇。隻有學生團體認可在學識和講授方麵合格的老師，才有資格向學生進行考試，並授予證書。學生也同城市當局協商房租，限製高價。波洛尼亞大學是西歐第一所製度完備的大學。
學生團體取得巨大的成就原因有：一是團結、林立的行會，法規紛雜，不得不讓步；二是學生多是富家子弟和教會資助的教士，是城市的經濟來源，教師也要從學生團體得到可靠收入；另外羅馬皇帝和教皇權利爭奪異常激烈，都想籠絡具有法律和其他學識的人才。1158年，皇帝腓特烈一世，外號紅胡子，名字叫巴巴羅薩（1941年德國納粹頭子希特勒製定了巴巴羅薩計劃，旨在對蘇聯進行侵略擴張）批準大學自治的法律地位，1189年教皇克萊門特三世又保障學生租房居住租金協商的權利，大學生可以自由通行，當局不得阻攔；大學審理學生與外人發生的訴訟；大學師生可以不交賦稅，不服兵役。
學生人數增多，學生團體又分為“同鄉會”，一共十四個，同鄉會原則是互相保護、幫助、共同娛樂。同時又要求純潔、友愛、照顧病人，救濟貧困者，防止打架爭吵，埋葬死者，互相幫助研修學業，援助被迫的人，交納會費，重大問題派代表共同商議。後來團體共同選舉了校長，校長具有司法權力，校長必須服從締結的章程，宣誓遵守章程。這種組織形式保障了學生的學習、生活，隻要被學生團體聘任和判定合格的教師才在組織之內，這個組織不幹涉教師教學、考試和學術活動。
波洛尼亞大學備受鬥爭的考驗，對象包括當局、貴族、教會及師生內部。形式包括司法鬥爭、武裝自衛、罷課、罷教、大學集體遷移種種。13世紀初，波洛尼亞大學已有五千餘名學生，1316年增設了醫學，1360年又增設了神學，成為意大利、法國南部、西班牙、葡萄牙等地大學的榜樣，大學法律教育的影響也遍及西歐各地。
波洛尼亞大學是歐洲最早的法律學校，由於偉大的教育家和法律家儀耳尼宙斯的緣故，名聲大噪。此校由於新穎的教授法和法律研究的革新，吸引了不少學生前來求學。中世紀歐洲各地的學校大都以波洛尼亞大學為範本而製定個別的規章。如德國和西班牙的許多大學，其中著名的有雪維黎亞大學和利耳達大學。1243年創設的撒拉孟卡和1364年創設的古拉可夫大學、蒙特利亞大學等，也以波洛尼亞大學為榜樣。波洛尼亞大學的教授和學生們，到意大利各地講學遊說，設立了許多學校，包括1204年創立的派珍芝耳大學，因學生們的移動而產生的維耳佳利大學，1188年比利耳從波洛尼亞遷移到摩內拉而創立的大學。
▲數學史上的裏程碑：牛頓研究出微積分
牛頓（1642～1727）偉大英國數學家、物理學家、天文學家和自然哲學家。1642年12月25日（格裏曆1643年1月4日）生於英格蘭林肯郡格蘭瑟姆附近的伍爾索普襯，1727年3月20日（格裏曆3月31日）在倫敦病逝。1661年入英國劍橋大學三一學院。在校時受教於I.巴羅，同時鑽研伽利略、J.開普勒、R.笛卡兒和J.沃利斯等人的科學著作，其中笛卡兒的《幾何學》與沃利斯的《無窮算術》(1656)對牛頓數學思想的形成影響尤深。1665年,獲文學士學位。隨後兩年在家鄉躲避瘟疫。這兩年裏,他製定了一生大多數重要科學創造的藍圖。1667年回劍橋後當選為三一學院院委,次年獲碩士學位。1669年,繼巴羅任盧卡斯教授,一直到1701年。1696年任皇家造幣廠監督,並移居倫敦。1703年,任英國皇家學會會長。1705年,受女王安娜封爵。他晚年潛心於自然哲學與神學。
牛頓在數學上最卓越的貢獻是微積分的創建。17世紀早期數學家們已經建立起一係列求解無限小問題（諸如求曲線的切線、曲率、極大極小值，求運動的瞬時速度以及麵積、體積、曲線長度、物體重心的計算等）的特殊方法。他超越前人的功績在於：將這些特殊的技巧統一為一般的算法，特別是確立了微分與積分這兩類運算的互逆關係（微積分基本定理）。
據牛頓自述，他於1665年11月發明正流數（微分）術,次年5月創反流數(積分)術，但當時他隻是以手稿形式在朋友中傳播自己的發現。1669年,牛頓寫成第一篇微積分論文《運用無窮多項方程的分析》交皇家學會備案（1711年出版）。他在該文中稱變量的無限小增量為瞬(moment),以此為基礎求瞬時變化率,並反用於求積，但沒有采用流數形式。流數方法的係統敘述是在《流數術與無窮級數》一書中給出的,該書完成於1671年,出版於1736年。
無窮級數是牛頓微積分的基本工具。牛頓早在1664年冬已將二項定理推廣到有理指數情形,並於1676年6月致皇家學會秘書H.奧爾登堡的信中首次公布了這一發現。他同時獲得了三角函數、對數函數等的級數展開。
1687年,牛頓在E.哈雷的敦促和幫助下發表了巨著《自然哲學的數學原理》（以下簡稱《原理》）。《原理》從作為力學基礎的定義和公理（運動定律）出發,將整個力學建立在嚴謹的數學演繹基礎之上。就數學本身而言,《原理》不僅深入地運用了牛頓本人創造的分析工具，而且也是牛頓微積分學說的第中次正式公布（前述三篇論文雖寫作在先,卻發表在後）。書中，卷1第1章11條引理陳述了首末比方法,卷2第2章則包含了無窮小增量和流數方法。他在《原理》中對微積分基礎堅持給出不同的解釋,說明了他對微積分基礎所含困難的洞察和謹慎態度。但《原理》中對微積分命題的敘述和論證采用了幾何的形式,這成為牛頓微積分學說的一個弱點,而後來固守牛頓的方法和記號,在18世紀阻礙了英國數學的發展。
牛頓另一部著作《廣義算術》（1707）包含了他在代數學領域的一係列重要發現，如次代數方程根的次冪和的著名公式、實係數方程虛根成對的證明等。以牛頓的名字命名的代數方程數值求根法則則出現在他的著作《流數術》中。除微積分和代數外，牛頓在數學上的貢獻還涉及數論、解析幾何、曲線分類、變分法乃至概率論等眾多的分支。
▲探討化學反應的本質：原子與分子學說的誕生
約翰·道爾頓（John Dalton,1766-1844）英國化學家、物理學家、近代化學之父。他提出原子論：化學中的新時代是隨著原子論開始的。
約翰·道爾頓1803年繼承古希臘樸素原子論和牛頓微粒說，提出原子學說，其要點：
1.化學元素由不可分的微粒—原子構成，它在一切化學變化中是不可再分的最小單位。
2.同種元素的原子性質和質量都相同，不同元素原子的性質和質量各不相同，原子質量是元素的基本特征之一。
3.不同元素化合時，原子以簡單整數比結合。推導並用實驗證明倍比定律。如果一種元素的質量固定時，那麼另一元素在各種化合物中的質量一定成簡單整數比。
1811年意大利科學家阿伏加羅德提出了分子的概念，並闡明了分子與原子概念的區別和聯係。至此，物質的分子—原子結構學說確立了，化學才取得了飛速的發展。但阿佛加德羅所提出的分子假說沒有引起重視，更沒有被承認。由此產生的嚴重後果，當時絕大多數化學家是沒有預見到的。
在1860年以前的近半個世紀裏，由於不承認分子是單質或化合物在遊離狀態下獨立存在的最小質點，不承認分子是由原子組成的這一正確假說，世界各國化學家們對原子和分子的認識就很混亂。當時化學家們所倚重的測定原子量的工作也遇到了麻煩，常被當作測定元素原子量的相對標準的氧或氫，由於不承認它們是雙原子分子，那麼采用例如蒸汽密度法等物理方法來測定原子量，數值就難免產生成倍的偏差。原子量不能準確地測定，分子組成自然就無法測定了。每個化學家各有各的一套元素符號和化學式的寫法，以至於在著名化學家凱庫勒編寫的教科中，醋酸的化學式競達19個之多。這種混亂的情況使許多著名的化學家甚至懷疑原子量是否能測定，原子量究竟是否存在。這實際上是對原子論提出懷疑。如此混亂的化學怎麼能繼續向前發展。
為了結束這一混亂局麵，統一大家對元素符號、原子量、化合價、化學式的認識，凱庫勒等人發起召開一次國際化學家大會。會議於1860年9月3日至5日在德國的卡爾斯魯厄舉行、主要來自歐洲各國的140名化學家出席了會議。會議經過了激烈的爭論，沒有取得統一的意見，隻好不了了之，但在會議就要結束時，會下散發了一本名叫《化學哲學教程提要》的小冊子，就是這本小冊子使問題豁然明朗，很快統一了大家混亂不堪的認識。化學家們終於明白承認阿佛加德羅的分子假說是扭轉這一混亂局麵的唯一鑰匙。這本小冊子的作者就是意大利化學家康尼查羅。
▲認識自己：達爾文的進化論
達爾文把以前生物變化思想的發展和關於萬物互相轉化和演變的自然觀可以追溯到人類文明的早期。例如，中國《易經》中的陰陽、八卦說，把自然界還原為天、地、雷、風、水、火、山、澤八種基本現象，並試圖用“陰陽”、“八卦”來解釋物質世界複雜變化的規律。古希臘阿那克西曼德（約公元前6世紀）認為生命最初由海中軟泥產生，原始的水生生物經過蛻變（類似昆蟲幼蟲的蛻皮）而變為陸地生物。 中世紀的西方，基督教聖經把世界萬物描寫成上帝的特殊創造物。這就是所謂特創論。與特創論相伴隨的目的論則認為自然界的安排是有目的性的，“貓被創造出來是為了吃老鼠，老鼠被創造出來是為了給貓吃，而整個自然界創造出來是為了證明造物主的智慧”。
從15世紀後半葉的文藝複興到18世紀，是近代自然科學形成和發展的時期。這個時期在科學界占統治地位的觀點是不變論。當時這種觀點被I.牛頓和C.v林奈表達為科學的規律：地球由於所謂第一推動力而運轉起來，以後就永遠不變地運動下去，生物種原來是這樣，現在和將來也是這樣。到了18世紀下半葉，I.康德的天體論首先在不變論自然觀上打開了第一個缺口；隨後，轉變論的自然觀就在自然科學各領域中逐漸形成。這個時期的一些生物學家，往往在兩種思想觀點中入門徬徨。例如林奈晚年在其《自然係統》一書中刪去了物種不變的詞句；法國生物學家G.-L.de布豐雖然把轉變論帶進了生物學 ，但他一生都在轉變論和不變論之間徘徊。J.-B.de拉馬克在1809年出版的《動物哲學》一書中詳細闡述了他的生物轉變論觀點，並且始終沒有動搖。
18世紀末～19世紀後期，大多數動植物學家都沒有認真地研究生物進化，而且偏離了古希臘唯物主義傳統，墜入唯心主義。“活力論”雖然承認生物種可以轉變，但把進化原因歸於非物質的內在力量，認為是生物的“內部的力量”即活力驅動著生物的進化，使之越來越複雜完善。但活力論缺乏實際的證據，是一種唯心的臆測。最有名的活力論者就是法國生物學家拉馬克。19世紀後期出現的終極目的論或直生論，認為生物進化有一個既定的路線和方向而不論外界環境如何變化。
1858年7月1日達爾文與華萊士在倫敦林奈學會上宣讀了關於物種起源的論文。後人稱他們的自然選擇學說為達爾文-華萊士學說。達爾文在1859年出版的《物種起源》一書中係統地闡述了他的進化學說。其核心自然選擇原理的大意如下：生物都有繁殖過剩的傾向，而生存空間和食物是有限的，所以生物必須“為生存而鬥爭”。在同一種群中的個體存在著變異，那些具有能適應環境的有利變異的個體將存活下來，並繁殖後代，不具有有利變異的個體就被淘汰。如果自然條件的變化是有方向的，則在曆史過程中，經過長期的自然選擇，微小的變異就得到積累而成為顯著的變異。由此可能導致亞種和新種的形成。
達爾文的進化理論，從生物與環境相互作用的觀點出發，認為生物的變異、遺傳和自然選擇作用能導致生物的適應性改變。它由於有充分的科學事實作根據，所以能經受住時間的考驗，百餘年來在學術界產生了深遠的影響。但達爾文的進化理論還存在著若幹明顯的弱點：
1.他的自然選擇原理是建立在當時流行的“融合遺傳”假說之上的。按照融合遺傳的概念 ，父、母親體的遺傳物質可以像血液那樣發生融合；這樣任何新產生的變異經過若幹世代的融合就會消失，變異又怎能積累、自然選擇又怎能發揮作用呢？
2.達爾文過分強調了生物進化的漸變性；他深信“自然界無跳躍”，用“中間類型絕滅”和“化石記錄不全”來解釋古生物資料所顯示的跳躍性進化。他的這種觀點近年正越來越受到間斷平衡論者和新災變論者的猛烈批評。
觀察、搜集、分析大自然的事實，這是進化論思想萌芽的一個首要的因素。同時，我們知道，也正是這些客觀事實，給一代又一代的自然科學家以堅定的信念，使他們不顧宗教勢力的迫害和社會愚昧勢力的歧視、打擊，承先啟後、不斷地提出生物進化的觀點。同樣，正是依靠了大量的事實，進化論才贏得了成功。正如大家今天都清楚看到的，不管人們對進化原因如何解釋，不管進化論可能怎樣改變自身的形式，自然界中生物進化的事實總是抹殺不了的。