热学 与蒸汽机改进紧密结合。

4. 化学：这是进展最快的学科之一。

建立了系统的定性、定量分析方法。

在无机化学方面，能制备多种酸、碱、盐，对元素性质的认识深化。

有机化学开始起步，对染料、药物 的合成进行探索。

工业化学成果显着：制碱、制酸、火药改良、冶金、石油初步分馏等，都有长足进步。

化学实验室 成为大学和格致院的标准配置。

5. 地学与博物学：地质学 在矿产勘探需求推动下迅速发展，开展了大规模的地质调查和测绘，初步建立了地层序列，发现了许多重要矿藏。

地理学与测绘结合，绘制了更精确的全国及分省地图。

动植物学方面，进行了大规模的标本采集、分类学研究，出版了多部大型图谱和志书。

古生物学因化石发掘而兴起，对恐龙、哺乳动物化石 的研究引起了国际关注。

6. 工程与技术：这是应用科学的集大成领域。

蒸汽机不断改进，功率和可靠性提高，应用于铁路、轮船、矿山、工厂。

内燃机 开始引进研究。

钢铁 产量和质量提升，能轧制钢轨、船用钢板。

电气工程 随电报、电灯实验而发展。

土木工程 在铁路、桥梁、港口建设中积累丰富经验。

造船 已能自主设计建造中小型铁甲舰 和商船。

学术自由风，科技大进步。

这段时期科学技术的发展，固然有“师夷长技”的实用目的驱动，但“学术自由”风气的滋养至关重要。

它使得一部分最优秀的头脑能够相对专注地探索自然规律，进行原创性思考，而不仅仅满足于技术模仿。

科技领域的成就，不仅直接增强了国家的军事与经济实力，也潜移默化地改变着人们的世界观——一种基于观察、实验、逻辑推理 的理性思维方式，开始在知识阶层中扎根。

然而，科学的步伐不会永远停留在不触及根本观念的“安全区”。

当一些科学理论，特别是那些与传统宇宙观、生命观乃至宗教信仰发生直接冲突的理论传入并传播时，刚刚形成的、脆弱的“学术自由”共识，将面临前所未有的严峻挑战。

一场由生物进化论 引发的、席卷学术、思想、宗教乃至政治领域的巨大风暴，正在地平线上积聚着乌云。