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蒸汽機的情況是一個重要的例外。1769年，詹姆斯·瓦特採用了一個始終保持低溫的單獨冷凝器，以後不久，又用曲軸將蒸汽機的往復運動變為旋轉運動，這樣，他利用技術獨創性和科學知識的結合，將蒸汽機的效率提高到一個適當的水平。如果不是可得到蒸汽機的相對無限的動力，工業革命完全有可能在僅僅增加紡織品生產的速度後便漸漸消失，就象發生在中國那樣；在中國，早幾個世紀時曾取得類似的技術進步。

19世紀前半世紀中取得進步最多的一門科學是化學，這在一定程度上是因為化學與組織工業有密切聯絡，紡織工業在那數十年間經歷了非常迅速的發展。化學可追溯到人類文明的最早階段，追溯到出現烹調技藝和金屬加工技術、出現藥草的採集和藥物的提取時。從一開始起，人們就因尋找把戲金屬變為黃金的手段、尋找可以發現治癒人類一切病痛的長生不老藥的方法而轉移了化學的目標。雖然這些試圖註定要失敗，但它們仍然揭示了許多化學物質和化學反應。這些東西后來被傳到西歐人那裡，主要是從中國和穆斯林世界傳去的。

那時以前，希臘人已提出一種理論體系，該體系認為有四種基本元素——土、火、氣、水，它們以迴圈的方式依次轉化18世紀期間，大部分注意力集中在燃燒問題上——物質燃燒時會發生些什麼呢？由於物質消失在煙和火焰中、留下了灰燼，人們斷定，無論如何，在燃燒過程中有某種東西釋放出來。這種東西長期被稱為硫，並被賦予燃素即火的要素的名稱。在對氣體的研究揭示出空氣是一種較向來所想象的要複雜得多的物質以前，這觀念一直支配著化學思想。科學家們被吸引到氣體問題上，是由於礦井和沼澤中存在著能用氣泡加以收集並能燃燒的易燃空氣。早在1755年，愛丁堡的約瑟夫·布萊克就透過加熱石灰石而成功地分離出二氧化碳。然後，1781年，亨利·卡文迪什證明水是由兩份氫和一份氧組成。接著，約瑟夫·普里斯特利（1733－1804年）又取得重要進展；他分離出氧，並證明正是氧元素在燃燒和呼吸中被消耗。他還進一步證明，在日光下，綠色植物從它們吸收的二氧化碳中分解出氧。從而，他解決了由產氧的植物與產二氧化碳的動物的平衡引起的碳迴圈的問題。

從氣體研究工作中引出完備結論的是傑出的化學家安託萬·洛朗·拉瓦錫（1743…1794年），他在法國革命期間犧牲於斷頭臺。拉瓦錫的典型的氧化實驗非常簡單。他將汞放在一個裝有空氣的密封罐子里加熱，發現他得到了氧化汞，並發現空氣的量減少了五分之一，亦即失去了空氣中氧的成分。然後，拉瓦錫加熱氧化汞，再一次獲得汞加氧。他極仔細地稱其所有物質的重量，發現每道步驟後失去或獲得的重量等於燃燒過程中增加或減去的氧的重量。因而，他能摒棄傳統的燃索說，用其著名的平衡原理來取代。

我們可以規定這樣一個無可否認的原理：在技術和自然界的全部活動中，沒有什麼東西被創造出來；在實驗以前和實驗以後，存在著同樣分量的物質；種種元素的質量和分量正好依然如故；除了這些元素的結合方面的變化和改變以外，沒產生什麼東西。

這樣，拉瓦錫使化學先前的所有混亂現象變為一條元素結合定律。他在自己於1789年出版的教科書《化學大綱》中，提供了至今仍被使用的全新的術語。拉瓦錫將化學安置在堅固的科學基礎上，因此，他的後繼者知道了他們正在做什麼、正在朝哪裡進發。

在拉瓦錫的後繼者當中，傑出人物要數約翰·道爾頓（1766…1844年）和瑞典化學家喬恩斯。雅各布。貝採利烏斯（1779…1848年）。道爾頓正式提出了有關物質的原子論（氧原子與氫原子結合而形成水）；貝採利烏斯透過把電流應用於化合物、將它們電解（金屬移向陰極，非金屬移向陽極），分離出許多新元素。貝採利烏斯還將近代符號系統引入化學，從而極大地促進了化學工作。他利用諸元