Данный этап был связан в значительной степени с появлением дисциплинарно-организованной науки. Механическая картина мира окончательно потеряла статус общенаучной. С развитием специализированных отраслей естественнонаучного исследования произошли значительные изменения в методологии естествознания.
Подрыв механической картины мира шел, главным образом, с двух сторон: со стороны самой физики, и со стороны биологии и геологии.
Изменения в физике связаны с исследованиями в области электрического и магнитного полей. В 1820 год датский физик Эрстед на опыте обнаружил электромагнитное взаимодействие. Замыкая и размыкая цепь с током, он увидел колебания стрелки компаса, расположенной вблизи проводника. Французский физик Ампер в 1821 году установил, что связь электричества и магнетизма наблюдается только в случае электрического тока и отсутствует в случае статического электричества. В 1831 г. английский физик М. Фарадей экспериментально обнаружил и дал математическое описание явления электромагнитной индукции – возникновения электродвижущей силы в проводнике, находящемся под действием изменяющегося магнитного поля. В 1864 г. английский физик Дж. Максвелл создаёт теорию электромагнитного поля, согласно которой электрическое и магнитное поля существуют как взаимосвязанные составляющие единого целого — электромагнитного поля. В 1887 г. немецкий физик Г. Герц поставил эксперимент, полностью подтвердивший теоретические выводы Максвелла.
В результате данных открытий материя предстала не только как вещество (как в механической картине мира), но и как электромагнитное поле. Успехи электродинамики привели к созданию электромагнитной картины мира, которая объясняла более широкий круг явлений и более глубоко выражала единство мира, поскольку электричество и магнетизм объяснялись на основе одних и тех же законов (Ампера, Ома, Био-Савара-Лапласа). Поскольку электромагнитные процессы не редуцировались к механическим, то стало формироваться убеждение в том, что основные законы мироздания – не законы механики, а законы электродинамики. Механистический подход к таким явлениям, как свет, электричество, магнетизм, не увенчался успехом, и электродинамика все чаще заменяла механику.
Наряду с физикой изменения происходили в рамках геологии и биологии. Английский геолог Ч. Лайель в своем главном труде «Основы геологии» (1830-1833) разработал учение о медленном и непрерывном изменении земной поверхности под влиянием постоянных геологических факторов. Земля у Лайеля развивается не в определенном направлении, она просто изменяется случайным образом. Причем изменение – это только постепенные количественные изменения, без скачков, перерывов постепенности, качественных изменений.
В рамках биологии формируются эволюционные идеи. В его труде «Философия зоологии» (1809) утверждалось, что природе свойственно постоянное стремление к совершенствованию своих форм, осуществляющемуся посредством наследования организмами благоприобретенных свойств от простого к сложному. Как сторонник изменения видов и деист, Ж.-Б. Ламарк считал, что Бог создал лишь материю и природу; все остальные неживые и живые объекты возникли из материи под воздействием природы.
Однако главную роль в падении механистически-метафизического естествознания сыграли три научных открытия, совершенных в 1830-1850-е гг.:
1) клеточная теория (М. Шлейден, Т. Шванн) – доказала внутреннее единство всего живого и указала на единство происхождения и развития всех живых существ;
2) закон сохранения и превращения энергии (Ю. Майер, Д. Джоуль, Э. Ленц) – признававшиеся ранее изолированными «силы» (теплота, электричество, свет, магнетизм) взаимосвязаны, переходят при определенных условиях одна в другую и представляют собой лишь различные формы одного и того же движения в природе; энергия как общая количественная мера различных форм движения материи не возникает из ничего и не исчезнет, а может только переходить их одной формы в другую;
3) эволюционная теория Ч. Дарвина – все растительные и животные организмы, а также человек, являются результатом длительного естественного развития органического мира, ведут свое начало от немногих простейших существ, которые в свою очередь произошли из неживой природы.
Вместе с тем и на этом этапе сохранялся присущий классическому естествознанию объективизм. Достижения эволюционизма XIX веке лишь дополняли, но не отвергали классический подход к проблемам естествознания.