В начале 19 в. Т. Юнг возродил волновую теорию света. Дж. Гершель обнаружил инфракрасное излучение. Прогресс в изучении люминесценции многим обязан Д. Брюстеру, Дж. Стоксу, Дж. Тиндалю. В конце века Дж. Рэлей создал основы молекулярной оптики. Большое значение имели его работы по теории колебаний и волн. Труд Рэлея «Теория звука» — обобщение классической акустики. В развитие теоретической гидродинамики вклад внесли Томсон и Стоке (гидродинамика вязкой жидкости), а затем О. Рейнольдс. В области теоретической механики наибольшее значение имели исследования У. Гамильтона.
Величайшим достижением было открытие М. Фарадеем и Максвеллом электромагнитного поля и основных законов поля. Из уравнений Максвелла следовал вывод о существовании электромагнитных волн, распространяющихся со скоростью света; они были вскоре обнаружены Г. Герцом в Германии. Теория Максвелла привела к открытию электромагнитной природы света.
Особенность развития английской математики в 19 в. заключается в её тесной связи с проблемами теоретической физики и в создании алгебры «обобщённых величин». Начало современным исследованиям в области математической физики было положено трудами Дж. Грина, который одновременно с К. Гауссом (Германия) разработал теорию потенциала. Дальнейшие успехи в этой области связаны с именами Стокса, Томсона, Максвелла, Рэлея и др. В исследованиях Гамильтона было дано строгое обоснование алгебры комплексных чисел и их обобщения — кватернионов . Построение алгебры логики Дж. Булем и дальнейшие исследования в этом направлении О. де Моргана, У. Джевонса и др. заложили основу современной математической логики. В 30-е гг. 19 в. Ч. Беббидж разработал идею математической вычислительной машины, осуществленную лишь в 20 в. Исследования английских учёных в области алгебры по своему значению в истории математики могут быть поставлены в один ряд с открытием неевклидовой геометрии.
Английские астрономы 19 в. внесли большой вклад в развитие этой науки. Дж. Адаме предвычислил положение планеты Нептун; У. Парсонс (лорд Росс) положил начало внегалактической астрономии; Н. Локьер открыл спектр гелия; Дж. Дарвин разработал теорию приливной эволюции системы Земля — Луна.
Работы английских химиков в середине 19 в. способствовали созданию представлений о строении химических соединений. Э. Франкленд ввёл понятие валентности. Позднее У. Одлинг и Дж. Гладстон в числе др. предшественников Д. И. Менделеева пытались разработать «рациональную» систему химических элементов. В конце 19 в. У. Рамзай (совместно с М. Траверсом) открыл инертные газы. В теоретической органической химии важное открытие сделал Г. Армстронг, предложивший центрическую формулу бензола. Развитие этой области было тесно связано с успехами химического синтеза. Так, У. Перкин открыл синтез коричной кислоты, что имело важное значение для промышленного органического синтеза. Однако во 2-й половине 19 в. английская аналитическая и органическая химия уступала немецкой и французской.
Эффективность английской науки — прежде всего физики и химии — в развитии техники в 19 в. возрастала в тем большей степени, чем глубже раскрывалась природа физико-химических процессов. Уже в 40—50-х гг. термодинамические исследования влияли на совершенствование тепловых двигателей. Но особенно повысилась «практическая отдача» науки во 2-й половине века, когда в В. появились новые отрасли техники, порожденные наукой, — например генераторы электрического тока, химия искусственных красителей и т.д. Тем не менее, в конце 19 в. в В. наметилось отставание в ряде важных прикладных и технических проблем: химической технологии, прикладной оптике и некоторых других, по сравнению с Германией.
Большую роль в развитии наук о Земле в течение 19 в. продолжали играть английские экспедиции. Систематическое исследование полярных областей провели У. Парри, Дж. Росс и Дж. К. Росс, открывший северный магнитный полюс. Возникновение океанографии связано с кругосветной экспедицией «Челленджера» (1872—76). Исследования английских географов, в значительной мере связанные с колониальной экспансией В., охватили почти все континенты. Известны путешествия по Африке Д. Ливингстона.
Важную роль в развитии геологии в 19 в. сыграл Ч. Лайель; его исследования, по выражению Энгельса, вслед за космогонической гипотезой Канта и Далласа проделали вторую брешь в консервативном воззрении на природу (см. «Диалектика природы», 1969, с. 166). Идеи эволюционизма в геологии и биологии взаимодополняли друг друга. Они одержали верх над распространёнными в континентальной Европе катастрофистскими и креационистскими воззрениями. Одним из основоположников биогеографии был А. Уоллес, установивший, в частности, биогеографическую границу между Азией и Австралией. Переворот в изучении вещественного состава геологических образований произвело изобретение в 1828 У. Николем поляризационной призмы, носящей его имя. В 50-х гг. К. Сорби ввёл микроскопический анализ в петрографию. Во 2-й половине 19 в. начала интенсивно развиваться геофизика (Дж. Эри, Дж. Пратт, У. Томсон, У. Хопкинс, Дж. Дарвин и др.). Под влиянием английской науки в области знаний о Земле формируются национальные школы геологов и географов в Канаде, Южной Африке, Австралии. Эти школы, как и геологическая наука в США, сохраняют теснейшие связи с наукой В. до настоящего времени.
В биологии 1-й пол. 19 в. шло интенсивное накопление фактов, служащих доказательством идей эволюции. Интенсификация сельского хозяйства и рост животноводства в В. начала 19 в. имели важное значение для развития биологической науки. Известность получили достижения селекционеров Р. Бекуэлла и братьев Коллингов, работы по гибридизации растений У. Герберта. В создании географии растений видное место занял Р. Броун (Браун), открывший множество новых видов. Он же впервые описал ядро клетки. Имеют значение также работы Броуна по эмбриологии растений.
Вершина английской и мировой биологии 19 в. — учение Ч. Дарвина, изложенное в его капитальном труде «Происхождение видов путём естественного отбора, или Сохранение благоприятствуемых пород в борьбе за жизнь» (1859). В 1868 он опубликовал фундаментальный труд об изменчивости и наследственности домашних форм, в 1871 — «Происхождение человека и половой отбор», впервые обосновав происхождение человека от обезьяноподобных предков. Независимо от Дарвина, эволюционная теория была обоснована А. Уоллесом. Выдающимся защитником теории Дарвина в В. был Т. Гексли.
Во 2-й пол. 19 в. велись крупные исследования и в др. областях биологии и её применений. Совершенствование техники биологических исследований способствовало становлению гистологии, эмбриологии и др. Важную роль сыграла деятельность английских медиков в создании промышленной травматологии и санитарной гигиены (Л. Хорнер, Э. Перкинс и др.).
Большое значение имел цикл работ по физиологии центральной нервной системы, выполненных в конце 19 — начале 20 вв. Ч. Шеррингтоном (Нобелевская премия 1932). Исключительное значение для медицины имели его работы по изучению закономерностей рефлекторной деятельности спинного мозга.
Научная революция в естествознании и технике (20 в.). До 40-х гг. 20 в. английская наука (наряду с немецкой — до 30-х гг.) удерживала ведущую роль в ряде отраслей знания, прежде всего в физике. Но и в середине века вклад учёных В. в развитие естествознания и техники весьма значителен.
К концу 19 в. ведущую роль среди физических лабораторий В. начинает играть Кавендишская лаборатория в Кембридже, последовательно возглавлявшаяся Максвеллом, Рэлеем и Дж. Томсоном. Под руководством Томсона (1884—1919) она стала школой экспериментального мастерства, через которую прошли физики первых десятилетий 20 в. многих стран. Широким фронтом физического исследования ведутся и в др. университетах, прежде всего в Манчестере. Работы Томсона и его сотрудников (Дж. Таунсенда, Ч. Вильсона, Г. Вильсона, Э. Резерфорда и др.) в 90-х гг. 19 в. — начале 20 в. по изучению прохождения электрического тока через газы послужили экспериментальной основой электронной теории. Ещё до 1-й мировой войны Ч. Баркла открыл характеристические рентгеновские лучи (Нобелевская премия 1917); Г. Мозли установил важнейшие закономерности атомных рентгеновских спектров; Резерфорд и его ученики разработали планетарную модель атома; Ф. Содди ввёл понятие об изотопах (1906), а разработанный Томсоном и Ф. Астоном масс-спектрометр дал возможность обнаружить наличие и осуществить разделение изотопов химических элементов (Нобелевская премия 1921). Ионизационная камера Вильсона стала мощным орудием исследования в физике элементарных частиц. Работы Резерфорда по радиоактивности привели к созданию (совместно с Содди) теории радиоактивного распада, открытию атомного ядра и к первым опытам по искусственному расщеплению ядер. В 1919 Резерфорд возглавил Кавендишскую лабораторию, которая стала важнейшим центром ядерно-физических исследований. В этой лаборатории в 1932 Дж. Кокрофт и Э. Уолтон создали ускоритель элементарных частиц и осуществили расщепление ядер протонами; в том же году Дж. Чедвик открыл нейтрон.
