数学方面。1815年,几位年轻的英国数学家在剑桥成立了一个名为“分析学会”的小团体,这一团体的中坚分子是数学家皮考克(George Peacock,1791-1858)、巴贝奇(Charles Babbage, 1791-1871),以及天文学家约翰·赫歇尔(John Frederick William Herschel,1792-1871)。在他们的影响下,英国数学家开始认真研究大陆前辈与同行们的工作,在若干分支领域重新返回世界前列。以布尔(George Boole,1815-1864)命名的布尔代数成为设计现代计算机基本电路元件的基础。维恩(John Venn, 1834-1923)发展出一套以若干交叠圆来表达复杂逻辑命题或相应代数陈述的图示方法,被后人称为维恩图或文氏图(Venn Diagram)。发明了四元数的爱尔兰数学家哈密尔顿(William Rowan Hamilton,1805-1865)被认为是牛顿之后英国最伟大的数学家。还有被称为维多利亚时代数学双子座的西尔维斯特(James Joseph Sylvester,1814-1897)与凯莱(Arthur Cayley,1821-1895):前者致力于行列式理论、代数型理论、不变量理论、丢番图分析等;后者的研究领域涵盖代数型理论、不变量理论、矩阵论、椭圆函数、几何学的统一理论等,被认为是哈代之前英国最“纯粹”的数学家。
亚当斯发现海王星
天文学家的主要成就在于观测和发现新的天体或天文现象,不过有两个人的工作更接近数学家,其中之一是以海王星发现者著称的亚当斯(John Couch Adams,1819-1892),他还计算了月球轨道,预言狮子座流星雨大爆发;另一位就是大名鼎鼎的查理斯·达尔文的次子乔治·达尔文(George Howard Darwin,1845-1912),他致力于天体演化和地质问题的动力学分析,对地-月系统的演化有深湛的研究。约翰·赫歇耳可以说是维多利亚天文学家的翘楚,他致力于南半球星空的观测,发现了众多的双星、恒星、星云、星团等。其他一些著名的天文学家及其成就有:威廉·拉塞尔(William Lassell,1799-1880),发现太阳系行星的众多卫星,如海卫一、土卫七、天卫一和天卫二等;艾里(George Biddell Airy,1801-1892),测量行星轨道,测量地球平均密度,研究二体问题,制定本初子午线及国际标准时;卡林顿(Richard Christopher Carrington,1826-1875),发现太阳闪焰和太阳自转并从事黑子观测,提出太阳黑子出现之纬度呈周期性变化的史波勒定律;普森(Norman Robert Pogson,1829-1891)研究彗星轨道,发现众多小行星及变星,提出星等尺度的“普森比例”;蒙德(Edward Walter Maunder, 1851-1928),发现太阳黑子变化的极小周期。
麦克斯韦方程组
物理学方面。现代原子论的创立者道尔顿(John Dalton,1766-1844)、电磁学理论的开创者法拉第和麦克斯韦,以及恩格斯提到的焦耳(James Prescott Joule,1818-1889)等,都是公众耳熟能详的人物,此处略过。斯托克斯(George Gabriel Stokes,1819-1903),大概是麦克斯韦以外维多利亚时代最杰出的数学物理学家,他的贡献包括流体动力学、弹性力学和光学,由他导出的纳维-斯托克斯方程是粘性流体运动的基本方程组,关于阻力的斯托克斯公式指明了阻力与流速和粘滞系数的关系,微积分中著名的线积分和面积分转换的方法也归功于他。丁铎尔(John Tyndall,1820-1893)可以说是法拉第的继承人,在当时的英国科学界拥有很高的地位,他又极善演讲,因此被公众视为自然科学的代言人;他在物理学上的主要贡献是研究胶体散射现象,提出丁铎尔效应,进而解释天为什么是蓝色的这样的问题;丁铎尔在光学、声学、热力学、电磁学和地质学方面也都有所贡献。威廉·汤姆生,即开尔文勋爵(William Thomson, Lord Kelvin,1824-1907)的研究领域包括电学的数学分析、热力学第一定律和第二定律、流体力学、地球物理、地质学、气象学,又是多种技术的创新者和发明家,在无线电通讯出现之前轰动一时的大西洋海底电缆敷设工程也是由他领导的。除了热力学中普遍采用的开尔文温标外,与其名字有关的科学术语还有开尔文循环定理、开尔文方程、开尔文公式、空间结构的开尔文问题、开尔文波(与厄尔尼诺现象有关)、开尔文-亥姆赫兹不稳定性、开尔文-亥姆赫兹发光度、开尔文-焦耳效应、开尔文-斯托克斯定理、开尔文电桥、开尔文滴水管、开尔文测试、开尔文探针、开尔文电报机等。斯特拉特,即瑞利勋爵(John William Strutt,3rd Baron Rayleigh,1842-1919),研究兴趣包括声学、光学、电学、电磁学、水力学,与拉姆塞一道发现元素氩,与他名字有关的科学术语有瑞利波、瑞利散射、瑞利准则、瑞利-金斯辐射定律与瑞利分布——对后者的质疑导致普朗克提出量子论。约瑟夫·汤姆生(Joseph John Thomson,1856-1940),研究阴极射线,提出“葡萄干布丁”式的原子模型,发明磁分离器(质谱仪的前身),他是一位跨世纪的人物,但是其最重要的科学贡献即发现电子是在1897年实现的。
部分惰性气体颜色及英文缩写
化学方面。谛拿尔娄(Warren de la Rue,1815-1889)研究气体放电,发明了氯化银电池和铂金丝电灯泡;他还精于天文摄影,连续数年在邱园天文台拍摄太阳表面照片,曾为约翰·赫歇尔拍摄日、月食等天象,被称为天体摄影学的创始人。杜瓦(James Dewar,1842-1923)研究原子与分子的光谱,储存液态气体的杜瓦瓶(后来成为日用保温瓶)的发明者。还有拉姆塞(William Ramsay,1852-1916),他是多种惰性元素的发现者,包括氩、氖、氙、氡等。特别值得一提的是洛克耶(Joseph Norman Lockyer,1836-1920),1868年他在太阳光谱中发现了一条特别的黄线,推测是一种未知的“太阳元素”,因此借用希腊文“太阳”(helios)将其命名为氦(helium),这是第一个在地球以外发现的元素;20多年后,拉姆塞与克鲁克斯证明在一个铀矿中发现的神秘气体就是氦。罗斯科(Henry Enfield Roscoe,1833-1915)是光化学的奠基人之一,曾在海德堡大学工作,与德国导师本生(Robert Bunsen,1811-1899)长期合作研究氯、氢在光炽作用下发生反应的情况,发现反应的程度与光的波长有关;他首先析离出金属钒。
达尔文及其进化论在1859年首次发表在他的论文《物种起源》中
生物学与医学方面。维多利亚时代生物科学的焦点自然是达尔文,关于这位科学巨擘的事迹不必赘言,这里只提几位与他的学说关系最为密切的人物。华莱士(Alfred Russel Wallace,1823-1913),在马来亚半岛考察时发展出生物演化的思想,与达尔文学说的形成几乎同时,两人的成果刊登在同一期的林奈学会会刊上。被人称为“达尔文的斗犬”的赫胥黎(Thomas Henry Huxley,1825-1895)是达尔文学说不遗余力的宣传者和坚定的捍卫者,自己则是无脊椎动物和古生物学方面的专家,同时也是一位优秀的科普作家;除了广为流播的《天演论》外,赫胥黎的另一本通俗科学读物Introduction to Science也被译成中文,这就是艾约瑟等人所译之《格致总学启蒙》,在总税务司署刻印《西学启蒙》(1886)16种内。亨斯洛(John Stevens Henslow, 1796-1861),著名的博物学家,达尔文在剑桥大学的老师,正是由于他的介绍后者才有机会参加《贝格尔》号的环球考察。钱伯斯(Robert Chambers,1802-1871),他是一位神秘人物,可以说是达尔文的思想先驱,曾匿名发表《自然创造史上的遗迹》(Vestiges of the Natural History of Creation,1844),书中激烈批评神创论,提出了自然演化的思想。达尔文的敌人、比较解剖学家和古生物学家欧文(Richard Owen, 1804-1892)曾长期供职大英博物馆古生物部,促成了英国自然史博物馆的建立,是达尔文学说在科学界的主要批评者。达尔文的坚定盟友约瑟夫·胡克(Joseph Dalton Hooker, 1817-1911)曾到南极、印度次大陆、新西兰、北非、北美等地考察,研究过美洲及亚洲植物的关系,证明演化论对植物学的实用价值。其他一些著名生物学家或医学家还有:布朗(Robert Brown,1773-1858),主要从事澳洲植物考察,1827年观察到悬浮在水中花粉的无规则运动;曼特尔(Gideon Algernon Mantell,1790-1852),恐龙化石的发现者;林德利(John Lindley,1799-1865),著名的植物分类学家和园艺学家;李斯特(Joseph Lister,1827-1912),外科消毒法的发明者,挽救了无数战争中伤员的性命;汉斯(Henry Fletcher Hance,1827-1886),中国植物分类学的权威,胡克父子在中国的主要联系人;谢灵顿(Charles Scott Sherrington,1857-1952),研究生理学、病理学和细菌学,提出神经反射学说;贝特森(William Bateson,1861-1926),胚胎学家,孟德尔学说的坚定支持者,遗传学(genetics)一词就是由他创造的。
著名的旅行家和地理学家中,名声最响的是在非洲内陆探险的利文斯通(David Livingstone,813-1873)和伯顿(Richard Francis Burton1821-1890):前者“发现”了维多利瀑布、马拉维湖等,寻找尼罗河源赍志而殁;后者“发现”了坦噶尼喀湖等。后来的斯坦利(Henry Morton Stanley,1841-1904)沿着列文斯通的足迹深入非洲腹地,最终揭示了列文斯通“失踪”的真相。此外,还有从事北极探险的富兰克林(John Franklin,1786-1847),以及从事南极探险的斯考特(Robert Falcon Scott,1868-1912)和沙克尔顿(Ernest Shackleton,1874-1922)等。他们的工作丰富了西方人对地球表面的认识,是大航海时代以来地理学的又一次飞跃。
另外,各种专业的学会在维多利亚时代也十分活跃。特别是随着海外扩张与殖民政策的实施,人类学、考古学、博物学、地质学、地理学、水文学、海洋学等学科得到了很大的发展,皇家地理学会、皇家地质学会、皇家园艺学会、林奈学会等专业学会的活动受到公众的普遍关注。成立于1831年的英国科学促进会(British Association for the Advancement of Science,现改名为British Science Association),其初衷是对抗皇家学会的贵族气和官僚气,后来发展成一个全国性的跨行业科学组织,并与科学界的精英们维系着良好的关系。科学促进会的一大特征是每年在不同的城市举行年会,目的是扩大科学在公众中的影响。以其名义组织的最成功活动包括赫胥黎与牛津主教威伯福斯的辩论(1860,牛津)、丁铎尔关于生命可能来自无生命物质的演讲(1874,贝尔法斯特)等。