19世纪初之后，德国在科学技术和教育的体制化方面有很大的推进，不断促进科学技术的发展，从而使世界科学技术中心逐步从法国转移到德国。首先，德国政府重建柏林皇家科学院，聘请法国科学家来做院士，并以法国国家科学院为样板进行改革，使德国科学院的水平和原创能力大大提高。
其次，从19世纪初开始，德国政府重视发展普通教育、职业教育和高等教育，并且非常重视高等教育机构的研究职能。到1850年，德国综合技术学校和高等技术学校已经具有相当的规模，培养出大批具有中等科学技术水平的技术员和工程师，这些技术人员具有很强的消化吸收国外先进技术的能力，对于德国的技术进步和工业经济的发展起到非常重要的作用。德国政府鼓励科学院将自己的科学成果输出给大学，鼓励科学院的成员到大学讲课。政府还对大学进行改革，在大学推行“教学资格评审制度”，加强对大学教师资格的评审考核，要求教师在完成教学工作的同时还要进行科学研究，鼓励教师成为研究型教师。大学还纷纷组建“教学和研究实验室”，其中一些大学实验室成为科学研究中心，有的甚至成为国际科学共同体的各个领域的活动中心。“教学和研究实验室”还有利于聚集和培养本科毕业后的青年研究人才，促进研究生的规模性培养方式的形成。由于科学研究在大学中的发展，德国在19世纪科学人才辈出，科研成果累累，一些新兴学科如有机化学、实验生理学、实验心理学等率先在德国建立。德国化学家李比希、生理学家路德维希、心理学家冯特、数学家高斯、物理学家欧姆均为当时世界科学界的巨匠。
再次，科学研究进入工业企业，企业的“工业研究实验室”成为德国科学研究的第三股重要力量。德国企业“工业研究实验室”的兴起，开始于化学工业巴斯夫、赫斯特、拜尔等企业的示范，这些企业中的工业研究实验室可以说是开现代企业R&D研究中心之先河的。工业研究实验室是科学大规模介入技术活动的重要途径和有效形式。科学家在取得基础研究成果后，就在企业工业实验室内进行应用研究和技术开发，从现代科学理论派生出技术原理，从而导致新技术的发明。在19世纪下半叶，德国绝大多数的技术发明都是由工业实验室开发的，或由企业与大学合作研究开发的。
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