Открытие М. Планком кванта действия в 1900 г. и формулирование А. Эйнштейном постулатов теории относительности стали началом становления неклассического естествознания, и не случайно именно физика как наука об общих законах природы (как определял ее Максвелл) стала главным плацдармом для пересмотра оснований прежней картины мира. Планетарная модель атома, предложенная Э. Резерфордом, и развитие учения о радиоактивности позволили по-новому истолковать развитие микромира и субатомного устройства материи (техническое и военное использование этих законов станет возможным уже с 1940-х годов). Кризис прежних оснований науки (например, постепенный отказ от общепринятой ранее теории эфира) оказался одним из проявлений общего социально-культурного кризиса традиционного устройства. Новейшие открытия в науке осмыслялись параллельно с развитием модернистских и — уже с 1910-х годов — авангардных течений в культуре, философии и искусстве. Так, теория относительности стала предметом рассмотрения неокантианской философии Э. Кассирера («Познание и действительность», 1910) и — опосредованно — австрийской философии науки у последователей Э. Маха, споры вокруг теории множеств в математике оказались точкой отсчета для размышлений Б. Рассела и А.Н. Уайтхеда в 1910-1920-е годы, биологические открытия дали импульс для наиболее утонченной формулировки витализма у А. Бергсона («Творческая эволюция»). Критическое переосмысление релятивистских тенденций в модернизме оказало форматирующее воздействие на творчество Г. Зиммеля 1910-х годов (с его интересом к женскому вопросу, духовной жизни современных городов), на трактовку феноменологии как универсальной теоретико-философской программы у Э. Гуссерля или на возвращение к гегельянскому идеализму у Б. Кроче. В социальных науках парадоксы социальной модернизации ярче всего отразились на творчестве Э. Дюркгейма, на его понимании механической и органической солидарности и на исканиях М. Вебера, который всегда скептически относился к перспективам бегства из «железной клетки рациональности». Социология и психология были новыми науками в университетском расписании и на академических кафедрах (и оппозиционными по отношению к традиционно престижным филологии или истории); их признание пришлось на эпоху после Первой мировой войны. В области юридической науки поиски общих социологических или психологических теорий права в начале XX в. (у Г. Еллинека, Л. Петражицкого, а затем X. Кельзена) несколько потеснили прежний интерес к историческим сравнительно-правовым исследованиям. В области экономики наступление математического мировоззрения (у Ст. Джевонса, теории равновесия В. Парето или Л. Вальраса, влияние австрийской школы К. Менгера) накануне Первой мировой войны сказалось на постепенном ослаблении международного интереса к разработкам немецкой «исторической школы» Г. Шмоллера и его последователей. Начиная с египетских экспедиций Наполеона, задачи колониального мироустройства влияли и на развитие европейской и американской антропологии, в том числе на первые попытки сформулировать особенности «первобытного мышления» (Л. Леви-Брюль) и одновременно включить его в эволюционную картину умственного развития и лестницу цивилизационных иерархий.
В XIX в. высшие учебные заведения и университеты вернули себе статус главных институциональных центров научного развития. Вначале французская система «высших школ» оказалась наиболее благоприятна для развития таких дисциплин, как механика и математика (но биолог Ж. Кювье также занимал важный пост во французской системе управления образованием). Французская и российская система «патронажа» региональным университетом близлежащего учебного округа также содействовала ускоренной мобилизации интеллектуальных сил. Во второй половине XIX в. важнейшим приоритетом немецкого университета стало устройство специального семинара по той или иной дисциплине, где ученики и ассистенты под руководством профессора и реализовывали по сути гумбольдтовский принцип соединения обучения с продвижением науки. Если первоначально предметом семинаров была кропотливая текстологическая работа над классическими отрывками древних авторов, то уже с конца 1820-х годов, с химических занятий Ю. Либиха в Гиссене, семинары становятся важной частью изучения наук о природе, главным очагом формирования той специфической профессиональной культуры ученого и ее трансляции, которую уже в 1950-е годы науковед М. Полани назовет «личностным знанием». Семинар воспитывал и определенный этос науки, упорство и упражнение в точности измерений: это социально-академическое изобретение оказалось универсальным и уживалось с совершенно разными национальными моделями образовательного развития — и с английскими аристократическими элитными школами, и с российскими студенческими кружками, и с миссионерскими учебными заведениями в Азии и Африке.