事隔不久，戴维患了牙病，他便请来牙科医生德恩梯斯·舍派特，医生决定把他的坏牙拔掉。当时根本没有什么麻醉药，医生硬把牙齿给拉了下来，疼得戴维浑身冒汗。这时，他猛然想起前不久发生在实验室的事——贝多斯手划破了，可闻了那一氧化二氮气体后却一点也没感觉疼。于是，他赶忙拿过装有一氧化二氮的瓶子连吸几口，结果，他又哈哈大笑起来，同时也感觉不到牙痛了。
经过进一步研究，戴维证实一氧化二氮不仅能使人狂笑，而且还有一定的麻醉作用。戴维就为这种气取了个形象的名字——笑气，于是一种麻醉剂诞生了。
1880年，戴维将关于笑气的研究成果写进《化学和哲学研究》一书，书中对一氧化二氮的麻醉作用进行了全面的评价，认为它是有历史记录以来最好的麻醉剂。
这一发现立即轰动了整个欧洲，外科医生们纷纷用笑气做麻醉药，使本来满是刺耳的喊叫声的手术室，弥漫着一片笑声。病人的痛苦也轻多了。
进化论
1831年12月27日，一艘英国海军所属的皇家勘探船“贝格尔”号扬帆远航了，其主要任务是测绘南美洲东西两岸和附近岛屿的水文地图，完成环球各地精确的计时测量工作。随行考察的年轻博物学家，正是后来成为伟大的进化论奠基人的达尔文。他在这次环球旅行中的主要任务是考察了解各地的地质和动植物资源情况。
身负重任的达尔文异常尽职，每到一处他都认真地收集各种资料、写下科学考察日记。风吹日晒，雷电交加的种种艰难困苦都未曾使他间断工作。1835年9月中旬，到达加拉帕戈斯群岛的时候，达尔文在考察中发现：岛上的植物、动物非常丰富，各种动物的形态、习性却不一样。就是同一种动物，也有差异。这一奇怪的现象引发了达尔文深层次的思考。他渐渐意识到，自然界的事实与神学教义似乎是不可调和的。离开加拉帕戈斯群岛时，生物进化的理论已经在他的心中萌芽。
“贝格尔”号的环球考察历时5年，于1836年10月结束。回国后，达尔文始终被生物为什么会发生变化这个问题困扰着，他决心揭开这个谜。他开始搜集动物、植物在家养条件和自然条件下发生变化的一切事实，诸如鸽子、金鱼、猫、狗、牛、鸡等动物及牡丹、菊花等各种观赏花和植物；达尔文还印发了大量的调查表，拜访了许多植物育种家和动物饲养家，听取他们培养良种的经验。经过15个月的系统调查和研究，他整理出了第一部物种变化的笔记，记录下了他对家养和自然条件下动、植物变异的观察和分析。
反复思考后，达尔文终于总结出一套理论：生物具有变异特性，生活条件改变时，就会出现个体差异。人们把那些符合人类利益的变异类型挑选出来，让它们传宗接代。由于生物的遗传特性，个体变异便传递下去，新的物种就形成了。达尔文将这种理论推广到自然条件下生存的生物上，大量事实说明，自然界同样存在类似人工选择的过程。
受英国经济学家马尔萨斯《人口论原理》的启发，达尔文进一步完善了自己的思考，他认为：生物必须和生存环境作斗争，生物之间也为了争夺生存空间、阳光和营养而发生斗争。在生存斗争中，能够适应环境的物种就生存下来；不适应环境的物种就被淘汰。他将自己的理论总结为：生物适者生存，不适者被淘汰，这叫自然选择。
1859年11月，达尔文的生物进化巨著《物种起源》正式出版。这部著作的问世，以全新的科学生物进化思想，推翻了神创论和物种不变的理论。《物种起源》是达尔文进化论的代表作，它标志着进化论的正式确立。
细菌学说
巴斯德在大学里学的是化学，由于他不到30岁便成了有名的化学家，法国里尔城的酒厂老板便要求他帮助解决葡萄酒和啤酒变酸的问题，他们希望巴斯德能在酒中加些化学药品来防止酒精发酵过程中变酸。
巴斯德与众不同的地方是他善于利用显微镜观察，这使他在化学上有过前人没有的重要发现。
所以在解决葡萄酒变酸问题时，他首先也是用显微镜观察，看看正常的葡萄酒和变酸的葡萄酒中究竟有什么不同。结果他发现，正常的葡萄酒中只能看到一种又圆又大的酵母菌，变酸的酒中则还有另外一种又细又长的细菌。他把这种细菌放到没有变酸的葡萄酒中，葡萄酒就变酸了。
据此，巴斯德认为空气中存在许多种细菌，它们的生命活动能引起有机物的发酵，产生各种有用的产物，并且发酵是酵母中的细菌造成的，并不是原先许多人认为的那样是由化学反应造成的。
根据自己对发酵作用的研究，巴斯德向酿酒厂的老板们提出建议，只要把酿好的葡萄酒放在接近50℃的温度下加热并密封，葡萄酒便不会变酸。酿酒厂的老板们开始并不相信。巴斯德便亲自在酒厂里做示范。他把几瓶葡萄酒分成两组，一组加热，另一组不加热，放置几个月后，当众开瓶品尝，结果加热过的葡萄酒依旧酒味芳醇，而没有加热的却把人的牙都酸软了。
巴斯德因确认出葡萄酒中的致害微生物，挽救了法国的经济，因而在法国名声大振。但他并未就此停下自己探索的脚步。空气中也存在着人和动物的病原菌，能引起各种疾病。为了排除杂菌，巴斯德于1863年创造了巴氏灭菌法，这种采用不太高的温度加热杀死微生物的方法直到今天还被我们用在食用牛奶的保鲜中。
巴斯德发明了巴氏灭菌法之后，1877年，他又提出细菌学理论，有力地驳斥了争论了几个世纪的自发病源学说。在这段时期，巴斯德又研究出鸡霍乱、炭疽、猪丹毒的菌苗，奠定了免疫学的基础。
德国医生罗伯特·科赫首先采用平板法得到炭疽菌的单个菌落，肯定了细菌的形态和功能是比较恒定的。自从单形性学说取得初步胜利之后，就建立了以形态大小为基础的细菌分类体系，随后又用生理、生物化学特性作为分类的依据，使细菌分类学的内容逐步得到充实。
结核杆菌
在医学界，法国著名的微生物学家巴斯德认为，传染病是由某种微生物引起的，但由于无法通过观察证实，因而巴斯德的说法只能是一种猜测。巴斯德的这种猜测引起科赫极大的兴趣。大学毕业后的罗伯特·科赫在一个小镇上行医，他一心想为医学研究事业作出贡献。
通过努力，科赫于1875年发现了炭疽杆菌，从此，他在世界医学领域名声大振。
1880年，德国政府任命科赫为德意志帝国参事官和柏林医院的研究员，并在柏林医院设立了研究室，还给他配备了两位助手。
从1881年开始，科赫利用有利条件，开始了探究肺结核病因的实验。每当医院进行结核病人尸解时，科赫必定到场，带走一些结核病的结节。回到研究室，弄碎这些结节，涂在玻璃片上，然后放在高倍显微镜下仔细观察。每次和以前看到的一样，涂片上并没有什么异常的微生物。“它会不会和周围物质同样颜色，以至于我们无法发现？”科赫和他的助手决定用染色法试试看。他们动手准备了各种颜色的化学染料，并且制成许多结核节涂片，对不同颜色的染料进行分组实验。科赫耐心细致地逐片观察，果然在显微镜中发现了颗粒状的亮点，这些亮点有的单个分散着，有的相互排列着。随后，他和助手找来柏林市内所有能找到的各种结核结节——包括人类的和动物的。然后，再用染色法制成的涂片进行观察。
大量观察的结果都显示，这些颗粒状的亮点都是同一种结核菌。科赫为发现了结核菌而欣喜异常。他马不停蹄地继续研究，16天后，终于用血清培养基获得了对结核杆菌的纯培养。他把这种纯培养接种到动物身上，动物也感染了结核菌病。
至此，科赫终于成功地证实了结核杆菌是结核传染病的病因。
1882年3月24日，科赫在柏林大学做了“关于结核病”的学术报告，公布了自己发现结核杆菌的研究成果。结核杆菌的发现，为研究药物和治疗方法提供了科学的依据，为人类征服结核病这个恶魔奠定了坚实的基础。
病毒
病毒学是一门比较年轻的学科，从病毒的发现到目前仅有百余年的研究历史。然而，地球上的人类，其他动物和植物遭受病毒病的折磨已有许多世纪。许多记述表明至少在公元前2世纪印度和中国就存在天花；在家畜的病毒病中，狂犬病可能是最早有记载的，早在1566年就有了关于疯狗咬人致病的记录；第一个记载的植物病毒病的是郁金香碎色病，17世纪时的荷兰人非常喜欢郁金香，据记载一个得病郁金香球茎竟能换来牛、猪、羊甚至成吨的谷物或上千磅的奶酪。
在郁金香热高潮中，郁金香碎色病流行甚广。谈起植物病毒，首先要提到的就是烟草花叶病毒。100多年以来，烟草花叶病毒在病毒学发展史乃至遗传学、生物化学以及当代基因工程中起到了里程碑的作用。在病毒学研究的许多阶段，它都扮演着重要角色，它使人们了解到什么是病毒、病毒的结构、病毒的侵染、复制以及抗病毒基因工程等等。时至今日，它仍然是病毒学工作者的宠儿。
1859年，斯威腾是最初描述烟草花叶病症状的人。但是明确知道病毒病则是1886年的事了。那时在荷兰工作的德国人麦尔被烟草的一种病态吸引住了，其症状是感染叶子上出现深、浅相间的绿色区域，他在1886年将其称为烟草花叶病。通过对叶子和土壤的分析麦尔指出不能把此病归于无机物平衡失调。这可能是一个细菌病。
1892年，从事烟草病工作的是年轻的俄国科学家伊万诺夫斯基，他发现感染花叶病的叶汁，即使经过特殊的烛形滤器的过滤也仍具有传染的性质。这项观察提示了存在一种比以前所知的任何一种都小的病原，他认为该病是由产生毒素的细菌引起的。
1898年，荷兰科学家贝杰林克重复了伊万诺夫的实验，他从患花叶病的烟草叶中挤出了一些汁液，并使之通过特制的滤器处理，然而结果表明滤液仍有侵染性。贝杰林克相信他的滤器阻挡住了细菌。将汁液置于琼脂凝胶块的表面时，发现侵染性物质在凝胶中以适当的速度扩散，而细菌仍滞留于琼脂的表面。因此认为这种侵染性物质要比通常的细菌小。贝杰林克用病毒（Virus）来命名这种史无前例的小病原体。不难看出真正发现病毒存在的人是贝杰林克。
伊万诺夫斯基和贝杰林克通过他们创造性工作发现了烟草花叶病毒，从而开创了病毒学独立发展的历程。
维生素
人类发现维生素经历了一个漫长的过程。在第一种维生素被发现之前，许多特定食物的一些特殊的预防疾病的作用就早已被人们发现。这当中最早的当数3000多年前古埃及人，他们发现了一些可以治愈夜盲症的食物，虽然他们并不清楚食物中什么物质起了医疗作用，但这是人类对维生素最朦胧的认识。
中国唐代医学家孙思邈（581～682）也曾经指出，用动物肝可以防治夜盲症，用谷皮熬粥可以防治脚气病。实际起作用的因素正是维生素。
1893年，年轻的荷兰军医艾克曼来到了印度尼西亚的爪哇岛。当时，岛上的居民正流行严重的脚气病。艾克曼用了很多办法来医治这种病，都没有取得什么理想的效果。很快他自己也被传染，而且连用来做实验的鸡也未能幸免，实验的鸡群里暴发了神经性皮炎，表现与脚气病极为类似。说来奇怪，后来，那些患脚气病的鸡竟然不治而愈了。艾克曼专心地研究，直到1907年才终于查明，脚气病起因于白米。鸡吃白米得了脚气病，如果吃粗饲料就安然无恙。他自己也开始改吃粗粮，果然，感染的脚气病很快就好了。艾克曼于是推测白米中含有一种毒素，而米糠中则含有一种解毒的物质。但是荷兰的格林却不这样认为，而是从另一个角度推测：白米中缺少一种关键的成分，而这种成分就在米糠里。后来的事实证明，格林的推测是正确的，白米中缺少的正是维生素。
1906年，英国生物化学家霍普金斯用纯化后的饲料喂食老鼠，饲料中含有蛋白质、脂类、糖类和矿物质微量元素，然而老鼠依然不能存活；而向纯化后的饲料中加入哪怕只有微量的牛奶后，老鼠就可以正常生长了。这一实验证明食物中除了蛋白质、糖类、脂类、微量元素和水等营养物质外还存在一种被他称为辅助因子的特殊物质。
1911年，波兰化学家丰克发现糙米中能够防治脚气病的药用物质（维生素B1）是一种胺（一类含氮化合物），他将此种物质从米糠中分解出来后，并证明人体内如果缺少了它，就容易疲倦、食欲缺乏、浑身酸痛和患脚气病。同年，丰克发表了这一研究成果。他还提议将这种化合物叫做Vitamine，意为Vltalamine，中文意思就是致命的胺，由此可见它的重要性。这个名词迅速被普遍应用于所有的这种辅助因子。
维生素B1是人类发现的第一种维生素，随着时间的推移，越来越多的维生素种类被人们发现，维生素成了一个大家族。人们把它们排列起来以便于记忆，维生素按A、B、C一直排列到L、P、U等几十种。
尽管随后人们知道，许多其他的维生素并不含有胺结构，但是由于丰克的叫法已经广泛采用，所以这种叫法并没有废弃，而仅仅将amine的最后一个e去掉，成为了Vitamin（维生素，音译为“维他命”）。