19世紀的最後40年，所有這些問題，在圍繞著達爾文工作的熱潮中，均已明顯地暴露出來了。達爾文及他的追隨者與反對者之間的爭論，產生了眾多的分歧觀點；然而，沒有一個是可用明確的實驗來檢驗的。誠然，在生物學的一個領域生理學中，一直應用著實驗的方法。不過，在大多數其他領域中，除了19世紀後期的細菌學和生物化學以外，並不存在實驗的應用，或者充其量也不過是偶爾才使用的。1890年以前，在細胞學、胚胎學、進化論、人口學及野外生物學等領域中，均無實驗的傳統。甚至通過雜交實驗來研究遺傳，與其說它是一門精確的實驗科學，還不如說它是一種藝術，特別是有實踐經驗的育種家手中掌握的一種藝術。直到20世紀，實驗方法才在整個生物學領域推廣開來。作者告訴我們，高度重視實驗是當代生物學的另一個特點。20世紀，生物學家們在力求使他們的研究領域成為具有實驗分析方法的精確的科學領域方麵，作了持續不斷的努力和嚐試。但這並不意味著要詳盡地介紹較精確的測量和描述方法。
作者認為生物學家和曆史學家一樣，常把機械論和生機論（vitalism）的概念相提並論。生機論是唯心主義在生物學中的一種表現，它認為支配生命功能的力量、定律，與非生命係統有質的區別。生機論者認為，有機體是被一種“力”、被一係列在無機界裏找不到的性質賦予了生命的特性的。按照生機論的視點，生命係統所具有的自我修複或生殖特性，是由一種科學不能解釋、不能研究的“力”所產生的。這些“力”在有機過程發生之前就存在了，並且指導著這些過程的進行。從哲學的立場來看，生機論作為唯心主義的一個分支是與所有的唯物主義（包括辯證唯物主義和機械唯物主義）相對立的。從生物學的傳統看，機械唯物主義者一直是激烈地抨擊生機論的。然而，當越來越多的生物學家（特別是生理學家）在20世紀20年代到30年代開始采用辯證唯物主義的研究方法時，他們發現自己像反對生機論一樣，與機械論也是對立的。生機論有多種表現形式，即使在20世紀，它也曾以幾種麵貌出現過。他們看到了一些差異——即作用於生命係統的力、原理或過程，是不同於非生命係統的。然而，事實上生機論者卻把這些差異用以區分生命與非生命係統之間的本質差別了。
作者指出，什麼使得19世紀90年代和20世紀初的生物學家如此傾向於物理科學中的方法和範例呢？而生物學家又有了哪些轉變呢？大多數傾向於仿效物理科學的生物學家是一些比較年輕的工作者即在1865年以後出生的人。最初，他們的變革性工作是作為對老一輩生物學家所涉及的問題和方法的一種反應。他們的老師在達爾文後期生物學的某些領域占有重要地位。在尋求改革他們的前輩所使用過的描述和推論的研究方法時，他們的著眼點轉向了物理學。因為物理學曾被認為是自然科學中最精確的（因而是最科學的）科學。作者談到，為了確定哪些是年輕的生物學家所反對的思想和方法，了解一下19世紀後期生物學中某些觀點產生的思想背景是必要的。從大的範圍看，這個背景是受產生達爾文理論的生物學思想上的巨大革命所製約的。盡管其他生物學思想領域，像普通生理學、生理化學和細菌學，在19世紀最後25年裏已有了引人注目的進展，然而這正是在達爾文的思想——進化論本身的課題以及曾遍占據了多數自稱為是生物學家的研究者思想的達爾文解釋生物進化的模式——影響之下產生的。
分子生物學及其特定的分支——分子遺傳學，涉及到生物學上一些重要分子的結構和功能。分子遺傳學是在試圖確定基因的本質及其作用機理的研究中發展起來的。因而，它涉及那些受傳統限定的遺傳學或生物化學的領域。然而，分子遺傳學又不同於這兩個更為有限的領域。由於它關心基因功能的機製，所以它與直至30年代末仍主要涉及傳遞問題的遺傳學不同。由於它關心分子的三維結構，所以它又與直到50年代主要還是涉及分子功能的生物化學也不同。現在所稱的分子生物學，其最初一步是由分子遺傳學邁出的。分子遺傳學的結論和方法後來被擴展到了其他領域，如發育、進化、免疫學（研究免疫反應）或細胞生理學（研究細胞膜結構和功能）。到20世紀20年代初，分子水平的研究已滲到生物學各個領域，一門真正的分子生物學誕生了。