作為近代開眼看世界的第一代知識分子，林則徐、魏源對西方文明和西學（包括科學）的理解，既折射了他們這個時代所達到的眼界，也影響了其後繼者的視域。晚清的洋務知識分子，在某種意義上便是以林則徐、魏源為其前驅。
與林、魏相近，在比較西方之所長時，洋務知識分子亦將器與技提到了突出的地位。馮桂芬在談到如何師夷這一問題時曾指出：“且用其器，非用其禮也，用之乃所以攘之也。”[10]禮泛指一定的觀念係統及與之相應的製度、規範等，器則是物質層麵的對象，其具體內容首先是堅船利炮。[11]與洋務知識分子立場基本一致的洋務派，同樣持類似的看法。洋務派的早期代表曾國藩即認為：“將來師夷智以造船製炮，尤可期永遠之利。”[12]直到後來的李鴻章，在談到西方之長時，依然著眼於器與技：“查西洋諸國，以火器為長技，欲求製馭之方，必須盡其所長，方足奪其所恃。”[13]在這方麵，洋務知識分子與洋務派的眼光似乎沒有超出林、魏輩。
當然，隨著曆史的演進，“器”與“技”的內涵也逐漸有所變化。在注重堅船利炮的同時，洋務知識分子亦開始注目於民用機械與技術。馮桂芬便已注意到近代農用機械在農業生產中的作用，認為在田廣之地，“宜以西人耕具濟之，或用馬，或用火輪機，一人可耕百畝。”[14]廣而言之，一切對國計民生有利的器與技，都應普遍地引入。[15]從堅船利炮到民用器技，“器”與“技”超越了軍事領域而漸漸走向社會生活的各個方麵。
就科學與器技的關係而言，器與技固然並非與近代的科學完全隔絕，但在器與技這一層麵，科學主要與實用的對象聯係在一起，處於形而下的層麵。不過，從科學觀念的傳播和影響看，相對於抽象的理論形態，器與技往往以更直觀的形式展示了科學的價值，從而更易於為人們所認同與接受。在器與技的形態下，科學作為一種有形的力量，構成了對社會運行的現實範導。事實上，正是以確認器與技的作用為前導，從19世紀60年代開始，早期的近代工業開始在中國誕生。1861年，曾國藩創辦安慶內軍械所；1862年，李鴻章創辦上海洋炮局；1864年，蘇州洋炮局建立；不久，江南製造局創立；同一時期及爾後建立的近代工業尚有馬尾船政局、金陵機器製造局、天津機器製造局、山東機器製造局，等等。盡管這些企業一開始都帶有軍事工業的性質，但隨著軍事工業向民用工業的擴展，以器與技為表現形式的科學也越來越顯示出其對社會發展的意義。在這裏，器與技似乎成為科學的某種載體，正是借助於這種載體，科學的價值逐漸得到了較為廣泛的肯定與提升。
不過，器與技作為科學的某種載體，畢竟具有外在的性質。當近代知識分子對器與技作進一步考察時，其目光便開始指向蘊含於器與技之後的內在規定。在分析西方所以能在器、技等方麵有所長的緣由時，鄭觀應指出：
論泰西之學，派別條分，商政、兵法、造船、製器，以及農、漁、牧、礦諸務，實無一不精，而皆導其源於汽學、光學、化學、電學。[16]
泰西所製鐵艦、輪船、槍炮、機器，一切皆格物致知，匠心獨運，盡泄世上不傳之秘，而操軍中必勝之權。[17]
近代科學觀念的演化，與西學東漸的過程往往聯係在一起；對器、技與科學關係的理解，亦常常關聯著對西方文化的認識。在師夷之長技以製夷的主張中，西方文化之所長，主要體現於“器”與“技”，鄭觀應的以上看法則由“器”及製器之“技”，提升到“學”（光學、電學等）這一層麵：以技製器的前提，在於通過格物致知而達到理論形態的認識。
由技到學的進展，當然並非僅見於個別思想家，19世紀中期以後，技源於學逐漸成為洋務知識分子的普遍看法。與鄭觀應同時代的薛福成，亦曾表述了和鄭觀應相近的觀點：“夫西人之商政、兵法、造船、製器及農、漁、牧、礦諸務，實無不精；而皆導其源於汽學、光學、電學、化學，以得禦水禦火禦電之法。”[18]這裏既涉及西方的工商體製，亦包括製造工藝，而二者都奠基於“學”之上。西方既如此，中國也不能例外：
中國欲振興商務，必先講求工藝。講求之說，不外二端，以格致為基，以機器為輔而已。格致如化學、光學、重學、聲學、電學、植物學、測算學，所包者廣。[19]
此所謂的格致，主要是理論形態的科學。值得注意的是，在“器”與“學”二者之間，後者已被視為更為主導的方麵。相對於師夷之長技與船炮的仿製，格致為基、機器為輔無疑展示了一種新的視域。
除了一般地肯定格致之學對器技的本源意義外，這一時期的洋務知識分子還對格致之學本身作了具體的考察，並特別強調了數學在製器中的作用。李善蘭在分析西方所以強盛的原因時指出：“今歐羅巴各國日益強盛，為中國邊患，推原其故，製器精也；推原製器之精，算學明也。”[20]近代科學的發展，與數學原理和數學方法的普遍運用有著內在的聯係，科學對製器過程的製約，也總是滲入了數學的作用。李善蘭以算數明為製器精之根源，無疑從一個方麵注意到了近代科學的特點。李是數學家，他對數學作用的肯定，在某種意義上出於數學家的敏感。當然，對科學特點的以上理解，並不僅限於數學家，在其他洋務知識分子那裏，也可以看到類似的論點。如馮桂芬便認為：“一切西學皆從算學出，西人十歲外無人不學算。今欲采西學，自不可不學算。”[21]這裏的西學，主要指科學；對科學的這種認識，已開始切入較為深層的內核。
如前所述，在器與技的層麵，科學的價值主要以外在的形式得到展示；以數學、電學、光學等為存在方式的格致之學，則開始取得理論的形態。從師夷長技到格致為基、機器為輔，對科學的認識已超越了器與技，而走向了學與理。作為理論形態的存在，科學已不再僅僅附著於有形的器，而是獲得了相對獨立的意義。它為科學的價值在觀念層麵得到認同與提升，提供了曆史和邏輯的前提。從技到學這一認識過程在某種意義上再現了明清之際思想家的思維曆程，但二者的曆史背景卻又並不相同：19世紀的視域轉換，乃是以自強圖存和走向近代為其動因。同時，晚清對格致之學的注重，在邏輯上表現為清代“以技治經”及“以技製夷”的曆史延續。從內涵上看，以技治經之中的“技”，本來便已與“學”相互交錯。技與學的這種曆史聯係，也製約著晚清知識分子對科學的理解：在科學觀念從技到學的提升中，多少可以看到向技與學交融的某種回複。
前文曾提及，與師夷之長技相應的，是近代工業的興起。隨著從技到學的轉換，對科學理論的引入、介紹、傳播成為另一種時代景觀。首先應當一提的當然是西方科學著作的翻譯。從19世紀中期始，科學著作的譯介便已陸續開始，但最初主要翻譯的是一些與製器直接相關的實用性著作，如《汽機發軔》《汽機問答》《運歸約指》等。19世紀後期，出現了有組織的譯書機構，如京師同文館、江南製造局翻譯館等，介紹科學原理的譯著逐漸增多，如京師同文館便翻譯出版了《格物入門》《化學指南》《格物測算》《化學闡原》等，而江南製造局翻譯館的工作則更引人注目。該館自1871年開始出版譯著，前後出書160餘種，其中相當部分是關於近代各門科學的理論譯著，數學方麵有《代數學》《微積溯源》《三角數理》等，物理學方麵有《電學》《聲學》《光學》等，化學方麵有《化學鑒原》《化學分原》《化學求數》《化學源流論》等，農業學方麵有《農學理說》《農務全書》《農學津梁》等，醫學方麵有《內科理法》《西藥大成》等。此外還有天文學方麵的《談天》、地質學方麵的《地學淺釋》等，總之，數、理、化、農、醫、天、地，幾乎各門學科的理論都有所譯介。這些譯著對人們係統地了解近代各門科學的原理，起了重要的作用。
科學著作的譯介，更多地屬學理的層麵。與之相輔相成的，是科學知識的普及工作。19世紀70年代，上海創辦了《格致匯編》。這是一份具有科普性質的雜誌，近代的著名化學家徐壽在《格致匯編·序》中指出：盡管翻譯館出版了不少科學譯著，但“所慮者，僻處遠方，購書非易，則門徑且難驟得，何論乎升堂入室？急宜先從淺近者起手，漸積而至見聞廣遠，自能融會貫通矣。”[22]就研究的角度言，“從淺近者起手”，意味著對科學理論的把握，應由簡而入繁、由易而至難；就科學的社會接受和認同言，它則涉及普及與啟蒙的工作。《格致匯編》的前12卷即以《格致略論》為主題，主要介紹了一些通俗的自然科學常識，內容涉及日月星辰、風雨雷電，以及動物植物、人體結構等。該雜誌還設有問答欄目，解答各地讀者提出的科學問題。這一類雜誌盡管在19世紀後半期不算很多，但它的問世，畢竟從一個方麵表明：科學開始在較以前為廣的社會範圍中走向民眾。
與科學普及的要求和趨向相呼應，一些洋務知識分子甚而提出了將科學與科舉聯係起來的設想。在薛福成的以下思考中，便不難看到這一點：
如鄉會試兼考算學，則凡天學、地學、化學、電學、重學、熱學、聲學等皆可旁及，而總以算學為歸。算學書以《幾何原本》為最要。凡考得者先予記名，遇有修葺城郭、興築炮台、測量輿地、製造器械、操練水雷等事，則用之，似於大局必有裨益。[23]
科舉在當時仍是知識分子走向社會上層（出仕）的重要途徑，科舉的內容，對教育、學術等發展，具有直接的導向作用：當科學成為科舉的考試科目時，舉業教育便相應地將向科學敞開大門。類似的看法亦見於其他洋務知識分子，如鄭觀應認為，科舉中的文武二科雖可保留，但應增加新的內容，“即使製藝為祖宗成法未便更張，亦須令於製藝之外，習一有用之學：或天文，或地理，或算法，或富強之事。苟能精通製藝，雖不甚佳，亦必取中。如製藝之外一無所長，雖文字極優，亦置孫山之外。如此變通推廣，或亦轉移世運之一端乎？”[24]所謂轉移世運，既意味著實現富國強兵，也包含著改變社會時尚之意（由僅僅關注製藝，擴及兼顧科技）。盡管薛福成、鄭觀應輩所提出的設想還具有理想藍圖的性質，但這些藍圖的提出，本身也折射了時代思潮的某種變化。
作為觀念的轉換，從技的推重到學的認同，既在一個更為內在的層麵推進了對科學價值的普遍肯定，也擴展了科學的作用範圍。19世紀中期以後，近代的知識分子不僅把格致之學視為製器強國的基礎，而且將其與禮樂教化聯係起來：
泰西各國學問，亦不一其途，舉凡天文、地理、機器、曆算、醫、化、礦、重、光、熱、聲、電諸學，實試實驗，確有把握，已不如空虛之談。而自格致之學一出，包羅一切，舉古人學問之蕪雜一掃而空，直足合中外而一貫。蓋格致學者，事事求其實際，滴滴歸其本源，發造化未泄之苞符，尋聖人不傳之墜緒，譬如漆室幽暗而忽燃一燈，天地晦冥而皎然日出。自有此學而凡兵農禮樂政刑教化，皆以格致為基。是以國無不富而兵無不強，利無不興而弊無不剔。[25]
寫下這段話的王佐才是格致書院的學生，以上引文錄自1886年格致書院考課的答卷。格致書院建立於19世紀70年代初，1879年開始招收學生，其學習科目中近代科學占了主要的比重。王佐才的以上答卷所回答的題目是：“中國近日講富強之術當以何者為先？”王氏對這一問題的回答可以簡要的概括為：講富強之術，當以格致之學（科學）為先。值得注意的是，王佐才在論述中把格致之學視為一切學問的統一體，它不僅構成了耕戰（兵農）的基礎，而且製約著禮樂教化。相對於製器、耕戰，禮樂教化已涉及一般的思想觀念、社會生活、行為模式；在格致之學與禮樂教化的如上溝通中，似乎可以看到科學向社會各個層麵滲入的趨向。科學的地位，由此亦被提到相當高的程度。作為格致書院的普通學生，王佐才對格致之學作用的以上認識，亦從一個方麵反映了當時受過近代科學洗禮的知識界對科學的一般看法。
事實上，與王佐才相近的觀點亦見於其他洋務知識分子，包括有相當成就的科學家。著名化學家徐壽在致李鴻章的信中便指出：
格致之學，大之可躋治平，小之可通藝術，是誠盡人所宜講，求今日所當急務也。[26]
如果說，王佐才以格致之學為禮樂教化之基，多少流露了青年學子對科學的某種情感認同，那麽，徐壽則是以科學家的深思熟慮，肯定了科學的普遍製約作用。在傳統思想中，治國平天下更多地與經學相聯係，魏源所謂以經術為治術，便上接了這一傳統。徐壽要求以格致之學躋治平，似乎使科學獲得了“經學”的意義，而科學的社會功能，亦由此得到了進一步的擴展。
與格致之學的如上提升相應，科學開始向道趨近。在比較中西學術時，鄭觀應指出：“蓋我（中）務其本，彼（西）逐其末；我晰其精，彼得其粗。我窮事物之理，彼研萬物之質。秦、漢以還，中原板**，文物無存，學人莫窺製作之原，循空文而高談性理。於是我墮於虛，彼征諸實。不知虛中有實，實者道也；實中有虛，虛者器也。合之則本末兼賅，分之乃放卷無具。”[27]征於實，是近代格致之學的特點，虛則涉及形而上的義理。按傳統的道器之辨，道是形而上者，屬虛；器則是形而下者，屬實。但在鄭觀應看來，實之中亦包含道，從而，征於實的格致之學，亦開始向道靠攏。盡管鄭觀應在此仍以本末論虛（義理之學）實（格致之學），但他肯定虛實道器之合，反對二者之分，無疑對格致之學與道作了某種溝通。
類似的觀點亦常常從其他洋務知識分子中流露出來。薛福成在肯定“技”基於學的同時，又進一步將格致之學與道聯係起來：“夫西人之商政、兵法、造船、製器及農、漁、牧、礦諸務，實無不精；而皆導其源於汽學、光學、電學、化學，以得禦水禦火禦電之法。斯殆造化之靈機，無久而不泄之理，特假西人之專門名家以闡之，乃天地間公共之道，非西人所得而私也。”[28]作為器、技之源，格致之學所指向的，是外部世界普遍必然之理；就其內容的普遍、客觀而言，格致之學亦具有道的性質。盡管薛福成在此主要強調了格致之學的普遍性，反對將其歸結為西方的專利，但以格致之學為“天地間公共之道”，無疑又體現了對科學的理解由“技”到“道”的演進，值得注意的是，這種理解已不僅僅基於對科學外在作用的認識，而且亦以科學本身的內在品格（普遍必然性）為根據。
不過，如果作進一步的分析，便不難看到，在洋務知識分子中，“道”實際上被區分為兩種形態，其一是作為天地間普遍必然之理的“道”，其二則是作為價值體係核心原則的“道”；與格致之學相聯係的道，主要是就前一意義而言，而後一意義的道，則體現於傳統的價值係統之中。從器、技與學的關係上看，格致之學固然普遍有效，因而具有道的性質，但就其與價值體係的關係而言，它則被摒除在道之外。正是在後一意義上，鄭觀應認為：“西人不知大道，囿於一偏。”[29]此所謂“道”，便是就價值觀而言。在鄭觀應看來，西方誠然在近代科學上有所長，但在價值觀的層麵，卻並沒有達到道；如欲在價值觀上臻於道，便必須回歸孔孟的傳統，而按鄭觀應的預測，西方的格致之學以後亦必將朝這一方向發展：“今西人由外而歸中，正所謂由博返約，五方俱入中土，斯即同軌、同文、同倫之見端也。由是本末具，虛實備，理與數合，物與理融，屈計數百年後，其分歧之教必寖衰，而折入於孔孟之正趨；象數之學必研精，而潛通乎性命之樞紐，直可操券而卜之矣。”[30]這種西方將向中國求道的推斷，似乎可以視為20世紀初梁啟超、梁漱溟輩同類議論的先聲。當然，這裏重要的並不是對孔孟之道的推崇以及與之相聯係的文化優越感，而是其中關於格致之學與傳統之道的定位：在西人所代表的格致之學與體現傳統價值體係的“孔孟正趨”之中，後者才是具有終極價值的“道”。
在薛福成那裏，同樣可以看到對格致之學的二重理解。如前所述，相應於關注之點由器、技到學的轉換，薛福成將格致之學視為天地間公共之道。但在談到格致之學與堯舜周孔之道的關係時，對格致之學的定位便發生了變化：
今誠取西人器數之學，以衛吾堯、舜、禹、湯、文、武、周、孔之道，俾西人不敢蔑視中華。吾知舜、禹、湯、文、武、周、孔複生，未始不有事乎此，而其道亦必漸被乎八荒，是乃所謂用夏變夷者也。[31]
這裏既涉及中西關係，又展開為道器（技）之辨；相對於周孔之道，格致之學似乎主要呈現為衛道的手段。作為衛道的工具，格致之學顯然又附屬於道。從這一角度看前文提到的格致之學與禮樂教化與治平的關係，則不難理解，它所強調的，並不是轉換傳統的價值體係，而主要是格致之學在社會生活中的作用，這種作用在邏輯上亦包括維係既成的價值係統。
可以看到，在洋務知識分子中，格致之學似乎被賦予二重規定：較之堅船利炮，它已超越了器、技而向道趨近；就價值領域而言，它則仍在道之外。一方麵，隨著對器、技、學認識的不斷深化，格致之學的社會作用和內在價值逐漸得到了不同程度的確認，從肯定格致之學為製器之基與禮樂教化之基，到視格致之學為天地間公共之道，都表明了這一點，而科學的地位亦隨之一再地得到了提升。但同時，洋務知識分子對科學的理解，在相當程度上又受到中體西用觀念的製約。自馮桂芬提出“以中國之倫常名教為原本，輔以諸國富強之術”[32]之後，“中學為體，西學為用”便浸浸然成為洋務知識分子的普遍思維模式。所謂西學，首先便是指格致之學，而中學則涉及文化深層麵的傳統價值係統。在中體西用的思維定勢下，對科學的價值認同，總是受到某種限製，而“技”亦難以完全達到“道”。後者固然表現了維護傳統價值體係的保守立場，但同時亦在某種意義上內含著以價值理性範導技術理性的取向。