В Московском университете воплотилась идея Ломоносова о преемственности связи различных ступеней образования: при университете создавались две гимназии, одна - для дворянских детей, другая - для детей из других сословий. Московский университет с самого начала выступал и в роли распространителя научных знаний: в нем проводились общедоступные лекции, устраивались публичные диспуты, издавалась научная и учебная литература.
Попытки реформирования системы образования были предприняты во второй половине XVIII века. Екатерина II, считая себя " просвещенным монархом", задумала создать "новую породу людей". Осуществление этой задачи было поручено И.И. Бецкому. В 1764 г. императрица утвердила разработанное Бецким "Генеральное учреждение о воспитании обоего пола юношества". Основываясь на идеях французских просветителей, Бецкой полагал, что изолированный от семьи и переданный на попечение воспитателей ребенок может вырасти идеальным человеком. Поэтому его проект предусматривал создание закрытых учебных заведений интернатского типа, принимающих детей в 5-6 летнем возрасте и выпускающем их в жизнь к 18-20 годам. Строго соблюдался сословный принцип. Для дворянских детей предназначались привилегированные кадетские корпуса, "училища для благородных девиц". Для разночинцев - училище при Академии художеств, воспитательные дома во всех губерниях. Об образовании и воспитании крестьянских детей не было сказано ничего.
Задуманное создание "породы новых людей", несомненно, было утопией и поэтому не могло быть реализовано. Однако в соответствии с проектом в России был открыт ряд учебных заведений: училище при Академии художеств, воспитательные дома в Москве и Петербурге, коммерческое училище; преобразованы кадетские корпуса. Открытием общества двухсот благородных девиц в Петербурге (1764) было положено начало женскому образованию в России.
Екатерина II, продолжающая верить в силу воспитания, осуществила еще одну реформу в образовании. В 1782-1786 гг. в России была проведена школьная реформа, создавшая систему единообразно организованных учебных учреждений с едиными учебными планами и общей методикой. Это были "народные училища" - главные в губернских городах и малые в уездах. Первые являлись четырехклассной школой, где помимо начальных дисциплин преподавались русский язык, арифметика, геометрия, география, история, естествознание, архитектура, механика и физика. Вторые являлись двухклассной школой и давали элементарные знания. В конце XVIII века в России насчитывалось 288 народных училищ, в которых обучались 22 тыс. человек.
Таким образом, в XVIII веке был сделан огромный шаг вперед по сравнению с предшествующим периодом - создана система светских учебных заведений. Однако следует констатировать, что большинство народа (прежде всего крестьянство) продолжало оставаться вне стен школ, училищ, университетов.
Для развития русской науки ключевое значение имело открытие в 1725 г. Академии наук. По своему статусу Петербургская Академия наук была близка Парижской и Берлинской академиям, пользовавшимися государственной поддержкой, однако зависимость научного учреждения от государственной власти в России была более тесной, чем на Западе. Петербургская Академия фактически подчинялась Сенату и страдала от бюрократического вмешательства в ее внутренние дела. Так, почти безграничным влиянием в течение 35 лет пользовался советник Канцелярии и библиотекарь Академии И.Д. Шумахер, чинивший немало препятствий в работе М.В. Ломоносову и другим ученым. В то же время Академия на средства, выделяемые из государственного бюджета, была неплохо технически оснащена. В ней имелись Кунсткамера, обсерватория, физический кабинет, анатомический театр, ботанический сад, инструментальные мастерские, типография, библиотека.
В Академии наук сосредоточились крупные научные силы: математики Л. Эйлер и Д. Бернулли, астроном Ж. Делиль, физики Г. Рихман и Ф. Эпинус. Долгие годы здесь работал гениальный Леонард Эйлер (1707-1783), который приехал в Россию в 1727 г. Только в изданиях Петербургской Академии он напечатал свыше 460 книг (а всего им было создано 800 книг, учебников, статей). Его научные интересы были широки: техника и теория машин, логика, конструкция оптических линз, расчеты движения небесных светил и многое другое. Но почти 40% его работ посвящено арифметике, алгебре и математическому анализу. Роль Эйлера в истории русской науки велика. Он поддерживал Ломоносова в его борьбе с "неприятелями наук российских". На его трудах воспитывалось не одно поколение русских математиков.
С Академией наук связана деятельность великого ученого-энциклопедиста XVIII века М.В. Ломоносова. Нет, наверное, области тогдашней науки, которой бы не занимался Ломоносов. По словам А.С. Пушкина, "Ломоносов обнял все отрасли просвещения. Жажда науки была сильнейшей страстию сей души, исполненной страстей. Историк, ритор, механик, химик, минералог, художник и стихотворец, он все испытал и все проник".
Ломоносов проводил исследования в различных областях физики. Он изучал жидкое, твердое и газообразное состояния тел; проводил опыты по электричеству и выдвинул ряд гипотез о природе электрического заряда в облаках. Наблюдая в 1761 г. прохождение Венеры по диску Солнца, Ломоносов открыл атмосферу на Венере. Ученый экспериментально доказал один из основных законов природы - закон сохранения материи и движения. Он решительно отвергал распространенное тогда мнение о существовании особого вещества - теплорода, ему была ясна кинетическая природа тепла, и он вплотную подошел к понятию абсолютного нуля.
Ломоносов был выше многих тогдашних европейских ученых. Он последовательно развивал атомистические представления, близко подошел к идее молекулярного строения химических соединений. Он впервые начал внедрять физические методы исследования в химии и стал отцом физической химии. Он провозгласил союз физики, химии и математики, ставший фактом уже во второй половине XIX века. Ломоносову приходилось преодолевать в своих физико-математических опытах значительные трудности: он должен был изобретать приборы для производства опытов и сами методы исследований. Приборы изготовлялись крайне медленно, а методы исследования давали расходящиеся результаты. Поэтому здесь, как и в других областях научной работы Ломоносова, есть ценные мысли и гениальные предвидения тех путей, по которым должно идти развитие науки, но практическое осуществление этих мыслей и намерений не дает результатов за полным отсутствием необходимых для этого приборов, приспособлений и методов исследования. Его мысли опережали практические возможности.
Ломоносов разработал в той или иной степени почти все отрасли тогдашней науки. Другие ученые, работавшие в России, не были так энциклопедичны, но и они трудились над разработкой важных теоретических и практических проблем.
Одной из важнейших задач русской науки продолжало оставаться всестороннее изучение природных условий страны, населяющих ее народов, путей сообщения и в том числе исследование Великого Северного морского пути. Для изучения страны Академия наук организовывала многочисленные научные экспедиции. Особенно плодотворной оказалась вторая Камчатская экспедиция (1733-1743) во главе с капитаном-командиром Витусом Берингом (1681-1741). Ее итоги намного превзошли первоначально поставленную задачу - выяснить, соединяется ли Азия на северо-востоке с Америкой. В ходе экспедиции были открыты пролив, названный по имени начальника экспедиции Беринговым, и северо-западная Америка, всесторонне исследована Камчатка, описаны северные берега Сибири, на контурную карту нанесены Курильские острова и Северная Япония. Ученые-участники экспедиции обобщили свои наблюдения в фундаментальных трудах: "Флора Сибири" (И.Г. Гмелин), “Описание земли Камчатки" (С.П. Крашенниннков).
Изучение страны продолжили академические экспедиции 1768-1774 гг., организованные с целью комплексного обследования природы, населения, хозяйства, быта и культуры районов России. Особенно значительные результаты были достигнуты в ходе исследований П.С. Палласа (1741-1811), охвативших Волжско-Окский бассейн, Южный Урал, Казахстан, Сибирь, а также в ходе исследований И.И. Лепехина (1740-1802), собравшего богатейший материал по европейской части России, Казахстану, побережью Каспийского моря. Благодаря трудам названных и других ученых в России, получили значительное развитие ботаника, зоология, минералогия. Это способствовало развитию промышленности, сельского хозяйства, промыслов, путей сообщения.
В свою очередь, развитие промышленности и других отраслей народного хозяйства стимулировало научную и техническую мысль. Это находило выражение в многочисленных изобретениях и усовершенствованиях машин, станков, инструментов. Широко известны имена выдающихся изобретателей ХVIII века. Механик-самоучка Иван Петрович Кулибин (1735 - 1818) усовершенствовал шлифовку стекол для оптическихприборов, создал прототип прожектора (так называемый "зеркальный фонарь"), семафорный телеграф, лифт, новый часовой механизм. Наиболее фундаментальной работой Кулибина являлся проект одно-арочного деревянного моста через Неву пролетом в 298 метров. Несмотря на успешное испытание модели моста, проект не был осуществлён.
Другой крупнейший изобретатель, Иван Иванович Ползунов (1728 - 1766), в 1763 г. разработал проект универсального парового двигателя - первой в мире двухцилиндровой машины непрерывного действия. В 1765 г. он построил паровую машину, которая после недолгого времени работы после смерти изобретателя была остановлена, а потом заброшена. Эти и другие изобретения не могли получить широкого применения в России с её технико-экономической отсталостью и господством крепостнических порядков.