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某些情况下，我们甚至能够把它们合成，不过我们对于这些物质怎样在活的动物或植物中制造出来，大体上仍然完全茫无所知。
化学的改造 为了要解决这个问题，单单考虑古典化学是不够的；我们必须运用全部现代物理学知识。在科学目前所处的状态下，由于学科之间缺乏相互了解以及由于古典化学的所谓既得利益集团的作梗，这个过程受到阻碍。化学工业在十九世纪的大发展使化学家成为科学家中人数最多、成份最均匀的集团。化学家的人数比一切其他科学家加在一起还要多。化学技术往往变成一个对外不公开的体系，只有熟手才会操作。对来自外界的技术总是迟迟不予采用。例如X射线结晶学方法可以大大简化从事研究工作的化学家和工厂化学家的工作，但是经过十五年之久还没有被采用，在目前状况下还可能再搁置五十年才会普遍使用。
胶质和蛋白质 我们逐渐越来越明白，生命的基本特点带有胶质化学性质，同最重要的生命过程有重大关系的结构并不是细胞、细胞核、染色体等等组成的比较粗糙的结构，而是蛋白质分子、蛋白质和多糖链或膜组成的精细结构。迄今我们一直把胶质看作是天然的。现在我们逐渐开始知道胶质粒子是由于某种程度的聚合（亦即许多分子的聚集）而形成的，就是这种聚合产生了纤维素和橡胶之类的纤维物质。最最重要的胶状物质是蛋白质，不论它是以球状分子的形态出现、以纤维的形态出现，还是以膜的形态出现。一旦我们解决了蛋白质的问题（包括如何解释蛋白质作为酶的化学作用，如酵母菌在发酵过程中或胃蛋白酶在消化过程中的作用），我们就将朝着填补生命系统和无生命系统之间的空白迈进一大步。恩格斯说过：“生命是蛋白质存在的形式。”我们不久就能够对他的话进行检验了。从实用来说，关于胶质和生物化学的知识对于影响人类生活的主要工业当然是极为重要的。
粮食生产、储藏和加工的改进；纺织、制革和橡胶工业的改进都有赖于这些科学的发展。
生物学
生物学的两个长期未能解决的大问题是功能和起源。生物如何生活？它们怎么会变成这样？上一世纪的生物学主要研究生物的形态。现在我们知道，这些形态同它们在动物生活中所起的功能是不可分割的。形态学和生理学正在融合为一体。但是一个有机体并不是一个现成的东西。它是一个在个体生命的进程中不断重复，而在生命演化进程中只出现一次的过程。胚胎学、遗传学和进化都是另一个问题——即物种起源问题——的组成部分。如果没有它，就无法解决功能的问题。近年来，这两个方面都面目一新。人们认为，我们在生物身上粗粗观察到的现象——生物的微观和宏观外表、它们的运动、它们的明显的生长，发育和异同——仅仅是一种物理化学结构的隐蔽的化学变化的表面迹象，这个结构本身极为复杂而古老。眼前的一个大问题是如何理解生命的过程和发展的化学基础。将来，生物化学一定会在许多其他学科都望尘莫及的规模上发展。因为我们现在才仅仅开始知道存在着一些我们还无法解答的问题。有机体的化学平衡过程、食物中氧化剂及荷尔蒙和维生素之类特殊化合物的具体相互作用都得一一查明。在这样做的时候，我们将发现许多新方法，可以用来在迄今做梦也没有想到过的程度上控制生命。
生物化学 发展有效医学的主要希望就寄托在这种分析上。将近上世纪末，随着细菌学的各种发现，医学就开始从半经验性、半巫术性的实践向一门应用科学过渡。——不过这种过渡才刚刚开始。细菌和病毒引起的疾病是对身体的一种外来侵袭；在一切其他疾病中，以及在不少由细菌引起的疾病中，主要的因素是身体本身的功能在自然化学物质的平衡方面出了毛病。了解这些物质在人们健康和生病时期什么作用，是合理控制疾病的第一步。由于分析糖尿病和恶性贫血的病情，人们发现了一种特殊的物质和一种治疗方法。有必要把这种分析方法推广应用到一切其他疾病上去。对两个主要的、未解决的疾病问题，即硬化症和癌的问题，才刚刚开始研究。这两种疾病是造成老年人死亡的主要原因。由于有关医学的生化研究规划处理不当，过分强调化学方面，由于医学界和药品制造商既得利益集团的阻挠，这方面的研究始终没有进展。一旦这些阻力消除了，一旦胶质化学家和生物化学家、生理学家及病理学家之间建立了有组织的合作，进展将会是迅速的。
生物物理学 与此同时，人们也不会忽略生命的物理方面。现代物理学已经进入生物学，力图解释运动和感觉的基本机制。肌肉收缩，神经脉冲的传导，消化和分泌，既是化学现象，也是物理现象。不过生物物理学家的任务才刚刚开始。一切检查物质的结构和变化的新方法——电子显微镜，X射线分析，紫外线和偏振显微镜，热、电和声音探测器——都应该用于生物学，并且应该交给既能从物理学上又能从生物学上理解自己所发现的事物的意义的人员来使用。同较老的组织学家的方法或者生物化学家的方法比起来，这种方法的重大价值在于：有了精密的技术，就比较容易接近于详细研究一个完整的动物或植物的机制。从效率和协调的观点来看，高级动物的机制非常有效率，对这些机制的研究必定会有助于说明许多其他机制和组织问题，特别是社会协调的问题。科学的主要问题之一是神经控制的复杂机制，直到对人类大脑作用的解释问题。在这个问题上，生物物理学必然和生物化学及对动物行为的研究一起占有主导地位。
胚胎学 我们对于功能的认识，如果不同物种起源和发展的研究密切结合起来，就会有完全畸形的发展。批评机械论者的人说得对：单是对一个有机体的功能的解释，不管多么完备，都根本不是对这个有机体的解释。不过仍然存在两个大问题：一个是胚胞学的问题，即一个复杂的有机体怎样按照一个预先存在的模式从一个表面上毫无形态可言的卵中发展出来；还有一个问题是遗传学问题，即这个模式是怎样由直接的相似亲体决定的，又怎样是由较远的不相似亲体决定的。胚胎学本身变得愈来愈化学化了，而且以后还要更加如此。在这里，肉眼可见的结构是作为看不见的，也许还是极其复杂的化学变化的结果出现的。胚胞学的范围现在远远超出对幼小动物的研究。它适用于一切组织再生和退化问题，衰老的问题，创口的愈合和恶性疾病的问题。培养组织和器官的新技术使我们觉得我们终于开始了解、而且在将来还能够复制出，有生命的物质的发育过程。这种控制能力对人类可能具有何等意义，还难以想象。至少它将标志着人们向征服疾病迈进一大步。
细胞核和遗传学 不过生命的核心埋藏得还要深一些。一切生理学和胚胎学都促使人们去研究细胞核。细胞核本身包含着有机体的特异的和可遗传的特性。染色体中的基因和单一遗传因子之间的联系的发现，同量子论并列为二十世纪初期的重大发现；不过它仍仅是刻卜勒式的发现而不是牛顿式的发现。我们知道，染色体中的某些物质点同发育中的机体的某些变化群体有确定的联系，而且最终同成人机体的某些特性有确定的联系，可是两者之间的联系的性质是完全不清楚的。不仅生物学界的，而且连物理学界和化学界的最有才能的人士都亟欲解决这个问题，因为有了基因，我们就达到同大化学分子相当的层次。除了这个问题之外，还存在着遗传结构的起源的问题。这个问题可以促使人们从进化问题进而研究生命本身起源问题。在这里生物学又同地质学和宇宙学问题联系起来。我们有了关于遗传学的新知识，现在就有可能回头来看达尔文提了出来、但却没有加以解决的问题，即物种的起源以及它们在时间和空间中的分布。现在已经不需要去证实进化的客观事实了，而是需要对进化的作用方式加以详细分析。不过在这些问题获得解决之前，遗传学早已为我们提供了另一个完全与此无关的方法，即通过选择育种、甚至创造变异的办法来改造生物。自从发明了农业和牲畜驯养以来，人类从来没有能象现在利用遗传学可以做到的那样来控制有机体的发育。
生态学 为了理解并且控制生命，对有机体之间的关系的研究也和对人为孤立状态中的有机体的研究同等重要。
动物和植物界之间形成了一个十分歧衡的化学和物理交换体系，不过这个体系却不是固定不变的；它因时因地而异，特别是要在人类的干预下产生变化。农业意味着一门新形态学的设立。它除了生产出它的直接对象——人类重视的产品——以外，还产生了许多其他的结果，从人类的观点来看，有些结果是很不好的。生物学家研究了谷物和家畜之间的关系、土壤细菌和害虫之间的关系，得益极大。他们是为了农民的经济利益而去从事这些研究的；有了一个组织得合理的农业，可以预计我们的知识还会大大扩大。
整个寄生现象问题是关于有机体之间关系的研究的一个特殊方面。在这里，科学和医学又是彼此都可以从对方得到很大好处。在过去几年中，各种比较原始的传染病已经被人类有效地制止住了，不过我们还远远不能充分理解感染和免疫的机制。有了这种知识，我们也许就不仅能够防止感染的不良后果，而且还能够在某些情况下真的利用人体和细菌的反应来促进健康。感染和免疫所包含的反应是极其微妙的化学作用，这一点变得越来越清楚了。对这种复杂的生物学过程的研究又会为理解许多实验室化学的问题提供新的手段。
动物行为 联系动物所处的环境对动物行为进行的研究可望有重大发展。我们直到最近才开始明白，把动物放置在某些明确规定的环境中，通过研究它们的行为，就可以运用逻辑方法在一定程度上发现我们所谓的人类思维和记忆的机制。这样我们就可以实现巫师想要学会鸟兽语言的愿望了。
旧石器时代的猎人和新石器时代的驯兽者已经做到这一步，当然是凭直觉做到的，正象至今动物的爱好者也可以做到这一步一样。不过应该把这种知识从迷信和感情交织而成的罗网中解放出来。从太古以来，这种迷信和感情就是人类和动物之间的关系的特点。这种知识不但将使我们能够和动物建立新的理解和关系，而且将使我们能够对自己的行为也有深刻的认识。
动物社会 对动物社会的研究，不管是短期的，还是长期的，都必然能够阐明一个对我们，或许对宇宙都有重大意义的问题——人类的起源。我们现在认识到人类不但是高等哺乳动物，而且在性质上也和一切其他哺乳动物不同，因为人类是由自己创造出来的，他是自己身为其一份子的社会的产物。要弄清大约二千万年前使这一转变成为可能的初期趋势，不论是性结合的趋势还是原始经济结合的趋势，需要集中生物学家，地质学家和历史学家的力量来一起研究这个课题。正是由于人类社会本身必然带着自己起源的痕迹，所以关于这种起源