זה 300 – 350 שנים (בעקבות מה שמכונה "המהפכה המדעית") התבגר המדע והחל לעסוק בפתרון תעלומות הטבע בכלים שהתגבשו ע"י אבות המדע המודרני.
נוצרו דיסציפלינות מדעיות חדות שבאמצעותן ניתן להבין טוב יותר את החומר: החוקים הקובעים את המבנה והדינמיקה של החומר החלו להתגבש.
כל הקשור לאינטראקציה בין חלקיקי החומר השונים, בינם לבין הסביבה, למעברי האנרגיה, למגבלות הכמותיות בהעברת האנרגיה גיבשו את שטחי המדע המודרני: כימיה פיסיקלית, תרמודינמיקה, פיסיקה מודרנית, כימיה אורגנית, מכניקה סטטיסטית.
נוצרו תובנות לחשיבות של סדר וסימטריה בהבנת חוקי החומר והטבע בכללותם: דינמיקה מותרת ואסורה במכניקה קלאסית ואסטרונומיה, המערכה המחזורית, ריאקטיביות כימית, מכניקה קוואנטית, מבנה האטום, מבנה הגרעין והחלקיקים האלמנטריים. למשל אחד החוקים החשובים במכניקה קוואנטית הוא חוק האיסור, הנובע משיקולי סימטריה. תורת החבורות שהיא מערכת חוקים מתמטית הושלכה על החוקים הפיסיקליים ושינתה את המדע.
הובן שסדר, ארגון וחוקים פיסיקליים ברורים חלים גם על מערכות ביולוגיות, וכאן התפתחו הגנטיקה, תורת הברירה הטבעית, התורה המולקולרית של התורשה.
נשברו פרדיגמות עתיקות יומין, ונבנו פרדיגמות חדשות (משטר וסדר בעולם הכימי, קשר בין אור, מגנטיות וחשמל, החוקים הקוואנטיים, תורת היחסות).
באמצעות הפרדיגמות החדשות נסללה הדרך לטכנולוגיה המודרנית. הכוח העצום בידי המדענים והמדע שינה את ההתייחסות הציבורית אל המדע והכוח בידו. שתי הדוגמאות הבולטות: העוצמה האנרגטית (הפצצה הגרעינית) והשליטה בתכונות (הנדסה גנטית והתרופות למחלות) העצימו את החרדות של המין האנושי. עולות שאלות מוסריות וטכניות בדבר הגבלת הכוח של הממסד המדעי והמדינתי.
דווקא ההתפתחות העצומה במדע במאות האחרונות ופריצות הדרך האדירות דורשות ענווה: לא הכל ברור (בניגוד למה שחשבו עד אמצע המאה ה-19), ולא הכל יתברר. אופק הישע בורח מאתנו כל הזמן.
לא תמיד מבין עולם המדע את משמעות ההתפתחות המדעית. ראה הוויכוחים שלא תמו על משמעותה הפילוסופית של המכניקה הקוואנטית, על המשמעות של חיים ומוות - מה ומתי בדיוק ההתחלה והסוף שלהם.

ציון סופי על סמך מבחן בכיתה. 
חובת נוכחות ב-80% מהשיעורים.