19世纪中叶，第一次工业革命的浪潮扩展到美国。蒸汽机被广泛应用于采矿、冶金、机械等工业生产部门。图为1867年美国俄亥俄州一家木材加工厂的产品海报，展示了将蒸汽机用于木材加工的场景，该工厂加工的木材可以被用作修建铁路的枕木。铁路的修建，大大加快了资源、信息的交流速度，对促进美国经济具有特殊的革命性意义。
工业革命的三次浪潮
工业革命的技术创新呈现波浪式发展态势。每一波都带来了新的生产力提升技术，并将工业化进程扩展到新的区域。第一波浪潮出现在18世纪晚期至19世纪初期，英国发生了最具有关键性的变革，尽管英国引进的许多革新其实是由其他国家首创。其中最重要的变革是引入高效棉纺织机器和瓦特发明的蒸汽机。
蒸汽机是一种首次高效利用化石燃料储能的机械，它提供了一种似乎用之不竭的廉价能源，尤其是在那些可利用煤炭的地区。蒸汽机使从矿井中抽水的工作变得更加简单，因此快速降低了煤矿开采成本。蒸汽机与18世纪晚期发明的新型纺织机结合，彻底改革了纺织工业这个在大多数农耕社会中位列农业之后的第二大产业。为了更加高效地利用这些新技术，企业家开始将工人集中到监控严密的大型生产车间，这也就是我们所熟悉的工厂。
第二波创新浪潮发生在19世纪初期至中期。在这几十年里，蒸汽机被安装在车上以制造出第一批机车。铁路系统大幅降低了陆路运输成本，它们对美国、俄国等大国的经济具有特殊的革命性意义。紧接着，对煤炭、机车、车辆、轨道的需求刺激了煤和金属的冶炼与管理，早在19世纪初期，这些技术就传播到欧洲其他地方和美国。
第三波创新浪潮发生在19世纪下半叶。工业技术在此期间传播到北美、欧洲其他地区、俄国和日本。俄国和日本在19世纪50年代至60年代遭受西方列强的军事羞辱，这让两国政府强烈地认识到要生存就必须鼓励工业化，因为工业实力能够显著增强军事力量。钢铁、化工和电力是这一波工业革命期间最重要的新技术。新型组织形式将银行和工厂组建成大型股份制企业，其中最大一家在美国建立。在德国和美国，系统性的科学研究方法与大型企业主体都开始在技术创新中发挥重要作用，创新开始在现代政治和企业的结构体系下逐渐制度化。
到19世纪末，在与德国和美国的竞争下，英国逐渐丧失产业主导地位。1913年，美国对世界国内生产总值的贡献率占比接近19%，德国占比9%，而英国只有8%多一点。
经济发展
工业化革命的三个浪潮改变了生产力水平。从1820年至1913年间，英国国内生产总值增长了6倍多，德国增长了9倍，美国增长了41倍。与此同时，英国人均国内生产总值增长了2.9倍，德国增长了3.4倍，美国增长了4.2倍。此前的人类历史还从未见证过生产力有如此惊人的飞速发展。
世界其他国家的经济增速没有跟上。正好相反，工业化领先地区不断增强的经济和军事实力侵蚀着印度、中国以及奥斯曼帝国的传统农耕社会。在欧洲和其他大西洋强国的机器纺织品以低廉的价格削弱其他地区本土产品的竞争力的同时，他们现代化的军队也攻占了世界大片地区。
19世纪后期，财富和权力的地区差异急剧扩大。1820年至1913年间，中国国内生产总值在世界的占比从33%降至9%，印度的占比从16%降至8%，而英国的占比从5%上升至超过8%，美国的占比从约2%上升至超过19%。直至19世纪末，印度被英国统治；中国遭到欧洲、大西洋以及日本等列强的商业以及一定程度上的军事支配；南北美洲、大洋洲大规模涌入欧洲移民；拉丁美洲的大部分地区处于欧洲的财政支配和商业统治下；非洲和东南亚的大多数国家也已划入欧洲帝国的势力范围。国家之间的政治和经济不平等像国家内部的不平等一样引人注目，这在人类历史上尚属首次。全球帝国主义和第三世界也在19世纪后期诞生了。
民主革命
经济变革常常伴随着深层次的社会、政治及文化变革。农耕时代的农民群体主要依靠自给自足的生活方式，但工业社会中的城市工薪收入群体，和作为雇主的企业家阶层一样，对只有国家能够提供的法制秩序和经济管理体系依赖度很高。随着职责的多样化和复杂化，各国政府也反过来更依赖于社会各阶层的共同合作。这些变革正好可以解释各国政府与其民众之间为何反复出现激烈争吵。最早的现代化民主政治体制在动荡不安的18世纪下半叶诞生于美国和西欧。历史学家罗伯特·帕尔默（Robert Palmer）将这段时期称为“民主革命时代”。更加民主的治理方法将向更广泛的人群赋予政治影响力，而换来的是监管的加强。例如法国大革命时期的政府开始征募大量军队，采取细致的人口普查措施，并监管工厂、办公场所乃至家庭内部的生活。
法国大革命是现代民主政治发展史上最具代表性的一次革命，“网球场宣誓”是法国大革命的前奏。当时第三等级要求召开国民议会，遭到国王路易十六的压制。国民议会代表在凡尔赛宫室内网球场聚集宣誓，“不制定和通过宪法，绝不解散”。
文化变革
文化生活也发生了变革。19世纪期间，在北美及欧洲大部分地区，大众教育将读写能力传授给大多数民众，而新兴的大众传媒为民众提供大量的阅读信息，全面报道本国及世界各地的要事。大众教育同新型的大众娱乐形式一道，开始为国民共享的“民族”身份赋予现代意义。所有的宗教传统此时都必须直面现代科学提出的挑战，大多数传统开始融入某些现实科学理念，并注意摒弃其他方面。19世纪的辉煌成就提升了科学的威望，也挑战了传统的世界观。
英国自然学家查尔斯·达尔文（1809—1882）提出的进化论颇具挑战性。它暗示生命本身可能是一种不可捉摸的力量的产物。但正是由于进化论过分依赖理性解读，科学世界观无法发挥传统宗教的精神慰藉作用。这解释了为何科学带来的挑战不仅没有摧毁传统宗教，反倒似乎促进了新型宗教运动的发展，譬如基督教的福音派。
在大西洋核心区域之外，工业革命的间接影响范围广、破坏性强，这是因为欧洲及北美发展壮大的政治、商业与军事实力已经威胁到传统的政治经济结构，并且开始侵蚀古代思维方式下的信仰。在世界大部分地区，人口迅速增长、土地资源短缺、税负增加以及城镇带来的新机遇颠覆了乡村生活方式。然而，正如社会主义者指出的那样，早期工业城镇的条件通常比乡村更差。在工业化进程中，农民生活方式被缓慢侵蚀，以及早期工业城镇的恶劣环境，共同营造了剑拔弩张的社会紧张局面。
处于早期工业革命核心区域外的政府机构不得不面对近乎不可能的挑战，他们要设法追赶欧洲的经济和军事实力，同时又不能破坏自身政权的传统社会和文化结构根基。过渡期必定是痛苦的经历，因为农耕时代的主导政治形态主要建立在传统的地主土地所有制而并非商业贸易的基础上；然而，人们逐渐意识到工业化与商业活动紧密相关。不足为奇的是，现代政府形式的产生常常导致传统社会结构与治理体系的剧烈崩塌。日本是少数的在不破坏传统社会结构的前提下，成功实现向现代工业化经济过渡的社会之一。
1900年，现代革命的众多特征在北大西洋核心区域已随处可见。无论如何，世界上其他许多国家也开始感受到它在生活方式、经济运行、政治治理和思维方式等方面的影响力。
? 思想实验
就人类历史而言，面向全民的公共教育是非常晚近的现象。细想19世纪的公共教育所普及的人数比以往都更多，但也没有人们想象中那么多。1900年，5岁至19岁的美国人入学率仅有51%。现在设想，假如没有公立学校和强制考勤，你通过自学能学会什么？哪些是你无法学习的？例如，你的父母没有受过教育，谁能教你阅读？你可以在哪儿学习数学？你如果连基础数学都不懂或是没有阅读能力，又能找到什么工作？你认为公共教育在现代社会比在农耕时代更加重要吗？