如果说鸦片战争后中国的士人和部分权臣认识到中国在技术上不如西方，需“师夷之长技以制夷”，甲午战败后又进一步认识到中国的政治制度必须改变才能走上强国之路，而清末中国的先进知识分子视教育和振兴实业为兴邦之本，以君主立宪为政治目标，那么，民国时代中国的先进知识分子的思想则又进了一步。创办于1915年的《新青年》杂志的主编——北大教授陈独秀（1880～1942）认为，近代欧洲人之所以优越于他族，得功于科学和人权学说之兴；科学和人权是欧洲文明之车的双轮；中国人欲脱离蒙昧时代，羞为浅化之民，急起直追，必须以科学和人权并重。李大钊（1889～1927）、吴虞（1871～1949）、鲁迅等教授、学者和他们在各地文化界的一批同人开始猛烈抨击孔夫子的纲常伦理学说和专制制度。由于辛亥革命的不彻底性，使这些人认识到，中华民族要走上强盛之路，需要从社会文化、心理、人格和伦理道德的层次上学习西方，批判中国的传统文化。在他们看来，科学和民主在中国之不兴，关键是封建伦理道德没有扫除。他们基于民国政权建立后中国社会仍然没有民主的政治现实和科学文化落后的事实，开始把现实生活同中国社会的历史、经济、科学、技术、伦理、文化和政治制度等联系起来考察。这种考察只是初步的，却掀起了中国步入现代世界门坎时的一场思想革命。这些新思想产生的前提是辛亥革命前后西方民主主义思想的广泛传播。在清王朝寿终正寝之后，北洋军阀控制的政府实际上也无力实行严酷的思想文化统治，自由的言论得以发表。
从1915年前后开始的提倡民主和科学的新文化运动，是清扫中国自秦汉以来社会中积淀起来的旧思想、旧道德、旧文化、旧传统习俗的奥革阿斯牛圈的第一把扫帚。一束新的思想曙光在历史进入民国之后显露。《新青年》的编者和作者们吹响了现代中国文化革命的第一声号角。
与翻译穆勒《论自由》（译名《群己权界论》）和孟德斯鸠《法意》的严复相比，民国初期的启蒙思想家们对民主的理解略为深刻一些，而且还开始讨论和批判中国社会不民主现象的根源，提出了许多改造社会的主张。1917年俄国十月革命后传入中国的马克思主义的革命学说，对中国一批有革命思想的知识分子产生了极大的吸引力。而资本主义国家盛行的民主主义思想仍在中国民族资产阶级和多数知识分子中有相当大的影响。民主的思想最先体现在孙中山的三民主义中。这些思想家把这一口号叫得更响，并且通过杂志和书报广泛地播散到在清朝覆亡又没有建立起新的政治威权的条件下成长着的下一代青年学生中。
民国初期启蒙思想家们对科学的理解已经超过了清末的维新派对达尔文进化论的理解。严复之辈只是把自然规律直接地引申到社会领域。启蒙思想家们已经把科学理解为对事实的归纳、理论的演绎和实验活动。他们提倡科学主要是为了利用科学来破除迷信和反对对旧时代各种偶像的崇拜。在当时，20世纪初期的欧洲的科学家和哲学家彭加勒（1854～1912）、马赫（1838～1916）和曾来中国讲学的罗素（1872～1970）等已提出了许多复杂的科学哲学问题，但中国到国外的留学生们还只是开始接触科学本身的问题，新文化运动中的思想家们更没有深究抽象的科学哲学问题。他们只是利用科学的一个方面来批判社会的一个方面。随着这种讨论的进展，1923年，中国的地质学家丁文江、学者胡适（1891～1962）和吴稚晖（1866～1953）等同张君劢、梁启超等展开了科学和玄学的论战，把这个问题向前推进了一步。张君劢对当时俄国的无产者革命和国内社会上人欲横流的现实深感不安，幻想复活灭人欲的宋代儒学以匡正风俗，以儒学中的伦理道德学说来改良政治。这显然是为民国初期国无常政、世俗日变的形势开的一副济世药方。梁启超1919年从欧洲考察回国后，把第一次世界大战的灾难看成了科学兴起的结果，便呼吁用中国古代文化去挽救大洋彼岸西方物质文明的破产。梁启超清楚地看到科学可以带来福利，但不能解决人生观问题。当然，他没有深究科学赖以存在和发展的社会机体上的各种病症，作为一个思想上已经失去进取锋芒的老人，这位当年的维新志士倾向于以消极的方式来逃避科学在社会历史中投下的阴影，并且常常回头到古代文献中寻找人生观的支柱。
丁文江、胡适、吴稚晖等主张用科学发展资本主义的经济和资产阶级民主，建设西方式的文明，还承认可以把科学方法应用到人生观问题上去。但他们心目中的科学主要是自然科学：天文学、物理学、地质学、古生物学和生理学，以及一般社会学。实际上，对于人生观来说，产生直接影响的常常不是人们掌握的那些科学知识，而是人们的吃饭穿衣问题，以及人们在社会生活中的处境和对这种现实处境的感受。在理解这类问题方面，自然科学和技术都是工具性质的东西，社会科学中的经济学似乎才是至关重要的。但是经济学常常和政治、世界局势搅在一起，中国社会的问题又很特殊，这就使学者们很难找到理想的最后答案和结论。
当时年轻的共产党人陈独秀和瞿秋白评论了这场所谓科学和玄学的论战。陈独秀认为论战的双方都是反科学的，他相信只有客观的物质原因可以变动社会，可以解释历史，可以支配人生观——这便是他的唯物史观。显然，陈独秀击中了论战双方都避开了的一个薄弱环节，把问题引向现实的物质生活的方向上，从而使论战双方的观点看起来都成了学究气浓厚的争吵。无论如何，科学在历史中的消极作用和积极作用都是在社会的实际生活中产生的，不去关注和理解现实的社会生活是无法树立科学人生观的。当然，陈独秀和瞿秋白的正确意见并没有完全否定这场争论的理论价值。
军阀的旧思想和军队的新技术
民国初期站在中国政治前台的北洋军阀，是一些在清朝旧的专制政治统治时期用新的军事技术训练出来的军人，他们在政治上没有新思想，在发展教育和科学技术方面也不多费心思，而主要醉心于凭借军事实力在与对手和列强的周旋中掌握国柄。
1918年，皖系军阀首领段祺瑞逼走了直系的总统冯国璋，把清末时一直是袁世凯同事的徐世昌（1855～1939）推为总统。冯国璋在1919年去世后，曹锟（1862～1938）和吴佩孚（1873～1939）成为直系的首领。1920年直皖二系由于争夺势力范围发生战争，皖系集团被击溃。这时西南地区的地方军阀也断断续续地进行了一场近两年的混战。孙中山组织了一支粤军击败了桂军，占领了广东和广西一部，但到1922年，孙中山为反对西南地方军阀培植起来的军事首领陈炯明（1875～1933）背叛了他。这一系列频繁的战争一直没有停止的势头，它使中国统而不一，分而不安，人力、财力、物力耗于战火，建设现代化工业和发展科学技术的努力受到了牵制。
民国初年至第一次世界大战结束时，中国轻重工业都有较大发展，清朝时就已建立起来的那些军事工业有了新的发展，即使在第一次世界大战结束后，依然由于战争的需要而没有停步。中国步兵的武器有了一些改进。除步枪、机枪、冲锋枪和手枪之外，在1920～1923年间，上海、汉阳、山西和沈阳等地的军工厂已经能够制造出迫击炮和各种野战炮、手榴弹和飞机炸弹。到1924年，汉阳的兵工厂首次造出了威力强大但安全性好的TNT炸药。1913年，北洋军阀从法国买了12架螺旋桨式飞机，开始建立空军。1918年，北洋政府海军部在马尾建立了飞机工程处，曾为海军造了15架木质飞机。1920年后，直、奉两个军事集团和一些地方军阀先后从西方国家买了300架～400架飞机，建立了各自的航空部队，并且用之于战争。民国初年，有线电报和无线电通讯在军队中更加普及。此外，由于第一次世界大战后列强寻找市场倾销剩余武器，中国的军阀们也购买了大批型号不齐但自动化程度略有提高的各种步兵和炮兵武器，甚至高射机枪、装甲车和轻型坦克也开始在部队中使用了。
显然，中国军阀们在引入先进武器时不甘落后，飞机和坦克都是第一次世界大战中刚刚应用到战争中的新式武器。不过，中国相对薄弱的现代军火生产能力还不能满足不断扩充和消耗的军队装备需要。中国的工厂也没有对刚引进的先进武器进行大批仿制和进行有效技术改进的能力。所以，购买军火始终是军阀们的一大笔开销，当一次又一次的内战发生时便意味着大量金钱的耗费。军阀们依靠军队来维持自己的政治地位，又靠政治地位和占据地盘来支配经济财政以维持和扩充军队。
1922年，亲美的直系军阀因为反对奉系军阀把持的内阁向日本借款赎回胶济铁路和签订中日共管条约的计划而发动直奉战争，把奉军赶到山海关外。曹锟和吴佩孚赶走了徐世昌，把黎元洪重新请上总统的座位。踌躇满志的吴佩孚这时打算以武力统一中国，但却遭到了各省地方军事集团联省自治运动的抵制。这时各地军阀们进行政治斗争的一个重要方式就是利用现代的通讯设备通电宣布自己的立场和调兵遣将，但他们的政治思想却不是现代化的。
这一时期，孙中山为首的革命者在同军阀的斗争中也试图掌握先进的军事技术。孙中山曾在北洋政府的海军中发展革命势力。1913年，中国同盟会美洲支部在夏威夷的火奴鲁鲁创办了中华民国飞机公司。1915年，孙中山在日本京都附近的琵琶湖畔创办了一所有20多名学员的飞行学校，并用飞机同北洋军阀作过战。1917年他又任用在海外学习航空的归国华侨杨仙逸（？～1923）建立空军和航空局。1920年他领导的广州政府在大沙头设立了飞机修理厂，后发展为飞机制造厂。1924年，孙中山又创办“仙逸航空学校”，这所学校后来成了国民党空军的一部分。