自19世纪后期，法国在科学、工业、经济等方面都有落后美国、德国、英国的迹象，且两次世界大战又给法国带来巨大的创伤。但因有深厚的科学传统，20世纪上半叶法国在科学上依然还是有可圈可点的地方。

形成于20世纪30年代的布尔巴基学派是一个对现代数学有着极大影响的数学家团体，其成员大部分是法国数学家，主要的代表人物有魏尔（Weil，1906—1998）、迪厄多内（Dieudonné，1906—1992）、嘉当（Cartan，1904—2008）、舍瓦莱（Chevalley，1909—1984）等人，布尔巴基是他们共同的笔名。他们的活动从20世纪30年代中期开始，主要工作是连续出版的多卷本《数学原理》，对现代数学产生了重要的影响。^[1]

一战中，法、德两国政府对科学家有着迥然不同的态度。德国政府让科学家继续研究科学而免于上战场，认为科学家的研究可以提高军队的力量，有助于德国战斗力的增长。而法国人却将科学家（特别是年轻人）送上前线，其后果就是法国损失了一批科学家，如巴黎高师的优秀学生们有三分之二死于战争。同时德国数学突飞猛进，涌现了一批著名数学家，如诺特、西格尔、阿廷、哈塞等等。

20世纪20年代，魏尔、德尔萨特（Delsarte，1903—1968）、嘉当、迪厄多内、舍瓦莱等人进入巴黎高师。他们的老师虽然非常著名，如著名的函数论专家阿达玛，但对德国以及苏联等国的数学却了解不多。因此他们对法国当时数学界的现状十分不满，深刻认识到法国数学同世界先进水平的差距，其中有些人到德国去跟随德国数学家学习。在先后参加了阿达玛讨论班和儒利雅讨论班后，他们准备组织自己的讨论班。就这样，布尔巴基学派于1934年诞生了。

1935年底，布尔巴基学派的成员们一致同意以数学结构作为对数学理论分类的基本原则。“数学结构”的观念是布尔巴基学派的一大重要发明，主要是指一些对象的集合，对这些对象并没有预先指定其特征，而是着重考虑它们之间的关系，这一思想源于数学中的公理化方法。布尔巴基反对将数学分为分析、几何、代数、数论的经典划分，取而代之的是以结构对数学基本学科进行分类。他们认为数学基于三种母结构：代数结构、序结构和拓扑结构，一个数学学科可能由几种结构混合而成，同时每一类型结构中又有着不同的层次。比如实数集就具有三种结构：一种由算术运算定义的代数结构、一种顺序结构和一种带有极限概念的拓扑结构，三种结构有机结合在一起。再比如李群是特殊的拓扑群，是拓扑结构和群结构相互结合而成的，而线性代数和初等几何研究的是同样一种结构，因此是“同构”的。布尔巴基学派试图用“结构”这种全新的观点来统一整个数学。

布尔巴基学派的主要著作是《数学原理》。它对整个数学进行完全公理化处理的第一个目标是研究所谓的“分析的基本结构”。这在《数学原理》中属于第Ⅰ部分，第Ⅰ部分又分为第Ⅰ卷《集合论》、第Ⅱ卷《代数》、第Ⅲ卷《一般拓扑学》、第Ⅳ卷《一元实变函数》、第Ⅴ卷《拓扑向量空间》和第Ⅵ卷《积分论》。

二战前，布尔巴基学派只完成了《数学原理》第Ⅰ部分的第Ⅰ卷《集合论》中的一个分册——《结果》，这本还不到50页的小册子在1939年首次出版。之后又于1940年出版了《一般拓扑学》的第一、第二章，1942年出版了第三、第四章及《代数》的第一章。这四本书已经反映出布尔巴基精神，而且是《数学原理》的基础。《数学原理》以严格准确而成为标准参考书，并且是战后的数学文献中被人引用次数最多的书籍之一。正是《数学原理》使数学名词得到了空前的统一，数学符号也随之统一起来。比如最常用的自然数集合、整数集合、有理数集合、实数集合、复数集合，都是按布尔巴基学派的用法而分别用N、Z、Q、R、C来表示的。(www.daowen.com)

布尔巴基学派对数学的主要影响在于他们首先引进了数学结构的概念，并用这个概念来统一数学，正是这个体系，构成了现代数学的核心。该学派在现代数学多个领域有突出成就，尤其是代数数论、代数几何学、李群、泛函分析等方面，他们讨论班的议题及结论成为当时数学的最新成就。布尔巴基学派的结构主义观点在20世纪五六十年代盛极一时，70年代走向衰落。（胡作玄，1984）

除数学外，法国的化学在20世纪上半叶也有很好的表现。居里夫人（Marie Curie，1867—1934）因对放射性的研究而著称于世，“放射性”一词就是她首先使用的。她和她的丈夫法国著名实验物理学家皮埃尔·居里（Pierre Curie，1859—1906）在巴黎简陋的实验室艰苦研究，于1897年发现比铀的放射性高400倍的新物质，居里夫人为纪念其祖国波兰而命名为“钋”，之后不久又发现放射性比铀强百万倍的镭。他们因放射性的研究共同获得1903年诺贝物理学奖。居里夫人则因发现钋和镭又获1911年诺贝尔化学奖，成为第一个两次获诺贝尔奖殊荣的人。

居里夫人的长女伊雷娜·约里奥-居里（Irène Joliot-Curie，1897—1956）和其女婿让·弗雷德里克·约里奥-居里（Jean Frédéric Joliot-Curie，1900—1958）接续她的研究工作，他们因发现稳定的人工放射性而获1935年诺贝尔化学奖。此外，他们还有许多其他重要的科学发现。约里奥-居里后来参加链式反应的研究，成为原子弹研制的奠基人之一。居里夫人一家为法国乃至世界20世纪上半叶的科学研究作出了重要的贡献。

1909年，居里夫人的母校巴黎大学和巴斯德研究所共同为居里夫人建立了镭研究所，离居里夫妇发现钋和镭的地方仅有几条街之隔。研究所的成立，不仅是为了研究放射性本身，同时希望将它运用到生物和医学领域，尤其是用于对癌症的治疗。因此，研究所分为两个部分，物理、化学研究的部分由居里夫人负责，为居里实验室；医学治疗的部分则由勒戈（Regaud，1870—1940）领导，为巴斯德实验室。一战结束后，二人试图整合两个部分的研究，更好地将放射性用于疾病的治疗，这导致了1920年成立的用于资助镭研究所的研究和对相关疾病的医疗的公益组织——居里基金会，成为世界范围内癌症研究治疗机构的典范。1970年，镭研究所与居里基金会被整合成为居里研究所，主要任务是研究、教学以及攻克癌症。1991年，勒戈医院开张，接纳病人的数量逐渐增加。为应对癌症疾病的新挑战，2001年居里研究所与著名的癌症研究机构于格南中心合并。

佩兰（Perrin，1870—1942）是法国20世纪上半叶另一位重要的科学家。他早期对阴极射线、X射线做过深入的研究，进而有原子结构的设想。因在巴黎大学讲授物理化学课程，他开始研究胶体粒子现象，并于1908年进行了一系列布朗运动的实验，测得了高度一致的阿伏加德罗常数，证实了爱因斯坦对布朗运动分子运动论的猜想，从而证明了原子的存在。1926年佩兰因对布朗运动的研究获诺贝尔物理学奖。佩兰不仅是一个卓越的科学家，同时还是一个积极的社会活动家，对20世纪初法国科研体制的建立作出了奠基性的贡献。尤其是在他的倡导下，1939年法国国家科研中心的建立，为法国科学技术以及社会的发展创造了坚实的体制基础。德布罗意曾评价佩兰是“一位真正的科学家。……他总是将科学进步的希望和精神的变革紧密联系起来”。（王媛媛，2005）

此外，法国物理学家德布罗意（Louis de Broglie，1892—1987）在1923年提出物质波理论，将量子力学发展到一个新的高度，并于1929年获诺贝尔物理学奖。