随着机器的普遍应用，特别是随着工业革命的完成，现代工厂不仅用机器来制造可进入日常消费的产品，而且以机器来制造机器。“用机器制造机器的最重要的生产条件，是要有能供给各种强度的力量同时又完全受人控制的发动机。蒸汽机已经是这样的机器。”[24]蒸汽机将水转变为蒸汽，从而把单纯的自然力转变为社会力量，这种由自然力转变而来的社会力量，资本家是可以无偿使用的。
对自然力的运用，推动着科学的发展和技术的革新，并将科学与技术的革新成果应用于生产过程中，这是一个双向的推动过程。马克思以磨的改进史具体讨论了资本主义生产与科学技术进步之间的关系。磨在奥古斯都时代自亚洲传入欧洲，直到11世纪风磨的发明后才开始广泛应用，但磨的真正改进是在17世纪。这种改进可以简单地归结为两个方面：一是磨的运行环节上的改进。从磨的结构来说，磨的运行体现为齿轮之间的相互咬合，并通过传动装置来推动磨进行工作。在17世纪之前，人们关注的是磨的动力问题，从风磨到水磨，关注的都是其动力。到了17世纪，人们开始关注齿轮之间的摩擦问题，由此产生了摩擦学说，并在18世纪达到了较高的水平。二是磨的动力变革。在充分利用水力的要求下，18世纪，水利学和水利工程学被许多发现所充实，水轮本身的研究也得到了很大的发展，并形成了专门的理论。为了更好地发挥水力的作用，18世纪发明了专门确定水的速度的流量计，进行水准定位或水位测定的水准仪或水准器，从而极大地利用了水力，“大生产——应用机器的大规模协作——第一次使自然力，即风、水、蒸汽、电大规模地从属于直接的生产过程，使自然力变成社会劳动的因素”[25]。自然因素的利用，与科学的发展相一致，物理学、化学、数学也正是在17世纪之后才大力发展起来的，“自然因素的应用……是同科学作为生产过程的独立因素的发展相一致的。生产过程成了科学的应用，而科学反过来成了生产过程的因素即职能。每一项发现都成了新的发明或生产方法的新的改进的基础。”[26]科学成为资本主义生产的重要因素，特别是通过机器这一中介，成为剩余价值生产的决定性因素。
科学、技术与生产过程的结合，进一步强化了机器在生产中的地位和作用，同时也加剧了资本家与工人之间的斗争。在17世纪，反对机器的斗争几乎遍及整个欧洲，到19世纪初，在英国还发生了大规模破坏机器的鲁德运动。针对工人破坏机器的运动，马克思指出：“工人要学会把机器和机器的资本主义应用区别开来，从而学会把自己的攻击从物质生产资料本身转向物质生产资料的社会使用形式。”[27]在这里，马克思将机器与机器的资本主义应用加以区分，这意味着，机器本身是纯洁的，体现了生产力的发展，但机器的应用则是有问题的，使机器成为奴役工人的自组织系统。与之相应，科学也同样可以做出区分，即科学与科学的应用要区别开来。“资本不创造科学，但是它为了生产过程的需要，利用科学，占有科学”[28]，并使科学成为决定剩余价值生产的重要因素。
