Для устройства армии и флота, для снабжения их всем необходимым, для развития промышленности и торговли и для проведения в жизнь других новых начинаний царя-преобразователя были уже непригодны прежние правительственные учреждения Московского государства. Новые условия жизни потребовали и новых правительственных учреждений. Прежние устарели и не поспевали работать за государем. Старую боярскую думу Петр заменил в 1711 году сенатом, который первоначально должен был действовать тогда, когда государь находился в отсутствии, но затем стал учреждением постоянным и занял самое высокое место в государстве. Сенат должен был следить за действиями всех властей. Ему были подчинены коллегии, заменившие прежние московские приказы.
Каждая коллегия состояла из председателя и нескольких членов, и дела в ней решались по большинству голосов. Всех коллегий было десять. Они ведали всеми отраслями управления, суда и государственного хозяйства. Особые коллегии были учреждены для заведования горно-заводским делом, торговлей и промышленностью.
Изменилось при Петре управление и на местах: взамен прежнего деления страны на многочисленные уезды, очень неравномерные по пространству, ничем не связанные между собой, Россия была разделена сначала на восемь, а потом на десять губерний; губернии же эти делились на провинции, а провинции — на уезды.
Изменяя правительственные учреждения, государь понимал, что одним этим нельзя многого достигнуть, что надо приготовить хороших работников для этих учреждений, нужно иметь всюду людей сведущих и образованных.
Поэтому мысль о скорейшем распространении в России образования никогда не покидала государя, и, несмотря на то, что ему приходилось заниматься множеством других дел, он для насаждения образования в России сделал все, что было в его силах. Мы уже знаем, что царь молодых дворян отправлял учиться за границу; но обучение за границей было для многих невозможно, да и стоило государству дорого. Надо было завести собственные школы. На Руси до Петра существовали только низшие церковно-приходские училища. Только в правление царевны Софии в Москве была учреждена высшая школа, которая получила название Славяно-греко-латинской академии. Во главе ее были поставлены два греческих монаха — братья Лихуды, получившие прекрасное образование. Кроме того, в Киеве с давних пор существовала славная Киево-Могилянская академия, многие ученики которой стали помощниками Петра в его просветительских делах.
При всех достоинствах этих высших учебных заведений они, однако, давая главным образом духовное образование, не могли подготовить таких людей, которые нужны были Петру Великому. Ему были необходимы люди, хорошо знающие морское, военное и инженерное дело. Поэтому, оставив академии в прежнем виде, он стал заводить новые школы. Еще в 1701 году государь открыл для изучения морских наук Навигацкую школу, поместив ее в Сухаревой башне в Москве. Одни поступали в нее добровольно, но таких было сначала немного; других стали набирать принудительно. Через десять лет в школе было более 400 учеников. Всем им выдавались кормовые деньги, пока они учились; за самым же их учением был установлен строгий надзор: за пропуски учебных дней с учеников брали большие денежные штрафы, а если они их не уплачивали, то учеников подвергали телесному наказанию. Навигацкая школа вела свое дело с большим успехом, особенно когда начальником ее был поставлен первый русский математик Магницкий, всю душу свою отдававший школе. Из Навигацкой школы вышли деятельные и сведущие помощники Петра в деле морском, артиллерийском, инженерном. Они же стали первыми учителями в других вновь открываемых школах.
Вслед за Навигацкой появились в Москве и другие школы: Инженерная, Артиллерийская, а также Медицинская, которой заведовал голландский доктор Бидлоо, весьма хваливший понятливость и сообразительность своих учеников. В 1715 году высшие классы Навигацкой школы были переведены в Петербург и из них образовалась Морская академия. Вначале во главе ее был поставлен француз Сент-Илер, который относился к своим обязанностям небрежно. Царь, узнав об этом, написал: «Спросить француза, чтобы подлинно объявил, хочет ли он свое дело делать?.. И буде будет, — чтобы делал; буде нет, то чтобы отдал взятое жалованье и убирался из России». Вскоре Сент-Илера уволили, и Петр назначил начальником академии Нарышкина, при котором она достигла особенного процветания: ученики ее стали самостоятельно совершать плаванье на фрегатах и на деле изучать морскую службу. Но для того, чтобы заставить молодых людей учиться, надо было государю прибегать к весьма суровым мерам: в каждом классе по приказу Петра был поставлен солдат с хлыстом, который должен был, «буде кто из учеников станет безчинствовать, оным хлыстом быть, не смотря какой бы фамилии ученик не был». Такова была школа, которую проходило тогда русское юношество. Но иначе и нельзя было поступать царю-преобразователю, когда многие не сознавали пользы образования и только силой можно было заставить их учиться.
Не ограничиваясь Москвой и Петербургом, Петр стал открывать школы, хотя только начальные, и в других городах. Эти школы назывались цифирными, потому что в них особенно изучались арифметика и геометрия. Школы эти назначались для дворянских детей, но потом в них стали допускать и детей других сословий. Для подготовки образованных священников Петр велел архиереям открыть особые школы, или духовные семинарии, в которых тоже могли учиться дети и не духовных лиц. Упразднив патриаршество и учредив Святейший Синод (в 1721 году), он поставил ему, между прочим, в особую обязанность заботиться о поднятии образования духовенства и о просвещении верой Христовой язычников, особенно в Сибири.
Кроме распространения образования путем школ царь действовал и другими мерами. В одно из своих путешествий за границей он купил большое собрание редких камней, раковин и чучел различных рыб, зверей, насекомых, совсем неизвестных или мало известных в России. Присоединив к этому собранию разные русские редкости, которые Петр приказывал привозить отовсюду в столицу, он открыл в Петербурге так называемую «кунсткамеру», в которой эти диковинки показывались желающим бесплатно.
Для того чтобы народ меньше верил всяким нелепым слухам и лучше понимал мероприятия правительства, Петр основал первую русскую газету: с 1 января 1703 года стали выходить «Ведомости». Содержание первого номера их было составлено при ближайшем участии государя. В них стали сообщаться разнообразные известия из России и из-за границы. Особенно много места, конечно, эта первая русская газета уделяла живо всех интересовавшей войне со шведами. При Петре было издано много книг разнообразного содержания: по географии, по истории, по разным военным наукам. Царь сам часто указывал перевести ту или другую полезную иностранную книгу. Петр очень любил и свои русские старые летописи, велел бережно их сохранять и хотел общий свод их напечатать во всеобщее сведение. Вообще надо сказать, что с Петра Великого всякого рода книги значительно подешевели и стали более доступными.
Петр Великий желал, чтобы русские и в области высшего знания скорее догнали другие просвещенные народы, чтобы и русские с течением времени стали приносить пользу всему человечеству своими собственными научными открытиями и изобретениями. По совету знаменитого немецкого ученого Лейбница Петр задумал устроить в Петербурге Общество ученых людей, которые бы трудились над усовершенствованием искусств и наук. В 1724 году был утвержден им устав этого общества, которое было названо Академией наук. Но самое открытие Академии совершилось уже после смерти Петра, в царствование его супруги Екатерины Первой.
В состав Академии были приглашены, за неимением русских ученых, иностранцы. При ней было открыто особое учебное заведение, в котором даровитые юноши подготовлялись к занятиям науками. С течением времени из этих юношей и стали выходить настоящие ученые из русских, вступавшие в состав самой Академии наук. К сожалению, сама Академия на долгие годы сделалась приютом одних почти ученых немцев, которые часто забывали о том, для чего хотел открыть Академию Великий император. С этими немцами пришлось впоследствии вести тяжелую борьбу первому русскому знаменитому ученому — Ломоносову.