19世紀40年代，英國物理學家焦耳（1818—1889）的主要貢獻是他研究了熱和機械功之間的當量關係。1837年，焦耳製成了用電池驅動的電磁機，發現導體在一定時間內放出的熱量與導體的電阻及電流強度的平方之積成正比，後被俄國物理學家楞次驗證，該定律被稱為焦耳—楞次定律。

當時，研製“永動機”形成一種潮流，焦耳也捲入其中，為了尋找一種使能量越變越多的方法，他進行了多種實驗：錘擊一樣東西使其做功，看產生多少熱量；隨後又用其他的能來做功，看各產生多少熱量。20多年過去了，他也沒找到使能量越變越多的方法。

焦耳

屢次的失敗，焦耳頓然醒悟到，能量不會無中生有，也不會無蹤消失，只能從一種形式轉化為另一種形式，轉化過程中總能量是守恆的。即是說，要產生一定熱量，就需要相應的一定量的功，而要做一定量的功，就必須提供其它形式的能量。

與其同時，德國人邁爾（1814—1878）和英國人格羅夫（1811—1896）等人，也透過不同的途徑發現了能量守恆與轉化定律。但是，焦爾、邁爾和格羅夫等人卻未能擺脫形而上學自然觀的桎梏，他們將這條定律稱為“力的守恆”，“活力的守恆”等，他們僅僅看到了量上的守恆性，並未真正提示出這條定律的實質。

邁爾

恩格斯站在辯證唯物主義的高度，將這條定律概括為“能量守恆與轉化定律”。能量守恆定律是自然界普遍的基本定律之一。一般表述為：能量既不會憑空產生，也不會憑空消失，它只會從一種形式轉化為另一種形式，或者從一個物體轉移到其它物體，而能量的總量保持不變。恩格斯強調指出，必須從質和量兩個方面來理解這條定律，從量上說，其總和是守恆不變的，從質上說，其轉化的能力及其條件是客觀事物本身所固有的，是永遠不可喪失的。

恩格斯

焦耳和邁爾等人雖然沒有明確提出能量守恆定律，但他們從不同側面各自獨立發現了這一定律，其中焦耳、邁爾、赫爾姆霍茨是主要貢獻者。

【點評】

形而上學自然觀是一種陳腐的、退化的自然觀，具有形而上學自然觀的科學家，確信既有的理論是絕對完善的，一成不變的，這必須束縛科學家的探索，使其在反常湧現之時驚慌失措，或是悲觀失望，或是坐失良機，或是放棄新的發現，或是發現了科學規律，但不能從本質上認識它。