能量守恒和轉化定律的發現是和一個小醫生聯係起來的。這個醫生叫邁爾（圖1-2），德國漢堡人，1840年在漢堡獨立行醫。他對萬事總要問個為什麼，而且必親自觀察、研究、實驗。
1840年1月至1841年1月，邁爾作為船醫遠航到東印度，發現在熱帶地區海員的靜脈血液比在歐洲時要更紅一些。根據拉瓦錫的燃燒理論，邁爾認為，在熱帶，人的機體隻需要吸收較少的熱，從而機體中食物氧化過程減弱，靜脈血液中留下了較多的氧，因此顏色較紅。他由此得出：人體是一個熱機關，體力和體熱都來源於食物中所含的化學能，熱的一部分變為體溫，其他部分轉化為筋肉的機械功能。也就是說化學能可以轉化為熱能。另外，他又聽海員們說，暴風雨來臨時，海水溫度會升高，這使他想到是狂風吹打海水的機械能轉化成了熱能。後來他還計算了一卡的熱量等於365克·米，即3.58焦耳（現在精確有數值是4.184焦耳）。1842年，他的論文《論無機界的力》終於在德國著名化學家李比希主編的《化學和藥雜誌》上發表，成為第一個發表能量守恒和轉化定律的人。但是邁爾的發現沒有引起人們的重視，並且遭到一些權威的嘲諷和反對。
如果說邁爾主要是從理論思辨的方法得到了能量守恒的定理，那麼英國的一個啤酒匠焦耳則是應用科學實驗來確立能量守恒和轉化定律的。焦耳自幼在道爾頓門下學習化學、數學、物理，一邊經營父親留下的啤酒廠，一邊搞科學研究。1840年，他發現將通電的金屬絲放入水中，水會發熱。通過精密的測試，他發現，通電導體所產生的熱量與電流強度的平方、導體的電阻和通電時間成正比，這就是焦耳定律。隨後，他又發現化學能、電能所產生的熱都相當於一定的功。1845年，他帶上自己的實驗儀器及報告，參加在劍橋舉行的學術會議。他當場演示實驗並宣布，自然界的力（能）是不能毀滅的，哪裏消耗了機械力（能），總得到相當的熱。可台下那些赫赫有名的大科學家對這種新理論都搖頭，連法拉第也說：“這不太可能吧。”
焦耳不把人們的不理解放在心上，他回家繼續做著實驗，這樣一直做了4年。1851年，曾經反對過焦耳的英國科學家湯姆孫也接受了焦耳的學說，並且對能量守恒定律做了比較科學的論述。1853年，焦耳和湯姆孫兩人終於共同完成能量守恒和轉化定律的精確表述。
能量守恒定律，是自然界最普遍、最重要的基本定律之一。大到宇宙天體，小到原子核內部，隻要有能量轉化，就一定服從能量守恒的規律。從日常生活到科學研究、工程技術，這一規律都發揮著重要的作用。人類對各種能量，如煤、石油等燃料以及水能、風能、核能等的利用，都是通過能量轉化來實現的。能量守恒定律是人們認識自然和利用自然的有力武器。
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邁爾的打擊
《論無機界的力》發表後，邁爾招來了學術上的第二次打擊，權威們都攻擊和嘲笑他的荒唐，一致反對他的觀點。這使他精神上受到很大的刺激，加上他的兩個孩子在1846年和1848年相繼夭亡。這一係列的打擊使他在1850年5月的一個夜晚跳樓自殺，幸未致死，但患了精神錯亂症，長期在格平根的精神病院中療養，與世隔絕。