19世紀(jì)40年代，英國物理學(xué)家焦耳(1818—1889)也卷入了研制“永動機(jī)”的潮流中，為了尋找一種使能量越變越多的方法，他進(jìn)行了多種實驗：錘擊一樣?xùn)|西使其做功，看產(chǎn)生多少熱量；隨后又用其他的能來做功，看各產(chǎn)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。
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(zhuǎn)化為另一種形式，轉(zhuǎn)化過程中總能量是守恒的。即是說，要產(chǎn)生一定熱量，就需要相應(yīng)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，也通過不同的途徑發(fā)現(xiàn)了能量守恒與轉(zhuǎn)化定律。但是，焦?fàn)枴⑦~爾和格羅夫等人卻未能擺脫形而上學(xué)自然觀的桎梏，他們將這條定律稱為“力的守恒”,“活力的守恒”等，他們僅僅看到了量上的守恒性，并未真正揭示出這條定律的實質(zhì)。恩格斯站在辯證唯物主義的高度，將這條定律概括為“能量守恒與轉(zhuǎn)化定律”,他強(qiáng)調(diào)指出，必須從質(zhì)和量兩個方面來理解這條定律，從量上說，其總和是守恒不變的，從質(zhì)上說，其轉(zhuǎn)化的能力及其條件是客觀事物本身所固有的，是永遠(yuǎn)不可喪失的。
形而上學(xué)自然觀是一種陳腐的、退化的自然觀，具有形而上學(xué)自然觀的科學(xué)家，確信既有的理論是絕對完善的，一成不變的，這必然束縛科學(xué)家的探索，使其在反常涌現(xiàn)之時驚慌失措，或是悲觀失望，或是坐失良機(jī)，或是放棄新的發(fā)現(xiàn)，或是發(fā)現(xiàn)了科學(xué)規(guī)律，但不能從本質(zhì)上認(rèn)識它。