在漫长的历史中，尤其是在发现能量守恒定律和它们的相互转变规律之前，能源和动力的发展是相当缓慢的。到18世纪末，在能源发展史上才出现了一个历史性突破。
§§§第1节兰福特挨烫的意外收获兰福特（1753年～1814年）是在发现能量守恒定律中立了头功的人。
他所以能立下这一历史性功绩，应归功于他抓住偶然事件后锲而不舍的钻研精神，这里面有一个有趣的故事。
18世纪90年代，本来出生在美国的军人兰福特（也译伦福特）在德国的慕尼黑兵工厂任职。1789年，他巡视一个车间，想看看从炮管上切削下来的金属屑。不料，他刚一触摸从内旋车床里飞出来的切屑时，手就被烫伤。
他感到奇怪，不知道小小的金属屑为何有如此高的温度。但他没有放过这一偶然的事故，决心弄清金属屑烫手的奥秘。1798年，兰福特到英国参加皇家协会的一个讨论会，在会上他对来自世界各国的科学家提出了一个观点，即“热是一种能量”，他把自己挨金属屑烫的意外事故作了介绍后说，金属屑发烫是由于内旋车床上切削刀把机械能作用到金属上产生的热量引起的，从而最早提出了机械能可以变成热能的观点。
兰福特的观点当时受到一些权威的科学家们的强烈反对，因为那时的学术界普遍认为，热气由于一种叫做“热素”的物质在发生作用，“热素”没有质量，也没有体积，而是一些在流动的微粒。这种物质可以从“热素”多的、温度高的物体向“热素”少的、温度低的物体流动。而现在兰福特却否定了“热素”的存在，说热是由摩擦而产生的，这对“热素说”显然是极大的冲击，是“热素说”派的学者们所坚决不能接受的。
兰福特为了证实自己的观点，曾让一匹马拖着一把镗具转动，镗具紧紧地顶着黄铜炮筒，炮筒装在一个木箱里，木箱里面装着18磅的深水。当马拉着镗具在炮筒上不停地摩擦，炮筒在摩擦中渐渐发热，经过2小时45分钟，竟然使水达到了沸腾的温度。
1799年，英国一位叫戴维的科学家也进行了一个有趣的试验，他受兰福特的启发，在真空中使两块冰互相摩擦，结果冰完全化成水。
兰福特等人的试验令人信服的证明，热不是“热素”，而是一种“能量”。
§§§第2节迈亚的苦恼
兰福特关于“热”是一种“能”而不是“热素”的看法，引起了许多科学家的思考。因为，如果热也是一种能量的话，那么真的转化为内能，所以运动后的人体温度升高，身体就有发热的现象。
1840年，一位叫迈亚（1814～1878年）的德国医生，在（印度尼西亚）爪哇岛旅游时，发现一个有趣的现象，他因为喜欢研究，所到之处都爱行医，以积累资料。一次，他发现从当地土著人静脉中抽出的血液颜色和动脉血几乎一样，是鲜红的而不是通常的暗红色。一开始他很感奇怪，后来，他受到兰福特关于“热是一种能量”的启发，暗地解释说，这是不是因为热带地区气温高，因此几乎不需要利用血液中的养分来维护体温，于是动脉血和静脉血的颜色就没有什么变化呢？
为了证实这个想法，迈亚也作了不少试验。他终于得出了一个结论：“所有物体所具有的与某种变化有关的机械能和内能的总和，总是保持恒定的值。”这个论点比兰福特的论点又进了一步。这个论点实际上讲的就是“能量守恒定律”的基本内容。
但是，当迈亚把他的观点发表在德国的报纸和刊物上时，却没有受到应有的重视，谁也没有为他的这项重要发现欢呼和喝彩。迈亚因自己的成就受到冷落，企图自杀了却残生。所幸，由于焦耳的出色工作，迈亚的观点终于得到了科学界的认可。
§§§第3节焦耳的贡献
在迈亚进行实验的同时，著名的物理学家焦耳（1818～1889年）也在研究机械能转换成热能这个问题。他也发现，虽然物体的机械能可以转换成热能，但能量的总和仍然保持恒定。为了证实自己发现的这一规律，他还制造了一个测定能量的装置，用来确定机械能与热能之间转换的准确比率。在这个装置中，他使一个叶轮在盛有水的容器中旋转，用来产生热量。
焦耳从1843年一直实验到1847年，整整花了5个年头，详细研究和证明了机械能和热能之间的转换关系。
也是在1847年，德国科学家赫尔姆霍茨也发表了与迈亚和焦耳两人的观点一致的论文，说明能量守恒这一规律。
迈亚的观点在经过多年冷落之后，终于受到了科学界的承认。迈亚一直活到了1878年，终于享受到了自己种下的成功之果的甘甜与欢乐。虽然从燧人氏起就早已知道机械能变热能的现象，但一直只知其然，不知其所以然。
兰福特、迈亚、焦耳的研究，说明了能量的守恒，也证明了能量的转换。这是在能源的开发和利用上提出的重要理论根据。
拿“热”来说，实验证明，热的确不是一种什么可以“流动”的物质，事实上也没有所谓“热素”的存在，热是一种能，是运动的一种形态。
比方说，冷钻头钻冷炮筒，相互进行了激烈地、不断地反复摩擦，摩擦可以生热。摩擦是机械作用，这是机械能转换为热能。
比方说，燃烧木柴可以生热，燃烧是化学作用，这是化学能转换为热能。
比方说，我们还能体会到，白炽电灯在发光时，灯泡也会变热，这是电流的作用，是电能转换为热能。
同样，我们还可以看到，热能也能转换为机械能、化学能和电能等等。
这样，人们的思想认识就开阔了：能是可以互相转化的。
自从人们从理论上认识了这个自然规律以后，对于能的开发利用就进入了自觉而又广泛的领域——当意识到某种情况下蕴藏着某种能源时，就可以想出各种方法，使能量加以转换，通过转换得到另一种形式的能去为人们做功、干活。人们不再停留在像从蒸汽机得到动力那样，只依靠热能去推动机器做功，只停留在利用热能转换为机械能。
不，人们由此开阔了广泛的能源开发利用的领域，这就是我们在前面曾经接触到和主要在下面将陆续讲到的，对风能、潮汐能、波浪能、电能、太阳能、地热能、氢能以及能源材料的开发利用，甚至连垃圾也能加以转换为能源。
那是一幅幅极其诱人的美好图像。
