——发现能量守恒和转化定律的艰难历程
恩格斯称为“伟大的运动基本规律”——能量守恒和转化定律，是19世纪自然 科学的一块重要理论基石。同任何一个伟大科学发现一样，能量守恒和转化定律也 有一个潜在的孕育阶段，也经历了一番曲折和斗争的过程，而后才为人们所普遍承 认和接受。不过，像能时守恒和转化定律孕育时间的长久，发现者们蒙受精神压力 的巨大，则是科学发展史上极为典型的蒙难个例之一。回顾能量守恒和转化定律发 现的艰难历程，总结其中的经验教训，是一件十分益的事情，对于发展科学事业无 疑会起到积极作用。
漫长的孕育过程
能量守恒和转化定律的成熟程度是与其酝酿的广度和深度直接相关联的。能量 守恒和转化定律思想的广阔而又艰苦卓绝的孕育史，是人类对自然界科学图景认识 史上的一个非常富有意义的个例。
火，至少在四五十万年前就已被我们的祖先利用了。从使用和“养活”天然火， 到学会人工磨擦取火，这是原始人技术发明的一件大事。磨擦取火，这是把机械运 动（动能）转化为热的过程。尽管原始人尚未认识到这一理论问题，但是他们的伟 大实践过程恰恰直接孕育着能量转化的思想。机械运动转化为热，这是自然过程的 一个方面；另一方面，热也转化为机械运动，这才是自然过程的辩证法。然而，历 史有它自己的步伐，不管其进程归根到底是多么辩证的，辩证法还是要等待历史很 久。
在磨擦取火之后的一段漫长的岁月里，人类学会了利用畜力、风力和水力来运 转机械，驱动车船，但是这些只不过是一个将机械能中的势能与动能相互转化的过 程而已，尚未冲现机械运动的认识界限。只是到了发明蒸汽机之后，才真正完成了 热与机械运动相互转化的辩证过程。正如恩格斯在19世纪70年代所指出的：“到目 前为止的全部历史，可以称为从实球发现机械运动转化为热到发现热转化为机械运 动这么一段时间的历史”。
在蒸汽机发明之前，尽管人类的认识还只停留在机械运动范围内，尚未接触到 机械运动以外的各种运动表式的研究，并不了解它们之间相互转化的问题，可是， 以机械运动为研究对象的力学，就已经有了能量守恒这一观念。
近代力学奠基人伽种略在进行落体运动的实验时，发现物体在下落过程中所达 到的速度能够使它跳回到原来的高度，但是不会更高。这就已经接近机械能过恒这 一观念。然而，当时并没有提出“能量”、“机械能”这类概念。伽利略却用“动 量”这一概念来表述，把它定义为速度与重量的乘积，以此作为物体运动的量度。
后来，惠更斯和牛顿在接受伽利略“动量”这一概念时，把它定义为速度与质 量的乘积。莱布尼兹则以“活力”来作为运动的量度，把“活力”定义为质量和速 度的平方的乘积，并认为宇宙间的“活力”的总和是守恒的。显然，活力守恒的表 述方式也接近了机械能守恒的思想。
1807年，英国物理学家托马斯．扬创造了“能”这个概念来表示活力。后来的 能量守恒和转化定律就是建立在这个“能”的科学概念基础上的。不过，托马斯． 扬当时并没有把机械能守恒的思想推广成为能量守恒和转化的普遍规律，因为当时 人们对于机械运动以外的各种运动形式之间的转化问题。人们的认识水平总是与一 定的历史状况相一致的。