Ανάμεσα στα 1832 και στα 1854, δώδεκα τουλάχιστον άνθρωποι, ανάμεσά τους ο Γιούλιους Ρόμπερτ Μάγιερ στη Γερμανία, ο Τζέιμς Πρέσκοτ Τζάουλ στην Αγγλία και ο Χέρμαν Φον Χέλμχολτς στη Γερμανία, έφτασαν στην αρχή της διατήρησης της ενέργειας, ανεξάρτητα και από δρόμους διαφορετικούς. Άλλοι απ’ αυτούς διέσχισαν μονοπάτια καθαρά φιλοσοφικά, άλλοι καθοδηγήθηκαν από το ενδιαφέρον τους για πρακτική γνώση των μηχανών, ενώ άλλοι πάλι έφτασαν μέσα από εργαστηριακή έρευνα.

Έτσι δεν μπορεί ούτε να δημιουργηθεί από το μηδέν ούτε να γίνει μηδέν.

Η θερμότητα, το φως, η δυνατότητα για μηχανικό έργο, η «δύναμη των χημικών αντιδράσεων» δεν είναι παρά ορισμένες μορφές αυτής της ποσότητας, που πήρε το όνομα “ενέργεια”.

Οι διάφορες μορφές ενέργειας κατά τις αλληλομετατροπές τους παραμένουν ποσοτικά ισοδύναμες.

Ο τελευταίος αυτός ισχυρισμός κρύβει ένα ιδιαίτερο στοιχείο, που είναι η για πρώτη φορά επιδίωξη της ανθρώπινης σκέψης να θεωρήσει ποσοτικά ισοδύναμες, ποσότητες που δεν είναι ομοειδείς.

Το πρώτο του σημαντικό επιστημονικό επίτευγμα, μια πραγματεία του 1847 για τη διατήρηση της ενέργειας, γράφτηκε στο πλαίσιο των ιατρικών σπουδών και του φιλοσοφικού του υπόβαθρου. Η εργασία του για τη διατήρηση της ενέργειας προέκυψε ενώ μελετούσε τον μεταβολισμό των μυών. Προσπάθησε να αποδείξει ότι δεν χάνεται ενέργεια στην κίνηση των μυών, παρακινούμενος από τον υπαινιγμό ότι δεν υπήρχαν ζωτικές δυνάμεις απαραίτητες για την κίνηση ενός μυός.

Βασιζόμενος στο προηγούμενο έργο των Sadi Carnot, Benoît Paul Émile Clapeyron και James Prescott Joule, υπέθεσε μια σχέση μεταξύ της μηχανικής, της θερμότητας, του φωτός, του ηλεκτρισμού και του μαγνητισμού, αντιμετωπίζοντάς τα όλα ως εκδηλώσεις μιας ενιαίας δύναμης ή ενέργειας στη σημερινή ορολογία.

Σύμφωνα με αυτή τη διατύπωση, όλες οι μορφές ενέργειας είναι ισοδύναμες και ένα ορισμένο ποσό μιας μορφής ενέργειας δεν μπορεί να εξαφανιστεί χωρίς να εμφανιστεί στη θέση του ένα ισοδύναμο ποσό ενέργειας με κάποιο άλλο «πρόσωπο».

Κι από την άλλη, κάθε μηχανή που μας προσφέρει ενέργεια δεν μπορεί να κάνει τίποτα αν δεν πάρει ενέργεια από κάποια άλλη πηγή.

Λίγα χρόνια μετά, σε μια διάλεξη, θα διατυπώσει την αρχή της διατήρησης ακόμα πιο καθαρά:

Μπορούμε να πούμε ότι το σύμπαν περιέχει μια ποσότητα ενέργειας που δεν μπορεί με κανέναν τρόπο ούτε να αυξηθεί ούτε να γίνει λιγότερη. Η ποσότητα ενέργειας του σύμπαντος είναι αιώνια και αμετάβλητη όπως και η μάζα του. Μ’ αυτά τα λόγια σας αναγγέλλω ένα μεγάλο νόμο της φύσης, την «αρχή διατήρησης της ενέργειας».