燃素说大行其道之时，遇到了点小尴尬。当金属燃烧后，它的质量增加，这实在让燃烧说难以自圆其说，于是人们又搬出了“火素”，认为很多物体燃烧之后，火素被释放到空气中，但是像金属之类的物体燃烧后火素进入了灰烬中。
　　1774年，被后世誉为“现代化学之父”的法国化学家拉瓦锡 （Lavoisier，1743－1794）做了一个实验，他将铁在一个封闭的容器中燃烧，容器内的总质量并无改变；而当容器打开时，能听出空气进入容器的声音——就像如今开一瓶可乐。他断定金属的燃烧和火素无关，但是具体原因也说不出一二三来。
　　此时正好气体化学之父到法国访问，化学界的两位父亲畅聊所已，拉瓦锡告诉普里斯特利自己的困惑，普里斯特利则告诉拉瓦锡自己的新发现。当拉瓦锡得知“去燃素气体”时，他敏锐地感觉答案就在其中。为此他做了很多实验，最后他得出结论，燃烧前后的质量不变。既然燃素不能自圆其说，抛开它也许是另一番春天。他认为存在氧气（1778年正式提出），而燃烧不过是燃烧物中某些元素被氧化的过程，在整个过程中“物质是不生不灭的”——即质量守恒。

　　至此统治物理化学界近百年的“燃素”被一脚踢出了门外，但是热又是怎么回事呢？普里斯特利提出了“热质”的概念，这个概念和前面说的“热素”是一回事。反过来，对于燃烧放热的现象迷惑不解的拉瓦锡十分热素概念，并强烈想把它加入到元素表中。

　　拉瓦锡引领者化学的一场新革命，那时候法国也正经历着新的社会革命，几股势力你方唱罢我登场，拉瓦锡也在权力的更迭中被送上了断头台。当时法国著名的数学家拉格朗日（ Lagrange，1736—1813）对此痛心不已，他说：“他们可以一眨眼工夫把拉瓦锡的头砍下来，但他那样的头脑一百年也再长不出一个来的。”
　　日期：2017-08-15 22:44:51
　　第二十四回：热的本质
　　燃素唱罢了最后一曲，热质（热素）又登上了历史舞台，然而人类才刚被燃素说误导了近一个世纪，热质说会不会也是种误导呢？
　　第一个对热质说产生有理有据的质疑的人是科学家是本杰明汤普森（Benjamin Thompson， 1753—1814），他是一名爱好科学的士兵，曾作为英国的间谍参加过美国的独立战争，后来称为德国的官员。他在视察兵工厂的时候，发现炮弹筒打孔后，弹筒热，钻头也热。如果热素是一种存在的实体，怎么会平白无故的增减呢？比如打麻将，怎么会所有人都赢钱呢？于是他否认了热作为一种实体存在，而是一种运动。同样，打麻将的我把钱输给了打麻将的你，你把钱又输给了我，钱的总数没变，增加的只有 GDP，但是GDP只是数字，不是实物。

　　与此同时，英国大化学家戴维也对热质说提出疑问，其来源也是实验中摩擦起热想到的。两块冰相互摩擦，最终都变成了水。他提出，热不可能是一种实在的物体，而是一种物体内的微粒运动或者振动引起的。
　　对热进行另外一种阐述的是英国物理学家托马斯杨（Thomas Young，1773—1829），他是一位神童，据说两岁是便开始了阅读，一生涉猎非常广泛，力学、数学、天文、动物、考古、音乐甚至还会骑马、杂耍、走钢丝。可谓是上知天文、下知地理、中懂生活的奇才。
　　在众多的研究中，托马斯杨留给人类最宝贵的财富当属对光的研究。在1800年之前，光的本质经过了一番激烈的争论后，已经被牛顿的微粒说统治，然而微粒说最后被他的“双逢干涉实验”打败，即认为光是一种波。为了解释光，托马斯杨提出“能量”的概念，认为光是一种能量。同样，晒太阳身体也会莫名的发热，所以他类比与光，认为热也是一种能量。
　　在托马斯杨之前，用于表述能量的是名词“活力”。前面也曾提到过，笛卡尔认为该有一种量来度量物体的运动，这种量用质量乘以速率表示（mv），但是惠更斯表示这个量不守恒，牛顿将速率换成速度，也就“动量守恒”了。不过在那个时候不叫动量，叫“死力”。这种说法源于莱布尼茨，他一直主张用质量乘以速度的平方（mv^2）来衡量物体的运动，这个量在他的口中被称为“活力”。活力最初能活下来的原因是它巧妙地和惠更斯的碰撞试验一致，也就说活力从开始就是守恒的。到底孰优孰劣呢？讨论又持续了半个多世纪。

　　1743年，法国物理学家达朗贝尔（d`Alembert，1717—1783）为此争论化了个句号，他是一名出色的数学家，对于牛顿力学他给予了很多数学的证明，比如力分解的平行四边形法则。在研究力的时，他仔细比较了活力与死力的差别，认为死力考虑的是力作用的时间性；而活力则考虑的是力作用的距离性。时间与距离没有可比性，那么死力和活力也就没有可必性，这是两个不同的物理量。达朗贝尔给了活力一个名分，从此活力也堂而皇之地进入了物理学。

　　但是活力描述的是怎样的物理量呢？1831年，法国物理学家科里奥利（Coriolis，1792—1843）引入了一个新的量：功。他将功定义为F×S（F是作用力，S是距离），也就是说功表示的是力拉一个物体走了一段距离所消耗的能量。理想情况下，这部分能量转换为物体的动能。他通过微积分计算得出，功等于活力的一半，那么1/2活力代表的就是物体的动能。
　　能量的概念在当时没有被认可，所以在很长一段时间内，很多人提出关于“力”的研究，实际上指的就是能量。

　　从定量分析的角度上来说，真正将热素说推翻的当属英国物理学家焦耳（Joule，1818－1889）。焦耳出生于一个富有的酿酒师家庭，自幼祖传家业，没有受到过良好的教育，直到后来他遇到了人生的伯乐道尔顿（ Dalton，1766—1844），于是对科学产生了浓厚的兴趣，开始在家里做实验，成了一名二手的科学家。
　　话说就到了1840年左右，此时安培、法拉第、欧姆等人将电动力学推向了一个新的高度，焦耳也赶时髦地研究起电。他发现电流通过导线时会使得导线发热，于是他怀疑热质的存在。但是此时的人们依然坚信热质说，就像100年前坚信燃素一样。
　　1841年，焦耳做了一个更加直接的实验：
　　重物下降，带动左边搅拌器搅动水槽壁，摩擦生热后，使得水温上升。很明显并无任何热素的传递，只有重物下落后，将物体的机械功转化成热量。
　　在整个过程当中，没有任何热质的流动，只有功转化成热，由此焦耳相信，热是一种能量存在的形式。他还通过多次实验证实了重物做的功与产生的热之间成正比。为此，他提出“热功当量”的概念，即多少热可以当做了多少功，但热和功终究不是一码事，摩擦（机械做功）可以是水加热，火烧也可以是水加热，这是两个过程，所以称为热功当量，而不是热功同量。热和功的背后的相互转化又隐含着什么呢？他认为是时候探索“能量守恒”了。