1847年7月，亥姆霍茲在柏林物理學會鄭重宣讀了題為《論力的守恒》的著名論文 。它被看作是能量守恒與轉化定律的第一次充分、明確的闡述 。
他認為，科學的任務“在于探求種種定律，從而使某些特定的自然過程可以歸入并推導自某些一般規(guī)律” 。
而“理論自然科學的最終目的就在于去發(fā)現自然現象的最終因，這個最終因就是不變的引力和斥力，這些力的大小只依賴于距離” 。
不管自然物體怎樣結合，它們都不可能從無中產生出力來 。
自然物體的任何組合都不能產生無限量的機械力（能），或者自然界的一切作用都可最終溯源于其強度只依賴于施力物體間的距離的吸引力或排斥力 。
理論物理學家認為不應當賦予物質以質的差異，因為當我們說到不同類的物質時，所指的僅僅是它們的不同作用，而這種不同的作用只在它與其他物體的相互關系中顯現出來，并不純屬于自在的物質 。
物質和力這兩者始終是不可分離的，人們只能通過物質的力感知物質 。
運動以及用來改變力的作用的外部關系只可能是空間關系的變化，于是，力的作用只取決于空間關系 。
在《論力的守恒》中，亥姆霍茲指出，要考察外部世界中的物體，科學就必須從經驗中抽象出兩種概念 。第一個概念是物質，它只涉及存在的物體，而且不同于它們對其他物體或對我們的感官施加的作用 。
為了使得物質可以被實際地感受到并從而使我們可以把物質概念應用于實際當中，我們需要另一個概念即力的概念，它是物質的一種屬性并且可以對物質施加影響 。因此，力的概念對亥姆霍茲而言是一個形而上學概念，它不是以經驗為基礎的，而是從感覺經驗的抽象中形成的 。
由于有了物質和力兩個概念，我們就可以通過物質在感官中產生的作用而推斷一個力的存在 。
就此而言，物質世界之所以能夠被理解正是因為這些作用的存在，所以要認識自然界中的各種現象，只有通過它們對我們感官施加的作用而實現 。
根據這種圖式，自然界就是一個物質系統(tǒng)，其中的變化歸因于內部守恒的力 。因此，科學的目標旨在把握可觀察現象背后的不可見的物質活動 。
正是因為力學所取得的巨大成就，以及其在天文學中的驚人成功，人們普遍認為以力學解釋一切自然現象是可能的與合理的 。
在伽利略時代以后的兩百年間，這樣的一種努力有意識地或無意識地表現在幾乎所有的科學創(chuàng)造中 。
因此，物理的物質科學的問題，就是要把自然現象歸結為不變的吸引力或者排斥力，而這些力的強度完全只同距離有關 。
解決這些問題的可能性，是要完全了解自然界的先決條件 ?！ツ坊羝濌愂龅米钋宄倪@種所謂機械觀，在當時卻起了很重要的作用 。
物質的分子運動論的發(fā)展就是直接受機械觀影響的最偉大成就之一 。此后，他關于神經沖動傳導速度的測量同樣證明了有機體并不神秘，是可以通過物理學方法進行研究的 。
由上分析可見，《論力的守恒》意義在于，使牛頓力學綱領進一步精致化，使力學自然觀的包容性進一步增強，而且把“能量”概念推到自然科學的中心，開啟了能量學的新時代，有力地推進了科學的統(tǒng)一 。
然而，亥姆霍茲的科學觀與哲學觀從不固執(zhí)于特定的框架，而是隨著科學的進展而不斷發(fā)展和變化的，而這一切都是同科學統(tǒng)一的進程密切相關的 。
基于對力學、電磁學和熱力學研究的不斷深入，他的自然觀也逐漸發(fā)生著變化，其力學批判思想漸趨明確 。從而使得他不僅未成為批判學派的批判對象，反倒是批判學派的先驅和良師 。
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