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（Wilhelm Wien，1864—1928年）
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维恩自认为是一个农民，物理只是他的第二职业。他提出了维恩定律，该定律利用热力学第二定律，得出了高温条件下温度对辐射的影响，从而将人类领进了“量子力学的大门”。他发现了一种带正电子的粒子。后来的研究发现，这种粒子就是今天所谓的质子。维恩1911年获得诺贝尔奖。火星上有一个直径120公里的坑就是以维恩的名字命名的。
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第1幕
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巴黎和慕尼黑，18世纪末期
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第1场：巴黎，1803年
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拉扎尔·卡诺是一位军人出身的工程师，在发现并解决行政效率和机械效率低下问题方面天资甚高。他发表了一篇关于水力机的论文《平衡和运动的一般原理》（General Principles of Equilibrium and Motion）。卡诺从水出发，进一步写道：“水所能产生的最大能量与落差有关。”除调查和清除废物源之外，他还考虑如何提高水力机的效率。因服兵役，他没能将这项工作继续下去。后来，他因为勾引一个已订婚的女人而被捕入狱。法国大革命爆发后，卡诺出狱，参加了革命。因在部队调遣、训练和补给方面屡立奇功，卡诺被人们称为“胜利组织者”（Organizer of Victory）。他有两个儿子，都是在家由他亲自教育长大。他们果然也继承了父亲的传统：第一个儿子叫萨迪（用了一个波斯诗人的名字），是一名军人出身的工程师；另一个儿子希波吕忒，是一名记者和政治家。
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第2场：慕尼黑，1797—1798年
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拉姆福德伯爵是慕尼黑的一个兵痞，也是一位业余科学家。他经常周旋于有钱的寡妇之间。另外，他热切地想要了解热的奥秘。他把6磅（1磅＝0.454千克）重的黄铜炮身放到一桶水中，再插进一个钻头，钻头连着绞盘。之后，拉姆福德让马转动绞盘，他发现2.5小时所产生的热量足以烧开桶里的水。拉姆福德于是宣布拉瓦锡（拉姆福德一个情妇的前夫）的热质说是错误的。因为通过这种过程所产生的热似乎是无穷无尽的。热既不是从铜中产生，也不是从水中产生的。很显然，热是由钻头和炮筒之间摩擦的某种运动形式产生的。他数了一下将同样量的水烧开需要多少支蜡烛，对热和机械力的大小进行比较，并将这一结果报告给了皇家学会，说热学定律的重要性不亚于万有引力定律，暗示自己是牛顿再世。但拉姆福德终究不是牛顿。他的论述并不能完全令人信服，并且他也没有形成完整的热学理论，只有一些启发性的实验结果。不过他的思想，例如对可产生同样热量的各种类型的功（蜡烛、马）进行定量的比较，以及热通过不同形式转化成的功，引发了能量转化和守恒之间的对立。
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第2幕
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巴黎、曼彻斯特和牛津，19世纪20到40年代
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第1场：巴黎，1823年
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萨迪·卡诺是一位工程师，喜欢安静。父亲拉扎尔死后，他搬进了父亲留给他的公寓。萨迪决心要将父亲的工作继续下去，并开始撰写一篇题为《关于热动力的设想》（Reflections on the Motive Power of Heat）的论文，考虑如何提高蒸汽机的效率和实用性。卡诺怕自己的文字深奥难懂，难以激起普通读者的兴趣，于是请自己的兄弟希波吕忒对稿子进行编辑，使文字顺畅易读。他是这样写的：蒸汽机“似乎注定要在文明世界中掀起一场革命”。但是，他又继续写道：“可人们对蒸汽机的理论还知之甚少。”要提出蒸汽机理论，必须要从如何最有效地利用蒸汽机这个一般问题入手。卡诺认为，研究蒸汽机，最重要的是要研究蒸汽机的最大工况，即最大输出。例如，蒸汽机中一定质量的煤能将一定量的水提升多少度？接下来他就写热。热机中的热量，就像是抽水机中的水，热量在从高温物体传递到低温物体的过程中是守恒的。热机的最大效率取决于温差的大小。效率最高的热机可通过一种理想循环来实现。该循环包括膨胀和压缩过程，热机在其中可逆地工作。热量在两个高低温度之间的往复过程中保持守恒，不会因为摩擦和耗散而转移（浪费）。对于热机而言，这是最重要的一点。但是《设想》一文却几乎把它完全忽略了。此后，卡诺没有再发表论文。他因罹患猩红热、脑膜炎和霍乱，死在精神病院，死时年仅36岁。
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第2场：曼彻斯特，19世纪40年代
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焦耳小时候就在父母的啤酒厂搭建了一个实验室。他想在实验室中对热能与电能、机械能和化学能之间的相互转化进行高度精确的测定，例如，螺旋叶片搅动水所产生的摩擦会导致水温的升高。他测出了热的机械当量：772英尺磅［1］的功可以使29立方英寸的水的温度升高1华氏度。
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第3场：牛津，1847年
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能量的守恒（卡诺的方式）和转化（焦耳的方式）之间的冲突已经白热化。年轻的威廉·汤姆逊是一位数学教授的儿子。他知识渊博，通晓三门语言，是一位具有远见卓识的年轻人。他在巴黎发现了唯一一篇已发表的关于萨迪·卡诺著作的评论。他被这篇评论深深吸引，于是试着去找卡诺的原著，没有找到。之后他参加了在牛津举办的一个会议，听了焦耳的报告。会议组织者对待焦耳很不友好，要他长话短说，不要啰嗦。不过，焦耳的话却使汤姆逊颇为震撼。如果卡诺那壮观的研究成果所依据的事实就是热机中热的总量是不变的，那热量怎么可能转化成其他能量呢？汤姆逊认为，焦耳的研究当中一定有“很大的纰漏”，他要把这纰漏找出来。
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第3幕
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英国和德国，19世纪40到60年代
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第1场：格拉斯哥
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这次，“坚信卡诺的守恒理论是正确的以及焦耳的研究一定存在问题”的汤姆逊又受到一次震撼。他读了德国物理学家鲁道夫·克劳修斯的一篇论文。克劳修斯发现了卡诺和焦耳方法上的冲突，他仔细研究了热运动理论：根据该理论，热和气体都是由不断运动的微小粒子组成的。克劳修斯认为卡诺和焦耳之间的分歧只是表面上的，实际上并无矛盾，两者 是一致的。一个涉及的是热和机械动作在相互转化 过程中某物的守恒（不是热，之后不久被命名为能量）；另一个涉及的是热能向能量的转化，以及热能不能自发从低温物体传递到高温物体的属性。汤姆逊受此启发，开始跨越性地将克劳修斯的研究与新热力学（heat-mechanics）联系起来。1854年，汤姆逊将这门学科命名为热力学（thermodynamics），取希腊语中“热”和“力”之意。汤姆逊写道：“所有热机中都有一部分热量，会不可逆转地损失掉，也就是‘浪费’掉了，虽然热量本身并没有消失。”这就是汤姆逊版本的克劳修斯的热力学第二定律。克劳修斯于1865年写出了一系列的论文，研究工作达到了顶峰，他把能量自发转移的趋势（现在的说法是混乱度）命名为“熵”，取希腊语“转化”之意。他用S表示体系的状态函数——熵，并使用公式∫dQ/T≤0。1867年，汤姆逊与合作者泰特（Tait）写出了《自然哲学教程》（Treatise on Natural Philosophy）一书，该书堪称热力学领域的牛顿《原理》。1872年，克劳修斯提出了后来所谓的热力学第一和第二定律——“世界的能量是守恒的”，“整个世界的熵值向着达到最大值的方向变化”。
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第2场：海尔布伦，德国
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发现的先后之争爆发了。1847年，德国物理学家罗伯特·迈尔在读到焦耳关于热能和机械能相互转化的论文后，称自己是第一个发现该规律的人。7年前，迈尔在东印度的一艘荷兰船只上做医生时，发现船员的血异常地发红。这一现象表明血液中富含氧。迈尔认为这是由于人在热带地区代谢变慢的缘故。受此启发，他写了一篇机械能与热能相互转化的论文，寄到了德国顶级科学期刊《物理学和化学年鉴》（Annalen der Physik und Chemie）。可惜论文写得太差，编辑认为太过不切实际，没有给他答复。无奈的迈尔只能修改后在别处发表。后来迈尔与焦耳就发现的先后问题展开了激烈的争论。抑郁至极的他从三层楼的窗户跳了下去，最后被送进了收容所。与此同时，另一位德国物理学家赫尔曼·冯·亥姆霍兹因为在1847年发表了一篇关于“力的守恒”的论文，也成为发现热力学第一定律的有力竞争者。就谁最先发现热力学定律这一问题，泰特和克劳修斯相持不下，两人在各种期刊和书籍中互相攻击。
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第4幕
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伦敦、格拉茨和维也纳，19世纪70年代