詹姆斯·普雷斯科特·焦耳，1818年诞生，自幼在缺乏正规教育的环境下，跟随身为酿酒师的父亲学习酿造啤酒的技艺。直至16岁，经由他人引荐，他得以师从著名化学家道尔顿，并进入曼彻斯特大学深造。然而，毕业后的他选择回归家族啤酒厂，继续投身劳动。
尽管出身平凡，焦耳却对科学，尤其是电学抱有浓厚兴趣。他与兄长一同进行电学实验，甚至尝试以彼此及他人为对象进行“电击”。随着对电学的深入了解，焦耳萌生了以新兴电动机替代啤酒厂传统蒸汽机的念头，并成功组装出电池驱动的“电磁机”，一时引起关注。然而，由于当时电动机依赖昂贵的锌制电池，替换蒸汽机的计划未能如愿。
面对挫折，焦耳并未气馁，转而投身电热转换的研究。通过反复实验，他将通电线圈置于装水的试管中，发现了电热转换的数学关系，并总结出著名的焦耳定律。1840年12月，他在英国皇家学会上宣读了相关论文，却遭到“学术权威”的轻视，认为他不过是乡下的“业余爱好者”。直至两年后，俄国物理学家愣次独立发现这一数学关系，该定律才被广泛接受，因此也被称为“焦耳-愣次定律”。
焦耳坚韧不拔，继续深入研究，成功计算出“热功当量”。1845年，他携带实验器材参加剑桥学术会议，演示实验并阐述理论：“自然界的力是守恒的，机械力的消耗总能转化为相应的热量。”然而，他的观点却遭到包括法拉第在内的众多学者的质疑。尽管如此，台下的开尔文日后却成为他的重要支持者。
当时，关于热的认识存在主流学说“热质说”，认为热是一种物质。开尔文起初也支持这一学说，对焦耳的研究持否定态度。然而，随着焦耳不断精确测量热功当量，并在牛津科学集会上与开尔文展开激烈辩论，开尔文开始重新审视焦耳的理论。
焦耳的研究成果逐渐获得社会认可，并于1850年当选为英国皇家学会会员。此后，他继续深入研究，与开尔文开展合作，共同发现“焦耳-汤姆孙”效应，并完成了能量转化和守恒定律的精确描述，否定了制造“永动机”的可能，为科学的发展指明了方向。
焦耳的故事，是一部从乡下“野小子”到科学巨匠的励志传奇！
