В XIX в. подавляющее большинство представителей научного сообщества по-прежнему разделяли базовые постулаты метафизической картины мира – принцип объективности окружающего мира, признание того, что совокупность явлений, вещей и процессов расположены в пространственно-временном континууме в устойчивом порядке и проистекают в строгой причинно-следственной логике, вне зависимости от человека и его сознания. Любая вещь рассматривалась как существующая в определенный момент времени и в определенном месте пространства, независимо от других (взаимодействие различных вещей, с этой точки зрения, либо поверхностно и не может существенно изменить их структуру, либо является элементом причинно-следственных связей и может быть реконструировано в «обратном порядке» вплоть до «идеального», «спокойного» состояния каждой вещи). Такая установка позволяла считать окружающий мир принципиально познаваемым. Основой познания признавалось сочетание теоретических и эмпирических методов с решающей ролью эксперимента, призванного установить структуру каждого явления, порядок взаимодействия составляющих его элементов. Полученная информация выражалась через универсальный научный язык – показатели, имеющие количественную меру, а также логические формы – понятия, теории и общую картину мира. Все эти элементы научной информации рассматривались как однозначные, объективные, достаточные для любого уровня обобщения. Структура познания считалась адекватной структуре физического мира, а потому единственно верной и постоянной. Сам же физический мир с его законами представлялся качественно неизменным, состоящим из замкнутых, линейных и обратимых (не зависящих от движения времени) систем.
Новый этап в развитии физической картины мира был связан с исследованиями в двух взаимосвязанных областях – изучением механического действия теплоты (проблем термодинамики) и электромагнитных процессов.
В 1811 г. Французская Академия наук присудила премию Жану-Батисту Жозефу Фурье (1768–1830), официально признав экспериментальные доказательства его теории распространения тепла в твердых телах. Принцип, установленный Фурье, заключался в том, что плотность потока тепла пропорциональна градиенту (мере изменения) температуры. Коэффициент пропорциональности отличался в зависимости от специфики вещества, но сама закономерность была универсальной для любых твердых, жидких и газообразных сред. Закон теплопроводности Фурье, при всей внешней простоте, имел революционное значение. Он показал, что тепловое воздействие преобразовывает вещество, вызывает изменение его внутренних свойств и, тем самым, отражается на всех физико-химических параметрах. С классической же точки зрения механическое, химическое и тепловое воздействия не могут привести к корреляции (взаимосвязи) изменяемых свойств и представляют собой замкнутые, обратимые процессы.
Открытие Фурье дало толчок для переосмысления основ «ньютоновской картины мира» в двух противоположных направлениях. Представители сформировавшегося в первой половине XIX в. позитивистского научно-философского направления во главе с его основателем Огюстом Контом предложили рассматривать силу тяготения и тепло как две автономные и даже антагонистические универсалии физического мира. Тем самым принцип механистического равновесия, являвшийся основой ньютоновской концепции пространства, лишь дополнялся принципом теплового равновесия. Подобный подход органично сочетался с общей идеей позитивистов о необходимости строгого дисциплинарного разделения системы познания и формируемой на ее основе научной картины мира. Сторонники альтернативного подхода попытались использовать идеи теплопроводимости и результаты других открытий в сфере передачи энергии для обновления общей (универсальной) физической теории.