18世纪下半叶，生产的迅速发展推动了科学实验的进展。在化学实验室里有了比较精密的实验仪器，这使化学研究工作发生了质的转变，即从对物质的简单定性研究进入到较精密的定量研究。在该过程中，拉瓦锡做出了重要贡献。拉瓦锡使几种物质发生化学反应，并测定反应前后物质的质量。经过反复实验和分析，都得到相同的结论：化学方法只能改变物质的成分而不能改变物质的质量。
这个结论就是现在的质量守恒定律。要想进一步证明或否定这一结论，需要极精确的实验结果，但在18世纪，实验设备和技术还达不到这种要求。后来，不断有人改进实验技术等，以求能得到更精确的实验结果。20世纪初，德国和英国化学家分别做了精确度极高的实验，反应前后的质量变化小于一千万分之一，这个误差是在实验误差允许范围之内的，从而使质量守恒定律确立在严谨的科学实验的基础上。
随着爱因斯坦相对论和质能关系公式的提出，人们对质量守恒定律的认识又有了新的发展，现时科学家把质量守恒定律和能量守恒定律合二为一，称为质能守恒定律。
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