道尔顿

化学是近代兴起的一门学科。许多科学先驱为这门学科奠定了理论基础，英国物理学家和化学家约翰·道尔顿就是其中之一。道尔顿不仅具有敏锐的理论思维头脑，而且具有优秀的实验能力，特别是在原子的研究方面取得了非凡的成就，因此他被称为“现代化学之父”，成为现代化学的奠基人。

道尔顿出生在英格兰坎伯兰的一个贫穷的村庄。他的父亲是纺织工人。当时，在第一次工业革命开始时，许多破产的农民*雇佣工人。道尔顿一家的生活非常艰难。道尔顿的一个弟弟和一个妹妹死于饥饿和疾病。道尔顿童年时根本不具备学习的条件。他只是勉强接受了一点基础教育。当他十岁的时候，他去为一个富有的牧师当仆人。也许这也是命运给他的一个机会。他在牧师家里读了一些书，学到了很多知识。两年后，他被选为村小学的老师。

1781年，年仅15岁的道尔顿和他的哥哥出国谋生。不久之后，他成为了肯德尔中学的一名教师。除了教学，他还在观察天气时系统地自学了科学知识。在这里，他还遇到了著名学者约翰·霍夫。他从霍夫那里学到了很多，他的教学水平也迅速提高。四年后，他成为肯德尔中学的校长。1793年，在豪的推荐下，道尔顿被曼彻斯特的一所新学院聘用。在这里，他出版了他的第一本科学著作《气象观测与研究》。第二年，在罗伯特·欧文的推荐下，他成为曼彻斯特文学和哲学协会的成员。

1799年，道尔顿离开学院，以便将大部分精力投入科学研究。他在几个富人的家里做私人教师，每天教学时间不超过两个小时。这样，他就可以谋生并保证他的科研工作。现在，他越来越重视气体和气体混合物的研究。道尔顿认为，为了解释气体的特性，必须知道气体的压力。他发现了两种容易分离的气体，并分别测量了混合气体和每一部分气体的压力。结果非常有趣。一定体积的容器中一定气体的压力是恒定的。当引入第二种气体时，压力增加，但它等于两种气体的分压之和。仅这两种气体的压力不会改变。道尔顿得出结论，混合气体的总压力等于组成混合气体的气体分压之和。道尔顿发现，从中可以得出一些重要的结论。容器中气体的状态与其他气体无关。气体具有粒子结构的解释是，一种气体的粒子或原子均匀地分布在另一种气体的原子中，因此这种气体的粒子所表示的性质与容器中没有其他气体的性质相同。道尔顿开始更多地研究原子问题。他顽强地进行研究工作，寻找数据、动手实验和持续思考...

1803年9月6日，道尔顿在他的笔记中写下了原子论的要点:

(1)原子是组成化学元素的微小的、不可分割的物质颗粒。原子在化学反应中保持其原有的性质。

(2)同一元素的所有原子的质量和其他性质完全相同。不同元素的原子具有不同的质量和其他性质。原子的质量是每种元素的原子最基本的特征。

(3)当具有简单数值比的元素的原子结合时，原子之间发生化学反应形成化合物。化合物的原子称为复合原子。

(4)当一种元素的原子与另一种元素的原子结合时，它们形成一个简单的数值比。同年10月21日，道尔顿报告了他的化学原子论，并宣读了他的第二篇论文，第一份物体最小粒子的相对重量表。道尔顿的理论引起了科学界的广泛关注。他被邀请到伦敦演讲，几个月后回到曼彻斯特继续他测量原子量的工作。有时候道尔顿也会遇到一些困难。一些物质被氧化产生不同的氧化物，这是一个难以解释的现象。当然，前人已经进行了分析和测试。道尔顿只能用这些结果进行计算。有时他在原始文件中发现的结果只能由科学家获得。为了保证可靠性，道尔顿做了另一个分析。道尔顿的许多原子量是不准确的，但事实上他计算的是今天所谓的当量。例如，他将氧的原子量设定为7，而不是16。

1804年以后，道尔顿对甲烷和乙烯的化学成分进行了另一次分析实验。他发现甲烷中碳与氢的比例是4.3:4。乙烯中碳与氢的比例是4.3:2。他由此推导出碳氢化的比例关系，并发现了多重比例定律:当相同的两种元素产生两种或多种化合物时，如果一种元素的质量不变，化合物中另一种元素的相对重量就是一个简单的整数比。道尔顿认为多重比例定律可以被视为原子论的推论和证明。

1807年，汤姆森在他的《化学系统》一书中详细介绍了道尔顿的原子理论。道尔顿的主要化学著作《化学哲学新体系》于次年正式出版。道尔顿的原子理论的主要实验和理论都详细记录在书中。从那时起，道尔顿的原子理论已经正式出版。

在科学理论中，道尔顿的原子理论是继拉瓦锡的氧化理论之后理论化学的又一重大进展。他揭示了一切化学现象的本质都是原子运动，并界定了化学的研究对象，这对化学这门学科具有重要意义。此后，化学及其相关学科蓬勃发展。在哲学上，原子论揭示了化学反应现象与本质之间的关系。天体物理化学理论诞生后，再次冲击了当时僵化的自然观，这对科学方法论的发展、辩证自然观的形成以及整个哲学认识论的发展都具有重要意义。

原子论建立后，道尔顿在英国甚至欧洲都很有名，各种荣誉接踵而至。1816年，道尔顿被选为法国科学院的成员。1817年，道尔顿被选为曼彻斯特文学和哲学协会主席。1826年，英国*授予他科学金质奖章。1828年，道尔顿被选为英国皇家学会的成员。此后，他先后当选为柏林科学院名誉院士、慕尼黑科学院名誉院士和莫斯科科学协会名誉会员。他还获得了法学博士的头衔，这是当时牛津大学授予科学家的最高荣誉。在荣誉面前，道尔顿起初很平静和谦虚，但后来荣誉越来越高，他逐渐改变，变得骄傲和保守，最后走向僵化的思维和自力更生。

1808年，法国化学家吕萨克在原子理论的影响下发现了气体反应的体积定律。事实上，这个定律也是道尔顿原子理论的论据，后来被其他科学家证实并应用于测量气体元素的原子量。但是卢斯萨克定律遭到了道尔顿本人的拒绝和反对。他不仅怀疑吕萨克的实验基础和理论分析，还严厉批评了他。1811年，意大利物理学家阿伏伽德罗建立了分子理论，在新的理论基础上统一了道尔顿的原子理论和莱赛克定律。他也被道尔顿无情地反驳。1813年，瑞典化学家贝耶·黎齐·乌斯创造了一种用字母表达元素的新方法。这种易于书写和记忆的新方法被大多数科学家所接受，而道尔顿在去世前一直是新元素符号的反对者。

尽管道尔顿在他的后半辈子没有做出什么科学贡献，甚至阻碍了别人的探索，但人们仍然给他留下了深刻的记忆。