人类探索物质结构历史中的重要人物----道尔顿

化学是在近代兴起的一门学科，无数的科学先驱者为这门学科奠定了理论基础，英国物理学家、化学家约翰·道尔顿就是其中的一位。道尔顿既具有敏锐的理论思维头脑，又具有卓越的实验才能，尤其是在对原子的研究方面取得了非凡的成果，因而被称为“近代化学之父”，成为近代化学的奠基人。
    道尔顿在化学方面提出了定量的概念，总结出质量守恒定律、定比定律和化合量（当量）定律。在此基础上，1803年又发现了化合物的倍比定律，提出了元素的原子量概念，并制成最早的原子量表。
道尔顿出生在英国坎伯兰的一个贫困的乡村，他的父亲是一个纺织工人。当时正值第一次工业革命的初期，很多破产的农民沦为雇用工人。道尔顿一家的生活十分困顿，道尔顿的一个弟弟和一个妹妹都因为饥饿和疾病而夭折。道尔顿在童年根本没有读书的条件，只是勉强接受了一点点初等教育，十岁时，他就去给一个富有的教士当仆役。也许这也算是命运赐予他的一次机会吧，在教士家里他有读了一些书，增长了很多知识。于是两年后，他被推举为本村小学的教师。
1781年，年仅十五岁的道尔顿随哥哥到外地谋生。不久后，他就成为了肯达耳中学的教师。在教学之余，他一边系统的自学科学知识，一边进行气象观察。在这里他还结识了著名学者豪夫（Johann Hauf），他从豪夫那里学习了很多知识，教学水平迅速提高，四年以后，便成为了肯达耳中学的校长。1793年，在豪夫的推荐下，道尔顿又受聘于曼彻斯特的一所新学院。在这里他出版了自己的第一本科学著作 — 《气象观察与研究》。第二年，他在罗伯特·欧文的推荐下成为曼彻斯特文学哲学会的会员。
1799年，为了把大部分精力投入到科学研究中去，道尔顿离开了学院。他在几个富人家里做私人教师，每天教课时间不超过两小时。这样，既能谋生又保证了他的科研工作。现在，他越来越重视对气体和气体混合物的研究。道尔顿认为，要说明气体的特性就必须知道它的压力。他找到两种很容易分离的气体，分别测量了混合气体和各部分气体的压力。结果很有意思，装在容积一定的容器中的某种气体压力是不变的，引入第二种气体后压力增加，但它等于两种气体的分压之和，两种气体单独的压力没有改变。于是道尔顿得出结论：混合气体的总压等于组成它的各个气体的分压之和。道尔顿发现由此可以做出某些重要的结论，气体在容器中存在的状态与其他气体无关。用气体具有微粒结构来解释就是，一种气体的微粒或原子均匀的分布在另一种气体的原子之间，因而这种气体的微粒所表示出来的性质与容器中没有另一种气体一样。道尔顿开始更多的研究关于原子的问题，他顽强进行研究工作，寻找资料、动手实验、不断的思考……
1803年9月6日，道尔顿在他笔记中写下了原子论的要点：
（一） 原子是组成化学元素的、非常微小的、不可在分割的物质微粒。在化学反应中原子保持其本来的性质。
（二） 同一种元素的所有原子的质量以及其他性质完全相同。不同元素的原子具有不同的质量以及其他性质。原子的质量是每一种元素的原子的最根本特征。
（三） 有简单数值比的元素的原子结合时，原子之间就发生化学反应而生成化合物。化合物的原子称为复杂原子。
（四） 一种元素的原子与另一种元素的原子化合时，他们之间成简单的数值比。
同年10月21日，道尔顿报告了他的化学原子论，并且宣读了他的第二篇论文《第一张关于物体的最小质点的相对重量表》。道尔顿的理论引起了科学界的广泛重视。他应邀去伦敦讲学，几个月后又回到曼彻斯特继续进行测量原子量的工作。有些时候，道尔顿也遇到一些困难。有些物质被氧化后生成不同的氧化物，这是一种难解释的现象，当然前人已经进行了分析化验，为了进行计算，道尔顿就只能利用这些结果；有时他在原始文献中发现的结果只是由一位科学家侧得的，为了保证可靠性，道尔顿就再做一次分析。道尔顿所得出的原子量有很多是不准确的，但实际上他所计算出来的正是今天所谓的当量。例如他把氧的原子量确定为7而不是16。
1804年以后，道尔顿又对甲烷和乙烯的化学成分进行分析实验，他发现，甲烷中碳氢比是4.3:4;而乙烯中碳氢比是4.3:2。他由此推出碳氢化合的比例关系，并发现了倍比定律：相同的两种元素生成两种或两种以上的化合物时，若其中一种元素的质量不变，另一种元素在化合物中的相对重量成简单的整数比。道尔顿认为倍比定律既可以看作是原子论的一个推论，又可以看作是对原子论的一个证明。
1807年，汤姆逊在它的《化学体系》一书中详细的介绍了道尔顿的原子论。第二年道尔顿的主要化学著作《化学哲学的新体系》正式出版。书中详细记载了道尔顿的原子论的主要实验和主要理论。自此道尔顿的原子论才正式问世。
在科学理论上，道尔顿的原子论是继拉瓦锡的氧化学说之后理论化学的又一次重大进步，他揭示出了一切化学现象的本质都是原子运动，明确了化学的研究对象，对化学真正成为一门学科具有重要意义，此后，化学及其相关学科得到了蓬勃发展；在哲学思想上，原子论揭示了化学反应现象与本质的关系，继天体演化学说诞生以后，又一次冲击了当时僵化的自然观，为科学方法论的发展、辩证自然观的形成以及整个哲学认识论的发展具有重要意义。
原子论建立以后，道尔顿名震英国乃至整个欧洲,各种荣誉纷至沓来,1816年，道尔顿被选为法国科学院院士；1817年，道尔顿被选为曼彻斯特文学哲学会会长；1826年，英国政府授予他金质科学勋章；1828年，道尔顿被选为英国皇家学会会员；此后，他又相继被选为柏林科学院名誉院士、慕尼黑科学院名誉院士、莫斯科科学协会名誉会员，还得到了当时牛津大学授予科学家的最高荣誉 — 法学博士称号。在荣誉面前，道尔顿开始还是冷静的、谦虚的，但是后来荣誉越来越高，他逐渐改变了，变得骄傲、保守，最终走向了思想僵化、固步自封。
1808年，法国化学家吕萨克在原子论的影响下发现了气体反应的体积定律，实际上这一定律也是对道尔顿的原子论的一次论证，后来也得到了其他科学家的证实并应用于测量气体元素的原子量。但是吕萨克定律却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，还对他进行了严厉的抨击。1811年，意大利物理学家阿佛加德罗建立了分子论，使道尔顿的原子论与吕萨克定律在新的理论基础上统一起来。他也遭到了道尔顿无情的反驳。1813年，瑞典化学家贝齐力乌斯创立了用字母表示元素的新方法，这种易写易记的新方法被大多数科学家接受，而道尔顿一直到死都是新元素符号的反对派。
虽然道尔顿的后半生科学贡献不大、甚至阻挠别人的探索，人们还是给予了他深切的怀念。