纪念道尔顿

霁雪

这一篇帖子是在两年前写的。发到一些较大的网站去了。
我觉得在这里，可以重新贴一次。

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纪念道尔顿（John Dalton, 1766-1844）

再过一星期，就是10月21日了。
在国际化学界把每年10月21日定为“化学原子论”纪念日。道尔顿就是“化学原子论”的提出者。
“原子分子论”概称近代化学发展的基石，是近代化学的基础理论中的基础。而“原子分子论”则是在道尔顿的“化学原子论”的基础上增添了分子的概念而建立起来的。

道尔顿提出“化学原子论”的有两个重要的科学基础；
一是法国化学家普罗斯于1801年提出的定组成定律：参与化学反应的物质质量都成一定的整数比；或者说，每种物质都有固定的组成。例如1克氢和8克氧化合成9克水，假如不按这个一定的比例，多余的就要剩下而不参加化合。
二 是道尔顿自己发现的倍比定律：当两种元素所组成的化合物具有两种以上时，在这些化合物中，如果一种元素的量是一定的，则另一种元素在各化合物中的相对质量 有简单倍数之比。倍比定律是在1803年由道尔顿用实验验证的。
　　为什么会有定比定律和倍比定律呢？
道尔顿在他自己所作的大量实验的基础上，提出了他的原子学说。

早在公元前5世纪的古希腊时代，哲学家留基伯则认为，物质的分割过程不可能永远继续下去，物质的碎片迟早会达到不可能分得更小的地步。他的学生德谟克利特（前460～前362）接受了这种物质碎片会小到不可再分的观念，并称这种物质的最小组成单位为“A  Tom”（意思是“不可分割”）。现在化学中的“原子”一词就来自于德谟克利特的命名。
道尔顿用的就借用德谟克利特的那个“原子”名词，提出了它的学说。

正是这一引用，才使德谟克利特的古典原子论卓尔不群，也使道尔顿的原子论找到了历史源头。

道尔顿的原子学说主要包含三个重要观点：
①        原子是不能再分的粒子；原子在所有化学变化中均保持自己的独特性质，原子既不能创造，也不能消灭。
②        同种元素的原子的各种性质和质量都相同，不同元素的原子，其形状、质量不同，各种性质也不相同；原子的质量是元 素的基本特征。
③        化合物是由组成元素的原子聚集而成的“复杂原子”；在构成一种化合物时，其成分元素的原子数目保持一定，而且保持着最简单的整数。

道尔顿的原子论在 1803年10月21日提出，在1808年公开出版的名著《化学哲学的新体系》中作了系统地阐述。道尔顿的原子论与已发现的元素相对应，有多少种元素就有多少种原子； 道尔顿还提出了原子量的概念，并用实验的方法测出了不少原子的相对原子质量。这样道尔顿就第一次把纯属猜测的、定性描述的原子概念变成一种具有一定质量、 可以由实验来测定的物质实体，成为化学家们定量解释化学变化的重要理论。
后来的意大利科学家A.C.阿伏伽德罗在法国化学家盖－吕萨克定律基础上引入“分子”的概念，补充并修正了道尔顿原子论的不足，从而形成了“原子－分子论”。

“原子－分子论”的要点是：
①        一切物质都是由分子组成的，分子是保持物质化学性质的最小质点；
②        分子是由原子组成的，化学变化中，原子结合而成分子，分子分解成为原 子，原子则是不能再分的最小单位；
③        不同种类的原子或分子，其性质、重量、大小也不同；
④        原子和分子处于永恒的运动中。

关于原子－分子的真实性，19世纪曾有过尖锐的争论。德国化学家F.W.奥斯特瓦尔德和奥地利物理学家E.马赫根本否认原子和分子的存在。奥地利物理学家L.玻耳兹曼为了捍卫原子论而与他们作了激烈的斗争，致使玻耳兹曼最后因陷于失望而自杀。
这一斗争一直持续到20世纪初，由于A.爱因斯坦提出了分子的布朗运动理论，该理论又为法国物理学家J.B.佩兰的实验所证实，从而使原子－分子论最终确立起来。
现代科学已能精确地测定原子和分子在空间的排列方式、它们之间的距离，甚至借助静电显微镜能将物质的原子构造拍摄成照片。

恩格斯对道尔顿的原子论给予了高度的评价：“化学中的新时代是随着原子论开始的，近代化学之父是道尔顿。”

道尔顿是近代化学之父实属当之无愧。
然而，道尔顿还是一个地地道道的的气象学家。他从19岁开始每天观测和记录气象，经他亲自记录的气象资料连续达55年之久。直到他74岁中风为止。
在他的日志里他写道“夜里10点下了一场大雨，我在屋里等到雨停，立刻冲了出去测量降雨的水深以避免雨后水分蒸发的损失。”“这一场雨，从夜里9点一直下到隔日清晨6点，为了精确的量测到雨量，我彻夜未眠，雨声伴我度过漫漫长夜”

“科学研究的最深动力，在于喜爱真理”道尔顿后来在爱丁堡大学演讲时讲。“科学的领域如此浩瀚，即使尽毕生之力，也无法耕耘科学的每一个领域，我只是专注在热、液体体积变化和物质基本粒子的思考。由实验中，我观察到一些现象，并将式样结果用几条简单的法则来表达。……”

在他27岁时出版了他的《气象的观察和论说》（Meteorological Observations and Essays）一书。这本书是物理学和气象学的经典之一，在物理学和气象学里的“饱和蒸汽压”和“分压定律”就是道尔顿在这本书里提出的。到34岁时道尔顿又第一个提出了“露点”和“露点”的形成机制。这些个概念一直渗透应用到现代气象学的每一个角落里。

道尔顿集近代化学之父、数学家、物理学家、气象学家、天文学家于一身。然而更值得一提的是，道尔顿还是一个地地道道的“民科”，与18、19世纪大部分的“贵族科学家”相比，他是一个地地道道的民间科学家。
道尔顿没有念过大学，他曾经两次报读爱丁堡大学而被拒之门外。他从12岁起就开始当小学的教师。19岁起担任中学的教师直到27岁。之后经人介绍在一所只有80个学生的大学里执教。但是好景不长，即使他的工资再低，不到8年他又被那所大学的校方，认为他对研究和实验过于专注。并且得不到承认为由踢出了校门。
此后的第二年他一个人创办了一个只有8个学生的大学，自任校长，教师和工友。依靠学费艰难地进行各种实验和研究。这个大学一直办了44年之久。道尔顿有关“化学原子论”的主要观点和著作，都是在他的那个光杆司令大学时期写出来的。

一开始他的著作根本得不到认同，被讥讽为“天真幻想家的梦呓”直到他的个人大学办了20年之后才渐渐地被广泛接受。那时道尔顿已经54岁了。
尽管如此，道尔顿的个人大学却培养了一批杰出的优秀学生。包括提出“能量不灭定律”的大科学家焦耳。

道尔顿因学术发现未被认可而生活潦倒，由于专注于科学研究而终身未娶。因为没有大学的学历而到处被人讥讽。恰和现在一样，有的人依仗人民花的钱，把他培养成了一个“受过很好的专业训练的知识分子”。却反过来把“民科现象”指为“社会的公害”。把民科人物指为“过于痴迷而影响了个人和家庭生活”。
还振振有词地：“专业的科学工作者因为对科学研究的方法、规律和现实有切身的体会，深知在科学事业高度发达的今天，一个业余研究者要做出重大发现的可能性几乎为零，对这些“民间科学家”大抵持否定、冷淡、蔑视的态度，最多觉得可怜。”“科学家本无所谓官方和民间之分，国内媒体经常提到的“民间科学家”其实应该称为“科学妄想家”更合适，指的是一些在科学共同体之外的业余研究者，没有受过 很好的专业训练，又不屑于从事像采集标本、观测天象之类小打小闹的业余科学爱好，而是固执地相信自己做出了重大的科学发现。”一副以专业的科学工作者自居的丑态。
其实，将这样的论点，一直往前推到人类历史的任何时期在当时都是适用的，道尔顿时代是这样，甚至在6000年前的氏族社会的祭师、巫婆也会用这样的手段来抬高自己。没有什么创造性，并不新鲜。
尽管在急功近利的现实世界，把自己打扮成打假的英雄，扔不能改变他在历史的长河中所扮演的一只丑陋的蚍蜉的实质。

“大自然引发人们的好奇，初看起来只是一个不成熟的青涩果子。但这可能是一种神圣召唤的开始，让人们去深入。许多值得研究的题材，仍然蕴藏在大自然里面”——道尔顿

郯城义务观测员

还有很多科学不能解释的

霁雪

自然是无限的，知道得越多，不能解释的就更多。

郯城义务观测员


你是不是24h不休息的？