质量单位


道尔顿与原子论的革命

1803年10月21日,英国曼彻斯特。在“文学和哲学讨论会”上,化学家约翰·道尔顿发表了一篇注定改写科学史的演讲。他提出了一种全新的原子论,并公布了包含21个数据的首个原子量表。

约翰·道尔顿

道尔顿的原子论核心包含三个要点:

  1. 原子是元素的最小单位,不可再分。它们微不可见,无法被创造、毁灭或分割。在化学反应中,原子保持其本性不变。
  2. 同种元素的原子性质相同,包括质量、大小和形状。不同元素的原子性质不同,每个元素都以其原子质量为特征。
  3. 化合物由不同元素的原子以简单整数比结合而成。化合物的原子被称为复杂原子,其质量是组成原子质量的总和。同一化合物中的复杂原子性质相同。

这些如今看来基础的化学规则,在当时却是颠覆性的发现,是道尔顿历经十余年探索的成果。

1766年,道尔顿出生于英国一个贫困乡村。他自学成才,在一位盲人哲学家的帮助下掌握了多门外语和自然哲学。1793年,他成为一名化学教师,这段经历为他日后的科学突破埋下伏笔。

1806年,法国化学家普鲁斯特提出的定比定律,以及道尔顿自己发现的倍比定律,都指向了一个事实:物质在化学反应中遵循着精确的质量比例关系。道尔顿敏锐地意识到,必定存在一种不可分割的最小单位来解释这些现象,这促使他提出了原子论。

道尔顿最初的原子论缺乏实验证据,表述也较为模糊,并未引起科学界的重视。直到1809年,法国化学家盖·吕萨克发现了气体反应定律,即在相同温度和压力下,参与反应气体的体积之间存在简单整数比。

盖·吕萨克

盖·吕萨克的发现为道尔顿的原子论提供了强有力的支持,暗示着相同体积的气体在相同条件下包含相同数目的原子。自此,原子论开始被广泛接受。

尽管古希腊哲学家德谟克利特等人早已提出过原子概念,但道尔顿的原子论是第一个基于科学实验和系统推理的原子理论,将化学研究从定性描述推进到定量分析,为现代化学奠定了基石。

1808年,道尔顿出版了巨著《化学哲学的新体系》,系统阐述了他的原子论,并解释了质量守恒定律、定比定律和倍比定律之间的关系。这本书成为了当时最受欢迎的化学教材,推动了化学的精确化、定量化和系统化发展。

道尔顿终身未婚,将一生都奉献给了科学事业。尽管生活简朴,他却将政府颁发的养老金捐赠给了曼彻斯特大学,用于资助学生。1844年,道尔顿因病去世,曼彻斯特城四万余人为这位科学巨匠送行。

曼彻斯特市政大厅中的道尔顿雕像

道尔顿的原子论是人类认识物质世界的一次重大飞跃,开启了现代化学的大门,并将永远铭刻在科学史的丰碑上。

为了纪念这位杰出的科学家,化学和生物化学领域将碳-12原子质量的1/12以他的名字命名为一个单位“道尔顿”,简称Da。曼彻斯特阿尔伯特广场附近的一条重要街道也以道尔顿命名。曼彻斯特大学的工程大楼和演讲厅同样使用了他的名字作为命名依据。英国皇家化学学会的无机部被命名为道尔顿所。

令人痛惜的是,道尔顿生前的手稿、笔记和其他个人资料在1940年4月24日的曼彻斯特大轰炸中遭到毁灭性损毁,残留的部分目前保存在英国约翰·赖兰德斯图书馆内。

质量单位

道尔顿奖章

恩格斯曾高度评价道尔顿的原子论发现,认为它“使已经达到的各种结果都有了秩序和相对的可靠性。在向着还没有被征服的领域系统地进发中,(这一成功)可以与计划周密地围攻一个堡垒相比。”化学的新时代正是从原子论开始的,道尔顿因此开启了近代化学的新纪元。

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来源:《科学史上的365天》

作者:魏凤文 武轶

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编辑:张润昕

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编辑:万象