来自曼彻斯特的骄傲

来自曼彻斯特的骄傲——道尔顿与原子论

从伦敦出发沿泰晤士河西行，经牛津、过布利斯托尔再一直北上225公里，就到达了英国著名的城市曼彻斯特。这座英雄的城市曾经享有一系列世界第一的盛誉：它曾经作为英国工业首府，也是世界第一个近代工业城市，被称作“维多利亚工厂”。1842年，焦耳在这里第一个证明热与机械功之间的转换，找出了著名的“热功当量”，伟大的无产阶级革命导师恩格斯曾在这个城市里工作多年，写下了名著《英国工人阶级状况》。道尔顿和原子论的故事也发生在这享有盛誉的曼彻斯特。

泰晤士河

1844年8月的一个礼拜天。曼彻斯特市政厅作出决议，给一个普通市民以该市公葬市民的荣誉。他的遗体安放在市政厅鲜花翠柏丛中，4万多市民（当时曼彻斯特市有40万人口）络绎不绝地前往致哀吊唁。举行公葬时有100多辆马车随行送葬，哀乐悲天动地，行人驻足行注目礼。从市政厅到阿尔德维克墓地的路上，成百上千人徒步跟随，沿街商店都自动停止营业，以示悼念。

一个普通市民为什么获得如此巨大的殊荣，他的逝世为什么给曼彻斯特市民带来了如此极大的悲痛，这个普通市民是何许人也？且听下面慢慢叙述。

18世纪后半期英国经过产业革命，工业、商业、农业和技术等有了长足的发展，因而促进了自然科学的进步。

道尔顿

获得世界名城曼彻斯特人们尊敬的约翰·道尔顿于1766年9月6日出生于英格兰北部巴兰州一个穷乡僻壤。父亲是一个兼种微薄土地的织布工人，以半工半农维持一家人的贫困生活。小道尔顿不像幼年的拉瓦锡受到无微不至的爱护和照料，他在教会学校勉强接受了几年初等教育，但终因家境窘迫而中辍自学。当时他们村里有一位穷亲戚叫鲁宾逊，是英国农村少见的自然科学爱好者，经常以简陋的仪器独自进行气象观测等科学研究。鲁宾逊很赏识少年约翰的才华，自愿无偿教给小约翰数学、物理等知识。后来，道尔顿在家乡附近小镇学校听课，不久由代课、助理，变成了学校的老师。他在担任繁重的教学任务之余，还自学深入钻研了自然科学知识。另外，道尔顿还受到镇上一位盲人学者的帮助，跟他学习了希腊文和拉丁文。

道尔顿听从鲁宾逊和盲学者的劝告，自21岁就开始进行气象观测，养成了精确、勤勉和一丝不苟的科学态度。直到道尔顿临终前一天，他还坚持气象观测，整整坚持了57个年头，没有耽误过一天，一共观测2万次以上，记录数据十几万个。后来，道尔顿27岁时由盲学者介绍到曼彻斯特学院担任数学与物理教师职务。当时，道尔顿对化学比较陌生，一次偶然机会他承担了讲授这门课的任务。他采用一边学一边教的方法倒也还能应付过去。那时他的主要兴趣是气象学研究。一直到他而立之年时，有一次听了一位著名化学家的讲演以后，道尔顿突然对化学产生浓厚兴趣。由此可见，道尔顿成为一个化学家可以说是属于半路出家的。

道尔顿迁居曼彻斯特市不久，被推选加入“曼彻斯特文学科学协会”地方性学术团体，他除了在学院任教之外，因教师年俸太低，还得利用业余时间担任家庭教师。由于授课时数多工作紧张，常常影响他的科学研究工作。最后，经过深思熟虑，他决定辞去学校教职，以个人开课的微薄收入为生。道尔顿33岁时辞去学院职务以后，一直再未在任何学校任职。他过的是朴实无华的隐居式的生活，既不担任公职也不愿高居显赫的地位，终生乐于做一名平民科学家。

晚年，道尔顿赢得了巨大的荣誉，进入了世界最优秀的科学家的行列。一天，一个学生问起老师是怎样获得成功的，有什么秘诀？道尔顿说：“如果说我比其他人获得了较大成功的话，那主要是——不！完全是不断勤奋地学习钻研而来的。有的人能够远远地超越其他人，与其说他是天才，不如说是由于他能够专心致志地坚持学习，具有不达目的不罢休的那种不屈不挠的精神。”

当人们高唱祝福歌跨进19世纪的门槛时，道尔顿集中注意力研究有关气体物理性质，此后相继发表了几篇有关的实验研究报告，确立了“气体的热膨胀定律”以及“混合气体的分压定律”。通过气体研究再加上法国化学家贝托雷与普鲁斯特围绕定比定律的激烈争论吸引了道尔顿，使他转向从气体的角度来研究原子论问题。

泰勒斯

距今大约2500年前，古希腊是一个文明智慧的国度，在各个城邦里都有才智过人、聪明好思的哲人。他们探究着人间的一切奥秘。其中古希腊哲人们提出问题最具有本质意义的就是：“万物是由什么东西构成的”，很多人建立了不同的答案。生活在米利都的古希腊哲人泰勒斯认为“万物是由水构成的”；住在爱菲斯的古希腊哲人赫拉克利特认为“万物是由火构成的”；毕达哥拉斯认为“数构成了万物”；埃利亚的色诺芬尼认为“神创造了万物”。人们对这些答案都感到不满意，直到生于阿布德拉的古希腊学者德谟克利特继承和发展了他的老师留基伯原子和虚空的观点以后，问题才逐步开始明朗化了。

赫拉克利特

毕达哥拉斯

他们提倡的原子学说，就是认为“万物是由不可再分割的粒子组成的”，它们在虚空中运动、发展和变化。“原子”（来源于古希腊语atomos）原意就是不可再分割之物。这一学说受到欧洲中世纪封建时代的扼杀，直到文艺复兴才重见天日。道尔顿以前的科学家也用过原子论来解释化学变化及其现象。道尔顿正是在这一基础上做出了自己的创造。他对原子论的贡献主要体现在，提出了原子量概念，第一次使原子通过原子量与具体的化学实验结合起来。

印有德谟克利特头像的纸币

汤姆生

道尔顿主张不是深思熟虑的东西决不草率发表。1804年夏，当汤姆生到他寓所来访时，道尔顿乘此将他的原子学说对汤姆生做了说明，英雄所见略同，对此汤姆生对道尔顿的工作大为敬佩。汤姆生在化学界热心宣传道尔顿的原子论，并在1807年出版的著作《化学体系》中介绍了道尔顿的观点。学术界从此热闹起来了。许多人赞扬道尔顿的理论，也有人误解了道尔顿的理论。1808年，道尔顿发表了《化学哲学新体系》一书的第一卷。该书是科学史上的一部经典著作，详细阐明了原子理论，论述了原子理论的许多具体应用。道尔顿使用了独特的象形原子符号，简明形象，一目了然，很多人由此踏入了原子世界的大门。

道尔顿的原子论由于得到定比定律和倍比定律的强有力支持，很快像春风一样吹遍了科学界，在化学家中引起了强烈轰动。贝托雷与普鲁斯特的争论，在原子论的观点上看，一切迎刃而解。道尔顿原子论不同于古希腊的原子论，它是建立在实证科学及实验基础上的正确理论，而古希腊原子论则是天才的猜测和主观的臆想。原子论的确立奠定了道尔顿在科学史上的不朽地位。

当时，在科学界反对道尔顿原子论的也大有人在，其中包括大名鼎鼎的戴维、贝托雷，他们主要在原子量还不能精确测量上做文章，进而反对使用原子论。道尔顿与他们进行了针锋相对的论战。虽然道尔顿总是占上风，但很多地方却说服不了反对者。道尔顿所处的时代还不可能精确地测量原子量，这要等到20世纪30年代才彻底解决了这一问题。后来精确测量原子量的任务由一代化学大师贝采里乌斯完成。

当道尔顿作为近代原子学说的创始人，早已闻名天下之时，英国皇家学会却未选他为会员。无疑是作为皇家学会台柱子的戴维从中作梗。常言道，墙里开花墙外香。道尔顿在英国之外已经赫赫有名之后很久，其中法国科学院等国际学术机构给予他极高荣誉之后，皇家学会才批准道尔顿成为该学会的会员。

贝采里乌斯

道尔顿原子论的建立给科学发展指明了方向。在此之前，化学研究者像一个游荡的牧羊人，漫无目的地前进。现在一切都有组织、有计划地进行，像一个勇敢的团队集中力量攻破敌人堡垒。道尔顿及其原子论就是战略总指挥。

道尔顿原子论正式发表的第三年，意大利科学家阿伏伽德罗提出了分子论，补充和完善了道尔顿原子论的科学体系，最终人们统称为原子—分子论。它成为整个19世纪科学发展的核心，也是19世纪科学家奉献给科学大厦精美的构件。

另外，道尔顿还是色盲症的发现者。

一天，道尔顿正在“曼彻斯特文学科学协会”实验室里做实验。一个同伴说：“道尔顿先生，请帮我拿一个红色的标签来。”道尔顿从标签箱里拿出一个顺手递给了同伴。“开什么玩笑，我要一个红色标签。行了，你忙吧。我自己来拿。”

同伴把道尔顿拿出来的标签放回箱里，又重新拿了一个标签，走了。道尔顿惶然地凝望着同伴离去的背影，发起呆来。这样类似的事发生已经不是第一次。晚上，他又失眠了。他耐着性翻身看起书来。看着看着，他回想起一个月以前发生那件令人难堪的事件。

有一次，道尔顿按照教学要求用红、蓝、黄三种颜色，绘制一幅曼彻斯特地区气象图，花费了整整两个晚上才画好。第二天上课时，他指着红色区域告诉学生这些地方雨量充沛，所以用红色标识，十分醒目。不一会儿，他发现学生们窃窃私语、交头接耳……道尔顿以为自己说错了什么，大声强调了一遍。结果，全班同学哄然大笑起来。在道尔顿允许下，一个学生站起来说：“教授，你一定太累了。你把绿色说成红色了，所以大家笑了”。道尔顿说，本来就是红色的，怎么成了绿色的。结果，师生争论起来，引起了很大的不愉快。“难道我的眼睛看花了。”道尔顿为此做了一些实验，结果果真发现自己是红绿色不分。从此他对这种症状进行了多方面的调查研究，他的研究结果发表后，引起社会上对色盲问题的重视。直到今天，英国人仍然把色盲称为“道尔顿症”，以示纪念道尔顿发现色盲症。

曼彻斯特建筑

曼彻斯特大学

作为曼彻斯特的普通市民，道尔顿为该市带来了巨大的荣誉。在国际科学领域特别是化学界，曼彻斯特的道尔顿成了智慧的象征。各国留学生和游览者像潮水一样慕名而来，向这位伟大的科学家、学者求知和致意，形成了广泛的学科学、爱科学的社会风气。曼彻斯特市民也以继承前人的传统，钻研科学以及各种学问而自豪。曼彻斯特大学现在仍是世界一流的名牌大学。

查德威克

汤川秀树

道尔顿原子论的确立使人类科学，特别是在微观领域中的变化规律，能够得到精确地概括。古希腊哲人曾经把原子称为“宇宙之砖”，认为不可再分割的原子是构成万物的基本要素。然而，宇宙之砖是如何构成精美的世界，他们不知道。道尔顿原子论确立以后，科学进军日益深入微观原子世界。卢瑟福通过实验发现了原子核和电子；查德威克发现了中子；汤川秀树又发现介子……沿着道尔顿指引的方向，人们开发出化学能、原子能和核聚变能，变革着现代社会，进入了名副其实的“原子时代”。

道尔顿终身未娶，把一生奉献给科学事业。最后一篇气象日志是他临终前几小时记下来的。道尔顿的原子学说像磁石一样吸引了一大批优秀化学家。除了上面介绍的贝采利乌斯外，还有法国化学家盖·吕萨克、意大利化学家阿佛伽德罗、康尼查罗等人，他们都是通过研究原子问题，登上科学高峰的。

盖·吕萨克

道尔顿一生不知疲倦地跋山涉水，进行气象观测，不辞辛苦地忙碌操作，从事科学实验，探索自然界的奥妙，乐此不疲。77岁时他像婴儿入睡一样静静地长眠了。

如今100多年已经过去了。曼彻斯特市民仍然崇敬道尔顿。在曼彻斯特市市政厅主楼大厅左侧，放着90多年前竖立起来的道尔顿等身大小的白色大理石雕像。连接市政厅前面阿尔巴特广场的商业街，至今还叫做约翰·道尔顿大街。1962年曼彻斯特市教育委员会通过决议，将市立大学工学院命名为道尔顿工学院。并将原来在市中心矗立有100多年历史的道尔顿铜像，迁至道尔顿工学院新建现代化教学楼主楼前。绿草如茵，鲜花盛开，环绕着道尔顿铜像的一泓清澈透明的池水，辉映着天空中的白云。道尔顿的双眼平静地凝视着前方，像是展望着科学发展的未来，也像是欣慰地看着科学后来人的茁壮成长。

过去属于死神，未来属于你自己。

——雪莱