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道尔顿的意外收获(第1页)

道尔顿的“意外收获”

英国大科学家道尔顿的一生科研成果卓著,其中最大的功绩是创立了科学的原子论。这一学说是他在对气体混合物的研究基础上得出的,与他的气象学研究有着千丝万缕的联系,所以说原子论实际上是道尔顿的一个“意外收获”。

1766年9月6日,道尔顿出生在英国西北部一个贫穷、落后的农村。他的父亲是一个手工业者,养活着6个子女,生活十分拮据。道尔顿只读了几年私塾,从12岁起就接替老师,一边教私塾,一边种地。在私塾里,坐在下面的学生大都同道尔顿的年龄差不多,有的甚至还比他大些。大概是年龄相仿的缘故,学生们没怎么把他放在眼里,道尔顿讲课时,随时会有人打断他的话,并提出各种问题,而且许多问题明摆着是想难住他的。对此,道尔顿倒是一点儿也不生气,他认真耐心地解答学生的提问,遇到不会的便说:“我回去查查书,过几天再告诉你。”时间长了,道尔顿与学生的关系变得越来越亲密友好,刁难他的人也少了。同时,为了解答学生的各种问题,道尔顿看了大量的书,查阅了许多资料,久而久之,道尔顿对自然科学产生了浓厚的兴趣。

15岁那年,他应表兄之邀,到一个城市的寄宿制初中担任助理教员。在这里,道尔顿努力自学拉丁语、希腊语、法语、数学和“自然哲学”。从偏远的农村来到这虽不算大的城市,道尔顿感到天地开阔。他十分希望得到博学的老师的指点。当他听说学校附近住着一位双目失明的学者时,马上赶去拜访。这位学者名叫豪夫,道尔顿在他的辅导和鼓励下,学到了很多外语和科学知识,并开始对自然界进行观察,搜集动植物标本。

道尔顿非常喜欢观察气象,经常到山区、林区和湖沼地带去旅行。他用他自制的温度计、气压计观测气象。当时气象学还是一门很薄弱的学科,很少有人进行这方面的研究。1793年道尔顿出版了他的第一部科学著作——《气象观测论文集》,初步总结了他的观测结果,对气象学的发展起了一定的启蒙作用,这年道尔顿27岁。从此这位初中助理教员引起了科学界的注意和重视。这一年,由于这部论文集的出版,加上那位盲学者豪夫的推荐,道尔顿被曼彻斯特城一所专科学校聘去担任讲师。

曼彻斯特是当时英国蓬勃发展的纺织业的中心,交通便利,文化发达。道尔顿在这里很容易接触到新的知识,加速了他在科学上的成长。他经常到那里的公共图书馆借出各种书籍,阅读到深夜。后来尽管道尔顿的兴趣转向了化学,但他始终没有放弃气象学的研究,而且正是这一爱好,使道尔顿思路更为开阔,能用与其他化学家不同的方式去研究物质的结构,并最终创立了原子学说。

道尔顿是怎样把气象学与原子学说联系在一起的呢?当时,为了研究气象学,必须了解空气的组成和性质。道尔顿像前辈科学家玻意耳、牛顿一样,假定气体都是由微小的颗粒所组成,在这个假定的基础上,他发现了空气在压缩时温度会升高;还证明空气中水蒸汽的含量随温度升高而增大。这一连串的成功给道尔顿带来了喜悦,也促使他更深入地思考,他想:“空气由微小颗粒组成”虽然只是一个假设,但由它所推演出的许多理论都被实验证明是对的,那么这不是正好说明了假设本身是正确的吗?

道尔顿进一步想:“如果假设是正确的,它能适用于气体,是否也适用于其他的物质呢?”恰好在不久前的1799年,法国化学家普鲁斯特宣布了物质组成的定比定律:由多种元素组成的化合物,各元素间的重量比是一定的,而且永远是整数。这个定律给了道尔顿很大启发,他认为物质中各元素间的整数比,正说明元素是由一个个独立的微粒———原子组成。道尔顿又花费了两年的时间进行实验,并取得大量的第一手数据。

1803年,道尔顿提出了原子学说,其主要内容是:化学元素均由极微小的、不可再分的原子组成;所有的物质都是由这些原子以不同的方式相化合而成的;化学反应是原子重新结合的过程。

原子学说问世以后,很快被一个又一个的事实所证明,并成功地解释了许多现象,被公认为是化学的最基本理论,是科学史上一项划时代的成就。对于原子学说的创立,道尔顿曾不止一次地说过:“它得益于我所熟悉的气象学。”

道尔顿的座右铭是“午夜方眠,黎明即起”。他对气象的观测和记录,整整57年没有间断,全部观测记录达20多万条。正因为他一生勤奋,最终赢得了“科学原子论之父”和“近代化学之父”两项桂冠。道尔顿的故事告诉我们:天才始于毅力!

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