揭开点石成金的奥秘

古时候，西方有许多炼金术士从事炼金术的研究，希望能“点石成金”，企图通过化学的方法，将随处可见的廉价金属变成珍贵的黄金，但无一例外地都失败了。随着高科技的发展，古代梦寐以求却又无法实现的“点石成金”梦，在今天已经成为可能。

众所周知，各种物质的性质之所以不同，完全是由于物质原子不同的缘故。如果用人工的方法，便可以使一种物质的原子转变成为另一种物质的原子。这就是说，可以“点石成金”，昂贵的金原子可由其他廉价物质的原子经人工改造而获得。

可见，世间万物都是由原子组成的，它们的差别仅仅在于组成物质时原子的种类、数目和结合方式的不同。那么，原子理论又是如何创立的呢？

在历史上率先明确提出原子概念的，是古希腊的哲学家德谟克里特。他是一个善于观察自然现象而又爱动脑筋的人。当他看到，植物在粪土上长得特别旺盛的时候，他就在想，是不是粪土中的什么小微粒进入到植物中去了？当他发现，盐溶解在水里以后，盐不见了，水却有了咸味，他就想到，是不是盐的小微粒分散在水里了？当他看到，鱼在水里游动的时候，他就断定，水这种物质，绝不是结构紧密的整体，就像沙堆是由沙粒构成的那样，水也是由水的微粒构成的。只有这样，当鱼游过来后，水微粒向两边散开，鱼才会自由地游来游去。德谟克里特对大量的自然现象加以分析和推测之后，便得出了这样的结论：物质都是由一些坚硬的、不可再分的微粒构成的。他给这种小微粒起名叫做原子（按照希腊文的原意，就是不可再分的意思）。这就是原子概念的由来。

但是，德谟克里特的原子概念提出后，并未得到重视和发展。因为，这种朴素的古代原子论，是靠观察、推测而得出的结论，并没有被科学实验所证实，未能得到公认。

最先在科学的原子论方面做出了卓越贡献的，是著名的英国化学家道尔顿（图1-1）。这位乡村教师出身的化学家，是以研究气体为终生爱好的。他通过对气体的研究，不仅发现了有关气体的一些重要定律，而且从密度不同的气体可以均匀扩散的现象中得到启发，提出了著名的道尔顿原子论。

（图1-1）道尔顿

他认为，一切物质都是由极小的微粒——原子组成的，但原子并不都是一模一样的小球；不同的物质含有不同的原子；不同的原子具有不同的性质、大小和不同的原子量。在这里，他首先创立了原子量的概念。道尔顿原子论的重大意义，不在于他重申了两千多年前就提过的原子概念，而在于他提出了不同原子具有不同原子量的观点。正因为如此，当年道尔顿在一次学术会上宣读论文之后，便立刻引起了科学界的震动。人们听了他的论述，思想豁然开朗，因为有了原子量的概念，使化学上一些定量的实验现象和基本定律都得到了合理的解释。这是化学发展史上的一个重要里程碑。恩格斯曾高度评价这一成就，他说，化学的新时代开始于道尔顿的原子论。

科学小链接

中国古代的原子概念

在我国，战国时代（公元前四世纪），人们对于物质结构的探讨，就十分活跃。不同学派持有不同见解。庄子的《天下篇》中写道：“一尺之棰，日取其半，万世不竭。 ”意思就是，一尺长的短棍，若每天截取一半的话，是永远也截取不完的，这就是说，物质是无限可分的。以墨子为代表的另一派则提出了相反的主张，认为物质不是无限可分的，分到最后总会有个“端”，到了“端”也就不能继续分割了。这种物质有“端”的说法，就接近于原子的概念。