从气象学起步的理论

从气象学起步的理论——原子学说之谜

在英国的坎伯兰郡，有一所教会学校。在其中的一间教室里，讲课的竟是一位刚刚12岁的小老师。而坐在下面的学生大都同小老师的年龄差不多，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，小老师讲课时，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，小老师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，小老师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，小老师看了大量的书，查阅了许多资料，久而久之，小老师对自然科学产生了浓厚的兴趣。

这位小老师叫道耳顿，后来成为著名的化学家、物理学家，创立了伟大的原子学说。

年轻时，道耳顿喜欢气象学，他自制了许多仪器进行气象观测，并坚持每天做气象记录，整整57年没有间断。后来尽管兴趣转向了化学，但他始终没有放弃气象学的研究，而且正是这一爱好，使道耳顿思路更为开阔，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。

道耳顿是怎样把气象学与原子学说联系在一起的呢？是这样的，当时为了研究气象学的需要，必须了解空气的组成和性质。道耳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，他总结出“气体分压定律”；发现了空气在压缩时温度会升高；还证明空气中水蒸气的含量随温度升高而增大。这一连串的成功给道耳顿带来了喜悦，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？

道耳顿进一步想：“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，定律说：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。这个定律给了道耳顿很大启发，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。道耳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，道耳顿提出了原子学说，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，道耳顿曾不止一次地说过：“它得益于我所熟悉的气象学。”