三、宇宙大厦的“砖块”
称为“原子”。
当时,化学家已经从大量的实验中总结出了酸碱当量表和定比定律。在道耳顿研究化学变化和物质组成时,他也用实验确定了倍比定律。但是,为什么组成化合物的元素的量有定比和倍比的关系呢?物质到底有没有结构呢?道耳顿于1803年10月在曼彻斯特的文哲学会上提出的原子学说,对这些问题都先后做出了合理的回答。
道耳顿认为:自然界存在着不可分割的原子,不同元素的原子不同,同一元素的原子相同;原子之间以简单的整数比结合成化合物,每种化合物因此都有完全确定的组成;化学的分解和化合所能做到的,充其量只是使原子彼此分离和再结合起来,在化学变化中原子的性质保持不变;原子既不能创生也不能消灭,正如我们不可能在太阳系中放进一颗新的行星或消灭一颗现存的行星那样,或者说,不可能把一种元素的原子变为另一种元素的原子,这对自称能点石成金、起死回生的炼金术,给予了致命的一击。
原子论还指出:物质的结构是由原子的数目、种类及相互排列方式决定的;各种元素的原子有规律的互相结合,构成了宇宙万物。原子成了构造宇宙大厦的最小“砖块”。
道耳顿为了客观地比较原子的大小,他研究了原子重量的相对数值,并把它命名为原子量,以作为识别各种原子的标志。他进行了大量的实验,分析了许多化合物的组成。他选择氢的原子量为1,测出了20种不同元素的原子量,制造了第一张原子量表。他终于把一个混乱的化学王国变成了一个秩序井然的乐园。
生活在单调世界中的道耳顿到达了他青年时代向往的理想世界的彼岸,他不仅发现了一个真实的世界——原子王国,而且还成为这个王国的立法人。
道耳顿成名了。他被当选为曼彻斯特文哲会会长。戴维爵士也邀请他到皇家学会作学术报告。在巴黎,著名的科学家拉普拉斯、居维叶、洪保德等与他一起讨论各种科学问题。当他进入学院区时,院长和院士们全体起立向他鞠躬,这是连拿破仑也没有享受过的殊荣。甚至曼彻斯特以外的每一个人,都想多看这位著名的原子学者一眼。
然而,当一位拜访者来到曼彻斯特时,却找不到道耳顿的影子,全城的人好像都没听见过道耳顿这个名字似的。最后,他总算找到了。这位先生被领到一个巷子里的一所破旧房屋的后房里,他看见一位老人正站在一个小孩的肩头后面,俯视小孩在石板上所做的计算。
道耳顿的生活和研究条件是很艰苦的。为了维持生计,他不得不日夜不停地从事私人教书工作。在科学研究中,他除了要克服自己的先天缺陷外,还必须自己动手制作实验用的大部分仪器。从曼彻斯特大学辞职以后的30年中,他几乎都借住在一位牧师家里,并在一间破房子里从事实验工作。为了科学研究他竟在这里孤孤独独地生活了大半生。
道耳顿老了。人们请求国王给他颁发一笔补助金,人们还募捐了一笔钱为他塑造了一尊大理石像。就在他的立像完工以后的一天晚上,道耳顿踉踉跄跄地走进实验室,摸索着找出记录天气的簿子。等到9点差一刻,他用颤抖的手记下了当夜的气象数据。他点点头,放下笔。随后道耳顿便安静地睡下了,从此,他再也没有醒来。
人们发现道耳顿的气象日记里,留下了点点墨汁,这说明他已握不牢笔了。难道这些墨汁不正是道耳顿探索真实世界的脚印和手迹吗!
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