約翰·道爾頓（化學(xué)家）

人物生平

約翰·道爾頓生于坎伯蘭郡伊格斯非爾德一個(gè)貧困的貴格會(huì)織工家庭。1776年曾接受數(shù)學(xué)的啟蒙。幼年家貧，只能參加貴格會(huì)的學(xué)校，富裕的教師魯賓孫很喜歡道爾頓，允許他閱讀自己的書和期刊。1778年魯賓孫退休，12歲的道爾頓接替他在學(xué)校里任教，工資微薄，后來他重新務(wù)農(nóng)。1781年在肯德爾一所學(xué)校中任教時(shí)，結(jié)識(shí)了盲人哲學(xué)家J.高夫，并在他的幫助下自學(xué)了拉丁文、希臘文、法文、數(shù)學(xué)和自然哲學(xué)。1785年遠(yuǎn)親退休，道爾頓和他哥哥成為學(xué)校負(fù)責(zé)人之一。1787年3月24日道爾頓記下了第一篇?dú)庀笥^測(cè)記錄，這成為他以后科學(xué)發(fā)現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)（道爾頓幾十年如一日地測(cè)量溫度，而且保持在每天早上六點(diǎn)準(zhǔn)時(shí)打開窗戶，使對(duì)面的一個(gè)家庭主婦依賴道爾頓每天開窗來起床為家人做早飯）。道爾頓不滿足于如此的境遇，他希望前往愛丁堡大學(xué)學(xué)習(xí)醫(yī)學(xué)，以便成為醫(yī)生。盡管他的朋友反對(duì)，他開始進(jìn)行公開授課以改善經(jīng)濟(jì)情況和提高學(xué)術(shù)聲望。詹姆斯·焦耳就在學(xué)生當(dāng)中。1793～1799年在曼徹斯特新學(xué)院任數(shù)學(xué)和自然哲學(xué)教授。1794年任曼徹斯特文學(xué)和哲學(xué)學(xué)會(huì)會(huì)員，1800年任學(xué)會(huì)秘書，1816年當(dāng)選為法國科學(xué)院通訊院士。1817～1818年任會(huì)長，同時(shí)繼續(xù)進(jìn)行科學(xué)研究，他使用原子理論解釋無水鹽溶解時(shí)體積不發(fā)生變化的現(xiàn)象，率先給出了容量分析法原理的描述。但是，晚年的道爾頓思想趨于僵化，他拒絕接受蓋·呂薩克的氣體分體積定律，堅(jiān)持采用自己的原子量數(shù)值而不接受已經(jīng)被精確測(cè)量的數(shù)據(jù)，反對(duì)永斯·雅各布·貝采利烏斯提出的簡單的化學(xué)符號(hào)系統(tǒng)。1822年當(dāng)選為英國皇家學(xué)會(huì)會(huì)員。1835～1836年任英國學(xué)術(shù)協(xié)會(huì)化學(xué)分會(huì)副會(huì)長。1844年7月26日他使用顫抖的手寫下了他最后一篇?dú)庀笥^測(cè)記錄。1844年7月27日他從床上掉下，服務(wù)員發(fā)現(xiàn)他已然去世。道爾頓希望在他死后對(duì)他的眼睛進(jìn)行檢驗(yàn)，以找出他色盲的原因。他認(rèn)為可能是因?yàn)樗乃畼右菏撬{(lán)色的。去世后的尸檢發(fā)現(xiàn)眼睛正常，但是1990年對(duì)其保存在皇家學(xué)會(huì)的一只眼睛進(jìn)行DNA檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)他缺少對(duì)綠色敏感的色素。為紀(jì)念道爾頓，他的肖像被安放于曼徹斯特市政廳的入口處。很多化學(xué)家使用道爾頓作為原子量的單位。

主要成就

氣體分壓定律

此外，道爾頓在氣象學(xué)、物理學(xué)上的貢獻(xiàn)也十分突出。他是一個(gè)氣象迷，自1787年開始連續(xù)觀測(cè)氣象，從不間斷，一直到臨終前幾小時(shí)為止，記下約20萬字的氣象日記。1801年還提出氣體分壓定律，即混合氣體的總壓力等于各組分氣體的分壓之和。他還測(cè)定水的密度和溫度變化關(guān)系和氣體熱膨脹系數(shù)相等等。遺憾的是道爾頓曾固執(zhí)地反對(duì)為他解圍的阿伏加德羅分子學(xué)說而傳為“笑話”。

為了把自己畢生精力獻(xiàn)給科學(xué)事業(yè)，道爾頓終生未婚，而且在生活窮困條件下，從事科學(xué)研究，英國政府只是在歐洲著名科學(xué)家的呼吁下，才給予養(yǎng)老金，但是道爾頓仍把它積蓄起來，奉獻(xiàn)給曼徹斯特大學(xué)用作學(xué)生的獎(jiǎng)學(xué)金。

1793年道爾頓依靠從盲人哲學(xué)家高夫那里接受的自然科學(xué)知識(shí)，成為曼徹斯特新學(xué)院的數(shù)學(xué)和自然哲學(xué)教師。來到學(xué)院不久，他發(fā)表了《氣象觀察與隨筆》，在其中描述了氣溫計(jì)氣壓計(jì)和測(cè)定露點(diǎn)的裝置，在附錄中提出原子論的模型。但是這本書售量很少。1794年道爾頓被選為曼徹斯特文學(xué)和哲學(xué)學(xué)會(huì)會(huì)員，這個(gè)學(xué)會(huì)由普利斯特里的學(xué)生創(chuàng)建，討論神學(xué)和英國政治之外的各種問題。

色盲癥

1794年10月31日，他在學(xué)會(huì)宣讀了《關(guān)于顏色視覺的特殊例子》。在這篇文章中，他給出了對(duì)色盲這一視覺缺陷的最早描述，總結(jié)了從他自身和很多人身上觀察到的色盲癥的特癥，如他自己除了藍(lán)綠方面的顏色，只能再看到黃色。所以色盲又被很多人稱為道爾頓癥。1799年新學(xué)院遷移到約克，道爾頓仍然留在曼徹斯特，此時(shí)他已經(jīng)很有名氣，可以靠作家庭教師為生。

1800年道爾頓開始擔(dān)任學(xué)會(huì)秘書，隨后進(jìn)行氣體的壓強(qiáng)研究。他加熱相同體積的不同氣體，發(fā)現(xiàn)溫度升高所引起的氣體壓強(qiáng)變化值與氣體種類無關(guān)。并且當(dāng)溫度變化相同時(shí)，氣體壓強(qiáng)變化也是相同的。他實(shí)際上得到了和后來查理和蓋·呂薩克同樣的結(jié)論，但是他沒有繼續(xù)深究這個(gè)問題。1801年道爾頓將水蒸汽加入干燥空氣中，發(fā)現(xiàn)混合氣體中某組分的壓強(qiáng)與其他組分壓強(qiáng)無關(guān)，且總壓強(qiáng)等于兩者壓強(qiáng)和，即道爾頓分壓定律。同年道爾頓最親密的朋友威廉·亨利發(fā)現(xiàn)了難溶于水的氣體在水中的溶解數(shù)量與壓強(qiáng)成正比，即亨利定律。隨后亨利也觀察到對(duì)于混合氣體也存在同樣關(guān)系，只不過壓強(qiáng)換成了氣體的分壓值。道爾頓從這一研究成果得出溶解是純物理過程的結(jié)論。

道爾頓提出了較系統(tǒng)的化學(xué)原子學(xué)說，引入了原子和原子量，并在容積分析方法上做出了開拓性的貢獻(xiàn)。

道爾頓建議用簡單的符號(hào)來代表元素和化合物的組成。

道爾頓是首位發(fā)現(xiàn)色盲現(xiàn)象的科學(xué)家。

人物評(píng)價(jià)

原子論建立以后，道爾頓名震英國乃至整個(gè)歐洲，各種榮譽(yù)紛至沓來，1816年，道爾頓被選為法國科學(xué)院院士；1817年，道爾頓被選為曼徹斯特文學(xué)哲學(xué)會(huì)會(huì)長；1826年，英國政府授予他金質(zhì)科學(xué)勛章；1828年，道爾頓被選為英國皇家學(xué)會(huì)會(huì)員；此后，他又相繼被選為柏林科學(xué)院名譽(yù)院士、慕尼黑科學(xué)院名譽(yù)院士、莫斯科科學(xué)協(xié)會(huì)名譽(yù)會(huì)員，還得到了當(dāng)時(shí)牛津大學(xué)授予科學(xué)家的最高榮譽(yù)——法學(xué)博士稱號(hào)。在榮譽(yù)面前，道爾頓開始時(shí)是冷靜的、謙虛的，但是后來榮譽(yù)越來越高，他逐漸變得有些驕傲和保守，并走向了思想僵化、固步自封。不過還好，他對(duì)科學(xué)的熱愛始終如一。道爾頓一生正如恩格斯所指出的：化學(xué)新時(shí)代是從原子論開始的，所以道爾頓應(yīng)是近代化學(xué)之父。在科學(xué)理論上，道爾頓的原子論是繼拉瓦錫的氧化學(xué)說之后理論化學(xué)的又一次重大進(jìn)步，他揭示出了一切化學(xué)現(xiàn)象的本質(zhì)都是原子運(yùn)動(dòng)，明確了化學(xué)的研究對(duì)象，對(duì)化學(xué)真正成為一門學(xué)科具有重要意義，此后，化學(xué)及其相關(guān)學(xué)科得到了蓬勃發(fā)展；在哲學(xué)思想上，原子論揭示了化學(xué)反應(yīng)現(xiàn)象與本質(zhì)的關(guān)系，繼天體演化學(xué)說誕生以后，又一次沖擊了當(dāng)時(shí)僵化的自然觀，為科學(xué)方法論的發(fā)展、辯證自然觀的形成及整個(gè)哲學(xué)認(rèn)識(shí)論的發(fā)展具重要意義。