1.原子赞美曲

    在辽阔无际的宇宙中，我们生活的地球就像大海中的一颗砂粒。我们站在这颗“砂粒”上瞭望这宇宙大厦的苍穹，不禁为它的宏伟和深邃而感慨万分！

    那么，宇宙大厦是怎样构成的？有没有构成宇宙大厦的最小“砖块”？

    2000多年来，人们一直在寻求这个问题的答案。

    公元前6世纪，这个具有深奥哲学意义的问题最早由古希腊思想家留基波提了出来，随后，留基波的学生、唯物主义哲学家德谟克利特（公元前460-前370年）继承和发展了他老师的思想，提出了原子论。他们认为原子是最微小的、既不可入又不可分的物质微粒，世界上一切东西都是由原子构成的。由于原子的数目、形状和排列方式的不同，就构成了宇宙间千变万化的形形色色的事物。

    古罗马诗人和唯物主义哲学家卢克莱修在《物性论》中曾用诗赞美了原子论。其中有一段是这样写的：

    许多事物的原子各式各样

    自无限的远古以来

    就被撞击所骚扰

    并且由于自己的重量而运动着

    经常不断地被带动飘荡

    以一切的方式互相遇合在一起

    并且尝试过由于它们的互相结合

    而能够创造出来每一样东西

    后来，由于亚里士多德元素观的流行，古希腊罗马的原子论沉寂下来。直到文艺复兴时期，在许多哲学家的倡导下，古代的原子论又开始复活。试图从哲学观点研究化学的玻意耳在否定了亚里士多德的“四元素说”的同时，从大量的自然现象出发，提出了物质的微粒学说。他认为物质是由无数细小致密的不能用物理方法分割的微粒构成的。其实，这正是古代原子论的翻版。后来，大科学家牛顿（1642-1727）继承了玻意耳的学说，发展了“原子是物质最小单位”的思想。

    自古希腊以来的原子论基本上是一种哲学性的推测，而没有确凿的实验根据。19世纪初期，英国科学家道耳顿（1766-1844）在大量实验的基础上，通过严格的逻辑推导，终于建立了科学的原子论。从此，化学进入了一个崭新的时代。

    2.原子

    王国的狩猎人一年一度的圣诞节到了，道耳顿买了一双长袜作为礼物送给了母亲。不料，母亲看到这双红色的长袜有点不高兴。原来，道耳顿的母亲是一个贵格教徒，禁忌红色。道耳顿见状，赶忙解释说：“妈妈，难道这深蓝色的长袜不正适合穿去做礼拜吗？”

    “什么？”母亲听了，大吃一惊，说：“它是和樱桃一样红呀，你怎么说成是深蓝色的！”

    道耳顿迷惑不解了。后来，他发现自己是个色盲患者，并且首先研究了这一生理缺陷。道耳顿终生所看到的绝非是一个五彩缤纷的世界，而是仅有几种颜色构成的一个单调的世界。常人所看见的世界到底是什么样子呢？道耳顿踏上了寻找真实世界的征途。

    道耳顿从少年时代起，就养成了逐日记录天气情况的习惯，这个习惯一直持续到他科学生涯的终点。他一生竟做了近2万次的气象观测，并且发表了一系列气象学方面的调查研究文章。气象观测又引起了他对气体成分的研究，导致了著名的气体分压定律的发现。

    道耳顿在青年时代就熟读了牛顿和拉瓦锡的著作，受到了原子论和新的元素观的熏陶，逐渐将他广泛的科学兴趣集中到化学方面来，并企图将牛顿的原子论移植到这门还不成熟的学科中。

    道耳顿通过认真细致的化学分析，研究了许多地区的空气组成，得出这样的结论：各地的空气主要是由氧气、氮氮、二氧化碳和水蒸气等气体的无数个微小颗粒混合起来的，各种成分的气体粒子大小各异，他把这些小颗粒称为“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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