美國著名科學家、1965年諾貝爾物理學獎獲得者費曼曾經說過,如果用一句話來概括自然的科學規律,那就是:物質是由原子構成的。可見,原子論的思想對現代科學而言是非常重要的。盡管早在古希臘時期,留基伯、德謨克里特、伊壁鳩魯已經提出了古代的原子論思想,但那時的原子論還處在哲學思辨和猜想階段,遠未上升為科學理論。只有到了英國的道爾頓手上,科學的原子論才得以創立。而這,“標志著化學新時代的到來”(恩格斯語)。
道爾頓1766年生于英格蘭北部一個偏僻的小鎮。他的父母親都是處于下層的紡織工人,辛苦勞作以供有六個孩子的家庭勉強生活。道爾頓小學畢業那年,由于當地生活條件很差,學校的老師全部離開了學校到其他地方謀生去了,12歲的他毅然留下來兼任教師和校工。他在這個職位上做了三年,直到他的弟弟接任他為止。
15歲的時候他到了遠離家鄉的肯達爾鎮讀中學。這所學校不但有藏書豐富的圖書館。而且有優秀的自然科學老師,其中對他影響最大的是一位盲人教師約翰,高夫。高夫兩歲的時候因病致瞎,但是憑著頑強的毅力,自學掌握了拉丁文、希臘文和法文,特別是他對自然科學知識有強烈的興趣,在數學、植物學、天文學等學科均有廣博的知識。據說,憑借他的觸覺和嗅覺,他可以辨識肯達爾鎮周圍二十英里的每一種植物。
約翰·高夫對道爾頓產生了深遠影響。在這里,道爾頓以高夫為榜樣,在科學知識的海洋里汲取營養。正是在高夫身邊,他學會了自己設計實驗儀器,比如風向儀、濕度計、氣壓計等。從21歲開始,一直到他78歲去世,他不間斷地記下了超過20萬條的氣象資料。
道爾頓最主要的科學貢獻還是在化學領域,尤其是他的原子學說。從1801年起,他陸續發表了有關降雨、混合氣體、氣壓計、蒸發、氣體受熱膨脹等方面的論文。逐漸形成了他的原子理論。作為階段性成果,他發現了著名的氣體熱膨脹定律:一定壓強下,一定質量的理想氣體的體積與溫度成正比(這個規律幾乎同時也由法國的蓋·呂薩克發現);還有氣體的分壓定律:混合氣體的總壓等于每種氣體的分壓之和。
1803年他提出了近代原子論的要點:化學元素的基本組成是原子。它既不能創造,也不能被毀滅和分割,并且在化學過程中保持其本性不變:同一種元素的所有原子的質量以及其他性質完全相同;不同元素的原子具有不同的質量和性質;原子的質量是每一種元素原子的基本特征:有簡單數值比的不同元素的原子結合時,原子之間就發生化學反應而生成化合物。化合物的原子稱為復雜原子。復雜原子的質量為各種所含元素原子質量的總和。
1808年道爾頓完成了他的《化學哲學新體系》。在這部著作里,他詳細闡述了原子論及其支持實驗。由于這一成就,1816年道爾頓被選為法國科學院院士,1828年當選英國皇家學會會員。各種榮譽紛至沓來。盡管現在我們知道,道爾頓當時還沒能區分原子和分子,但正是在其基礎上意大利科學家阿伏加德羅之后才形成了分子概念。近代原子論的建立,是自拉瓦錫化學革命之后化學史上里程碑式的事件。
關于道爾頓,我們還必須知道,他是一位色盲患者,而且還是人類歷史上第一位色盲發現者。現在,英國為了紀念他,還把色盲癥稱為“道爾頓癥”。那是他年輕的時候,一次給母親買圣誕節禮物,他原本以為買的是一雙適合母親穿的藍色襪子,結果母親說是紅色的,其他人也說是紅色的,因此他才發現了自己看到的藍色其實是紅色。后來,他就色盲進行了研究并寫了一篇論文,盡管他的結論并不正確。現在我們知道。色盲是一種遺傳癥狀,與體內的x染色體有關,而且總的來看。男性患色盲癥的幾率要高于女性。
道爾頓終身未娶,有傳聞說他曾經遇到一位心儀的女孩,結果那位女孩只是夸夸其談,這讓道爾頓很失望,后來他便一心一意鉆研科學了。他晚年對科學興趣不減,去世前一天還完成了他最后一頁的氣象筆記。1844年7月27日長眠在曼徹斯特,有四萬多市民前去致哀,一百多輛馬車為他送葬,這是人們對這位杰出科學家的深切懷