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约翰·道尔顿

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约翰·道尔顿
John Dalton
Dalton John desk.jpg
出生 1766年9月6日
英国 英國坎伯兰郡鷹菲爾德英语Eaglesfield, Cumbria
逝世 1844年7月27日(1844-07-27)(77歲)
 英國曼彻斯特
国籍 大不列颠
著名學生 詹姆斯·焦耳
知名于 原子论道尔顿分压定律色盲
著名獎項 皇家奖章 (1826)
植物命名人缩写 Jn.Dalton
簽名

约翰·道尔顿英语:John Dalton/ˈdɔːltən/,1766年9月6日-1844年7月27日),英国皇家学会成员,化学家物理学家。近代原子理论的提出者,对色盲亦有研究。

求学[编辑]

道爾頓生于坎伯兰郡伊格斯非尔德(今属坎布里亚郡)一土个贫困的贵格会织工家庭。幼年家贫,只能参加贵格会的学校,富裕的教师鲁宾孙很喜欢道尔顿[1],允许他阅读自己的书和期刊。1778年鲁宾孙退休,12岁的道尔顿接替他在学校里任教,工资微薄,后来他重新务农。1781年道尔顿到肯德尔一所自己远亲开办的学校任教,离家约有45英里,后来远亲退休,道尔顿和他的哥哥成为该学校的负责人,他也在此结识了盲人天才科学家约翰·高夫。道尔顿在高夫的指导下,掌握了拉丁文和希腊文,增加了对数学和化学的了解。[2]

1787年3月24日道尔顿记下了第一篇气象观测记录,只包括当天的天气状况,后来逐渐增加温度,湿度和气压的记录。这一习惯一直持续到临终前一天,共记录五十七年之久。这成为他在气体性质研究方面的实验基础[3] 。(道尔顿几十年如一日地测量温度,而且保持在每天早上六点准时打开窗户,使对面的一个家庭主妇依赖道尔顿每天开窗来起床为家人做早饭。)23岁时,道尔顿不满足于如此的境遇,他希望学习法律或前往爱丁堡大学学习医学。这遭到亲友反对,因为他是非国教徒,不许就读。27岁时,他被任命为曼彻斯特一所非国教大学“新大学”的数学和自然哲学教师。道尔顿任教至34岁,由于学校财政恶化,他辞职成为家教。

科学研究[编辑]

外部视频链接
Dalton John profile.jpg
YouTube上的道尔顿的气象研究是如何导致原子被发现的,化学传统基金会

1793年道尔顿依靠从盲人哲学家高夫那里接受的自然科学知识,成为曼彻斯特新学院牛津大学哈里斯曼彻斯特学院的前身)的数学和自然哲学教师。来到学院不久,他发表了《气象观察与随笔》,在其中描述了气温计气压计和测定露点的装置,在附录中提出原子论的模型。但是这本书售量很少。

色盲症研究[编辑]

1794年道尔顿被选为曼彻斯特文学和哲学学会会员,这个学会主要讨论神学和英国政治之外的各种问题。10月31日他在学会宣读了《关于颜色视觉的特殊例子》。在这篇文章中,他给出了对色盲这一视觉缺陷的最早描述,总结了从他自身和很多人身上观察到的色盲症的特征,如他自己除了蓝绿方面的颜色,只能再看到黄色,所以色盲又被很多人称为道尔顿症。1799年新学院迁移到约克,道尔顿仍然留在曼彻斯特,此时他已经很有名气,可以靠作家庭教师为生。

气体定律研究[编辑]

道尔顿在《化学哲学的新体系》中描绘的气体原子

1800年道尔顿开始担任学会秘书,随后进行气体的压强研究。他加热相同体积的不同气体,发现温度升高所引起的气体压强变化值与气体种类无关。并且当温度变化相同时,气体压强变化也是相同的。他实际上得到了和后来查理盖-吕萨克同样的结论,但是他没有继续深究这个问题。

1801年道尔顿将水蒸汽加入干燥空气中,发现混合气体中某组分的压强与其他组分压强无关,且总压强等于两者压强和,即道尔顿分压定律。同年道尔顿最亲密的朋友威廉·亨利发现了难溶于水的气体在水中的溶解数量与压强成正比,即亨利定律。随后亨利也观察到对于混合气体也存在同样关系,只不过压强换成了气体的分压值。道尔顿从这一研究成果得出溶解是纯物理过程的结论。

原子理論[编辑]

1803年12月与1804年1月道尔顿在英国皇家学会作关于原子论的演讲,其中全面阐释了他的原子论思想。其要点为: ①化学元素均由不可再分的微粒组成。这种微粒称为原子。原子在一切化学变化中均保持其不可再分性。 ②同一元素的所有原子,在质量和性质上都相同;不同元素的原子,在质量和性质上都不相同。 ③不同的元素化合时,这些元素的原子按简单整数比结合成化合物。尽管从现在的观点来看,道尔顿的观点是非常简洁而有力的(当然存在着错误)但是由于实验证据的缺乏和道尔顿表述的不力,这一观点直到20世纪初才被广泛接受。

其它出版物[编辑]

道尔顿对《里斯百科全书》[4]的化学和气象学部分作出贡献,但具体章节不清楚。

从1817至1844年间,道尔顿当选曼彻斯特文学与哲学学会会长,贡献了117篇《道尔顿当选曼彻斯特文学与哲学学会回忆录》。其中早期文献最为重要。1814的一篇率先给出了滴定原理的描述。1840年他对磷酸盐砷酸盐进行了研究。由于皇家学会看不上,愤怒的道尔顿自费出版。类似地,他继续出版了四篇文献,其中两篇(《就各类的盐中盐基和盐的量》和《分析糖的新型简便方法》[5])包含了他的新发现,被他自己认为是在原子理论之后第二重要的研究。其中一些酸酐溶解时体积不会发生变化,道尔顿认为这是物质进入了水中存在的孔隙中的缘故。

公共生活[编辑]

在提出原子理论前,道尔顿已经名声在外。1803年,他在伦敦皇家学会就自然哲学讲学,并在1809至1810年间做其它演讲。不过,一些听众称他的言辞不佳、声调刺耳枯燥、说不清问题、在语言和描述上欠功夫。

1810年,汉弗里·戴维爵士[6]邀请他申请皇家学会成员,但道尔顿拒绝,这可能是因为他囊中羞涩缘故。不过,人们在1822年未经过问直接选举,并附上费用。6年后,他成为法国科学院成员,1830年,他取代戴维成为八大外籍会员之一。1833年,格雷伯爵政府给予67岁的道尔顿150英镑年金,在1836年提到300英镑。1834年,68岁的道尔顿被选为美国文理科学院海外荣誉成员。[7]

年轻的詹姆斯·焦耳是道尔顿晚年著名的学生,日后研究并出版了热原理和机械方面的贡献(1843年)。

私生活[编辑]

晚年道尔顿,托马斯·菲利普斯绘,国家肖像馆,1835年

道尔顿终生未婚,挚友不多。作为贵格教徒,他一生谦虚,不好张扬。[8]

W·约翰牧师是位植物学家,在道尔顿去世前26年中,他与牧师和师母同住在曼彻斯特乔治街的房子里。道尔顿和约翰于1844年一同去世。[9]

在曼彻斯特,道尔顿从事日常实验和教辅工作,每年去湖区远足,有时进伦敦城。1822年,他去巴黎短期旅行,见了许多著名的科学家。他在约克、牛津和布里斯托尔出席了英国科学协会的一些早期会议。

色盲[编辑]

道尔顿患有罕见的色盲症。他能看见蓝色,但“橘色、黄色和绿色看起来很像,从非常黄色到少见的黄色,我应该称为不同色调的黄色。”[10]

道尔顿是系统性研究色盲的先驱之一。他的兄弟也有色盲,道尔顿正确判断这是遗传所致。

晚年[编辑]

道尔顿胸像

但是,晚年的道尔顿思想趋于僵化,他拒绝接受盖·吕萨克气体分体积定律,坚持采用自己的原子量数值而不接受已经被精确测量的数据,反对永斯·贝采利乌斯提出的简单的化学符号系统。

1837-1838年他遭受了两次中风而失语,但仍坚持科学研究。1844年他再次中风,7月26日他使用颤抖的手写下了他最后一篇气象观测记录。7月27日他从床上掉下,服务员(道尔顿终生未婚)发现他已然去世。他的遗体在市政厅停放门口四天,超过4万人前来瞻仰悼念。葬礼盛大,道尔顿的遗体与城市要人一道下葬,[11][12]葬入阿德维克公墓[13]。如今,墓地已经成为游乐场,但老墓碑可在旧文档中查到。[14][15]

道尔顿希望在他死后对他的眼睛进行检验,以找出他色盲的原因。他认为可能是因为他的水样液是蓝色的。去世后的尸检发现眼睛正常,但是1990年对其保存在皇家学会的一只眼睛进行DNA检测,发现他缺少对绿色敏感的色素。

在公共捐助下,查恩特雷(Chantrey)为道尔顿塑了一座胸像,放在王家曼彻斯特研究所的门厅,查恩特雷还有一座大道尔顿塑像,被安放于曼彻斯特市政厅的入口处[16]

道爾頓的研究記錄在他死後被完整收藏在曼徹斯特,但卻毀於二次大戰時的曼徹斯特轟炸以撒·艾西莫夫為此事嘆道:不是只有活人才會在戰爭中被殺害。

很多化学家使用道尔顿作为原子量的单位。

注释[编辑]

  1. ^ Template:ODNBweb
  2. ^ Millington, John Price. John Dalton. London: J. M. Dent & Company. 1906: 201–208 [2007-12-24]. 
  3. ^ Smith, R. Angus. Memoir of John Dalton and History of the Atomic Theory. London: H. Bailliere. 1856: 279 [2007-12-24]. ISBN 1402164378. 
  4. ^ Rees's Cyclopædia
  5. ^ "On the quantity of acids, bases and salts in different varieties of salts" and "On a new and easy method of analysing sugar"
  6. ^ Sir Humphry Davy
  7. ^ Book of Members, 1780–2010: Chapter D (PDF). American Academy of Arts and Sciences. [2014-08-07]. 
  8. ^ John Dalton. Chemical Heritage. [2011-11-09]. 
  9. ^ Smith, Robert Angus. Memoir of John Dalton and History of the Atomic Theory up to his time.. Memoirs of the Literary and Philosophical Society of Manchester (hardcover). Second (London: H. Bailliere). 1856, 13: 298 (English). 
  10. ^ [1]
  11. ^ [2]
  12. ^ King, Kristine. Science celebrates 'father of nanotech'. BBC News. 10 October 2003 [2011-11-09]. 
  13. ^ Ardwick Cemetery
  14. ^ Patterson, Elizabeth C. John Dalton and the Atomic Theory. Garden City, New York: Doubleday. 1970. 
  15. ^ Elliott, T. Lenton. John Dalton's Grave. Journal of Chemical Education. 1953, 30 (11): 569 [24 December 2007]. Bibcode:1953JChEd..30..569E. doi:10.1021/ed030p569. (原始内容存档于8 December 2008). 
  16. ^ Millington, John Price. John Dalton. London: J. M. Dent & Company. 1906: 201–208 [2007-12-24]. 

参见[编辑]

来源[编辑]

外部链接[编辑]