智慧之窗: 發現原子重量

2018年11月
◇石溪

有人稱約翰‧道爾頓(John Dalton)為物理學大師,因他發表了附有原子重量相對表的「原子論」;有人稱他為化學家,因他的主要著作《化學原理新體系》,清楚地分析了原子、分子化合物的元素(雖然當時他只列出20多種);有人稱他為氣象學家,他是第一位證實下雨並非因大氣層的壓力,而是因氣溫下降,讓雲的水氣密度增加。當然,道爾頓也可稱為視覺色彩專家,他和弟弟一生受色盲困擾,從研究中發表了《與視覺色彩有關的特別因素》。
除此之外,他還有很多發明,據《大英百科全書》所說,他具有研究大自然的天賦,可精闢地解答當時的科學難題。道爾頓是位傑出的科學家,也是位敬虔的基督徒,雖然只有中學程度,但因立志追尋上帝創造萬物的奧秘,終於成為承前啟後的原子學家。

12歲孩子 擔任校長
道爾頓於1766年9月6日,出生於英國的鷹埠(Eagle Field),父母均為基督教貴格會的會友,殷勤地以紡織為業,單純地帶領一家人過敬虔的生活,在平凡的日子裏,培育了一位不平凡的人。道爾頓童年時,就讀位於金巴崙的貴格會小學,12歲小學畢業,因小鎮學校師資短缺,他便開始挑起大樑,承擔學校管理、教學的責任。兩年之後,父親為了兒子的教育,集資把他和弟弟送到康達爾(Kendal)中學。
這是一所師資優良的基督教中學,除了優質的學術教育、藏書豐富的圖書館,還很看重學生的屬靈長進。道爾頓的科學啟蒙者,是約翰‧果夫(John Gough)老師,他是位富有的貴格會會員,喜歡戶外實物教學,讓學生在大自然裏,領悟上帝創造的奇妙。據道爾頓所述,果夫老師常說:「科學家是大自然的詩人」;「科學研究的動力,來自相信大自然是上帝創造的,愛好科學的人,是在大自然裏與神同行。」果夫老師的言行,影響了他的一生。

大學閉門 科學開路
高中畢業後,道爾頓曾申請進入愛丁堡大學,盼望修讀醫學和法律,但因他出身寒微而遭受拒絕,只好回到康達爾中學,成為果夫老師的助教。這時他對氣象發生興趣,習慣每天寫日記,把氣候記錄下來,並自製氣壓計、濕度計、雨量計、風速計等來測量氣候,為人類留下了20萬個完整的氣象資料。
約在1792年,道爾頓遷到曼徹斯特(Manchester),受聘於基督教長老會新創辦的大學,專門教授數學與物理學。1800年他辭去了教職,成為曼徹斯特文學和哲學會秘書,同時擔任公共學校和私人的老師,教授數學與化學。這樣,他有更大的空間和更多的時間,去研究他所喜愛的科學。1801年,道爾頓通過實驗證明,找出兩條支配氣體的定律:
(一)氣體所佔的體積,與它的溫度成比例。
(二)一個氣體混合物的全部壓力,與形成氣體的混合物的壓力總和相等,這就是「道爾頓分壓定律」。

成就驕人 生活簡樸
1808及1810年,道爾頓分別發表了他的偉大著作:《化學原理新體系》第一部和第二部,令他聲名雀起,得到了很多科學獎項,包括英國皇家科學會的金牌、法國科學會的榮譽獎等。1817年,他成為英國物理學會主席,直至1844年離世。道爾頓獻身於科學研究,終生未婚;他一生秉持基督徒的美好風範,過著簡樸無求的生活,誠為後世人的好榜樣!