Enrique Alvarez - Масса атомов. Дальтон. Атомная теория

После того как Дальтон нашел способ измерить атомную массу, его часто называли "тем, кто взвесил атомы". Эти исследования не только изменили мышление его современников и новых поколений ученых, но и произвели революцию в химии того времени. Сначала труды француза Лавуазье, а позднее — англичанина Дальтона разделили химическую науку на до и после. Специалисты называют это время началом современной химии. Мы лишь кратко упомянем блестящих ученых, таких как Лавуазье, Лаплас, Джоуль, Дэви, Авогадро, Фарадей, Больцман, Максвелл, Перрен, а также атомных физиков XX века Томсона, Кюри, Резерфорда, Чедвика, Эйнштейна, Планка, Бора, а позднее — Шрёдингера, Гейзенберга, Ферми и Паули, и это лишь самые знаменитые. Все они обязаны своими открытиями необыкновенным исследованиям и самоотверженности Джона Дальтона, который первым предположил, что все в природе начинается с основной неделимой частицы — атома.

Атомная масса измеряется сегодня в атомных единицах массы (а.е.м.), которые мало чем отличаются оттого, что предлагал Джон Дальтон, — разве лишь тем, что в качестве единицы измерения атомной массы сегодня принята 1/12 часть массы атома нейтрального углерода-12 (то есть атома, ядро которого содержит 6 протонов и 6 нейтронов), а не атом водорода. Эта единица равна 1,66х10 -27. Самым легким является атом водорода, а самым тяжелым среди стабильных атомов — свинец-208, атомная масса которого равна 207, 98 а.е.м. Если мы примем моль за единицу массы (что часто происходит в химии), то установим общее правило, согласно которому масса одного моля какого-либо элемента примерно равна атомной массе этого элемента.

Ученые, как и другие люди, принадлежат времени и месту, в котором живут, а также событиям, которые происходят в годы их жизни. Биография Джона Дальтона, почти такая же строгая, как и он сам, таит много неожиданностей. Но особенно ярко она раскрывает упрямый, решительный характер и безграничную склонность к науке, а также свидетельствует об упорстве, интуиции и уме Дальтона.

Джон Дальтон родился в маленьком городе Иглсфилде в графстве Камберленд, на северо-западе Англии. Камберленд (или Камбрия) славится живописными местами — здесь находится знаменитый национальный парк Лейк-Дискрит, один из красивейших британских островов. Дальтон родился 5 или 6 сентября 1766 года: точная дата неизвестна, поскольку квакеры не ведут таких записей. У родителей Джона — Джозефа и Деборы Дальтон — уже было два ребенка: Джонатан и Мэри.

Дальтоны жили в Камберленде по крайней мере с конца XVI века. На момент рождения Джона семья владела небольшой фермой (вероятно, полученной в качестве приданого Деборы Дальтон-Гринап), Джозеф работал ткачом. Жили они довольно скромно. Джозеф, как младший в семье, не имел никаких прав на наследство и получил совсем немного денег лишь после смерти старшего брата в 1786 году. Предположительно глава семейства, Джозеф Дальтон, обратил семью в доктрину Джорджа Фокса, основателя квакерской общины. Позже Джон разделил участь своего отца: он также не мог претендовать на наследство, и то немногое, чем владела семья, перешло к его старшему брату Джонатану. Только после смерти в 1834 году Джонатана, оставшегося неженатым, значительно возросшее семейное состояние перешло к Джону Дальтону, финансовые дела которого к тому времени и так были неплохи. Ученый мог жить, не думая о деньгах, поскольку был неженат и воздержан на грани скупости в том, что касалось личных расходов.

Основателем Религиозного общества Друзей является английский религиозный отступник Джордж Фокс (1624-1691). С тех пор квакеры, как их называли, и существуют в качестве отдельной общины. Ее название происходит от английского слова quake ("трепетать"), поскольку во время процесса Фокс призвал суд "трепетать перед Словом Господним". Набожный с детства Фокс и сам хотел стать пастором, но он часто критиковал своих учителей, которые были не прочь приложиться к бутылке. Он много путешествовал по Англии в поисках собственного пути, выстраивая свои идеи, навеянные чтением Библии. В 1648 году Фокс начал проповедовать, призывая следовать Писанию, общественной справедливости, нравственности и благовоспитанности. В 1650 году он был заключен в тюрьму по обвинению в богохульстве. Позже ему вменяли также отказ взяться за оружие. Пока Фокс был в тюрьме, число его последователей росло. После освобождения его речи приняли более острый характер, Фокс выступал не только против англиканской церкви, но и против католической, преобладающей в Ирландии. В 1671 году он уехал в Америку, где уже появились общины квакеров, а после возвращения путешествовал с проповедями по Северной Европе.

Джордж Фокс.

У квакеров вместо официального символа веры — множество разных доктрин. Но все они — "люди мира". У них нет священников, пасторов, таинств, они исповедуют простую, честную и мирную жизнь. Их богослужением являются молчаливые собрания, прерываемые комментариями Библии. Сегодня по всему миру рассеяно 300 тысяч квакеров. Религиозное общество Друзей в 1947 году получило Нобелевскую премию мира.

Сведения о финансовом состоянии семьи Джона Дальтона могут показаться читателю излишними, как и информация о его религиозных взглядах, но мы все же упомянем об этом, потому что трудно понять работы и открытия ученого, не зная ничего о его детстве, которое определило образование и характер Джона. Единственной его целью было усвоение и распространение знаний — именно этим было обусловлено добровольное заточение ученого в Манчестере. Его редко можно было встретить на улицах этого города, за исключением посещений общества Lit & Phil, центральной библиотеки или непременной игры в кегли по четвергам в закусочной The Dog and the Partridge Inn ("Собака и куропатка"). Камберленд был в те времена процветающим промышленным центром с несколькими крупными торговыми портами, через которые шла торговля с Америкой, провозгласившей независимость в 1776 году (в 1783-м эта независимость была признана Великобританией). Религиозные взгляды и строгость Джорджа Фокса были встречены здесь с энтузиазмом. Более того, ученый обратил в свою веру многие семьи и даже целые деревни. Кстати, торговые интересы вполне соответствовали его модели общества и этике — до такой степени, что через общины Религиозного общества Друзей устанавливались прочные связи с квакерами из процветающего промышленного Мидленда, успешными торговцами из Лондона, состоятельными жителями Филадельфии. Кроме того, многих членов общины объединял живой интерес к образованию и натурфилософии. Эти связи играют важную роль для понимания образовательной среды, в которой вырос и сформировался Джон Дальтон.