第二章｜原子

谈到科学史，流行的说法是原子的观点可以追溯到古希腊那个创生科学的年代，接下来又会赞扬古代那么早就认识到物质的本质。但是这种说法有些夸大其词。确实，死于公元前370年的德谟克利特(Democritus)曾提出过如果这个世界是由不同种类的不可分割的原子组成，而每个种类具有各自的形状和大小在不断的运动，这样解释这个复杂的世界就容易多了。他写道：“世界上除原子和真空外就是思想。”后来萨摩斯的伊壁鸠鲁(Epicurius)和罗马的鲁克里提亚斯·卡拉斯(Lucretius Carus)引用了这个观点。但不是从那个时代理论家中的先驱者才开始解释世界的本质的，亚里士多德提出宇宙中的任何东西是由四种元素——火、土、空气和水组成的，这种观点更普及和持久。自公元年代起，原子论基本上被人们遗忘，而2000年来，人们所接受的是亚里士多德的四元素论。

虽然英国人罗伯特·玻意耳在17世纪将原子观点用在其化学的研究中，而且牛顿在其物理和光学研究中一直不忘原子观点，但是，只在18世纪的后半叶，法国化学家安东尼·拉瓦锡在研究物质何以能够燃烧时，原子概念才算真正地成为科学的一部分。拉瓦锡判断出许多真元素，它们不能分解为其他的化学物质。他意识到燃烧过程不过是空气中的氧与其他元素的简单的化合过程。在19世纪初，约翰·道尔顿小心地将原子规则引入化学。他宣称物质是由原子组成的，原子本身是不可分的；同一种元素的所有原子是相同的，但不同元素由不同的原子(不同的大小和形状)组成；原子不能产生也不能消失，只会在化学反应中重新组合；化学合成物是由分子构成的，其中含有两种或两种以上的元素，每一种化合物其构成元素的原子数是固定的。这样原子的概念才真正产生，200年后成为写在我们的教科书中的那种形式。