原子論是指關於原子概念的學說。德謨克利特探討了物質結構的問題，提出了原子論的思想。他認為萬物的本原是原子和虛空。原子是一種最後的不可分割的物質微粒，它的基本屬性是"充實性"，每個原子都是毫無空隙的。虛空的性質是空曠，原子得以在其間活動，它給原子提供了運動的條件。道爾頓使物質由原子組成這一概念成為現實的、有用假說的，他給元素指定符號並將符號結合起來成為化合物，並且製作了14種元素的原子量表。詞條詳細介紹了德謨克利特的原子論與道爾頓的近代原子論。
基本介紹
- 中文名：原子論
- 外文名：atomism
- 提出：德謨克利特
- 認為：萬物的本原是原子和虛空
- 原子：是一種最後的不可分割的物質微粒
- 學科：原子物理學
古希臘原子論,近代原子論,德謨克利特,道爾頓,
古希臘原子論
原子的數目是無窮的，它們之間沒有性質的區別，只有形狀、體積和序列的不同。運動是原子固有的屬性。原子永遠運動於無限的虛空之中，它們互相結合起來，就產生了各種不同的複合物。原子分離，物體便歸於消滅。他甚至認為人的靈魂也是由原子構成的，但那是最精細的原子；當構成靈魂的原子分散時，生命滅亡了，靈魂也就消失了。將他的認識論建立在這樣一個假定之上，即構成事物的原子群不斷地流射出事物的影像，這些影像作用於人的感官和心靈，便產生了人的感覺和思想。
近代原子論
西方文藝復興後，自然科學的研究日益受到人們的廣泛重視，以牛頓力學體系的建立為標誌，自然科學進入了一個輝煌的發展時期。由於法國學者伽森第等人的努力，德謨克利特等人的原子論在17世紀得以復活。然而，此時原子論者感興趣的問題已經不是構想如何組成世界，而是如何在原子論的基礎上建立起物理學和化學的基本理論。受到當時力學思維盛行的影響，笛卡爾否認原子的不可分割性，他認為最初的宇宙由大小相同的粒子組成，這些粒子沿封閉曲線形成旋渦，結果造成今天的宇宙基本上由三種不同的粒子組成，這些粒子的性質可由質量、速度和運動的量等進行定量的描述。博斯科維奇則試圖以沒有大小、只有力學作用的原子模型來說明所有已知的物理現象，這為後來的氣體分子運動論打下了基礎。
道爾頓
波義耳
道爾頓波義耳然而大多數科學家對原子論的主要興趣是在化學方面，他們認為原子本身不可發生改變，原子在被納入更大的單元時，只是採取簡單的並列方式。塞諾特已經清楚地區分了基本原子和經過組合而成的原子。玻意耳遵循同樣的思路，認識到組合而成的原子是以化學意義上的基本粒子的方式起作用。他在1661年出版了化學史上非常著名的《懷疑派的化學家》一書，用氣體是像小彈簧似的粒子的聚集體的概念來解釋氣體的各種物理現象。
德謨克利特
德謨克利特
約公元前460～公元前370年），古希臘的屬地阿布德拉人，古希臘偉大的唯物主義哲學家，原子唯物論學說的創始人之一（率先提出原子論（萬物由原子構成））古希臘偉大哲學家留基伯約公元前500 - 約公元前440年）是他的導師。
德謨克利特
德謨克利特德謨克立特的原子論
他認為，萬物的本原是原子和虛空。原子是不可再分的物質微粒，虛空是原子運動的場所。人們的認識是從事物中流射出來的原子形成的“影像”作用於人們的感官與心靈而產生的。在倫理觀上，他強調幸福論，主張道德的標準就是快樂和幸福。著有《小宇宙秩序》、《論自然》、《論人生》等，但僅有殘篇傳世。
萬物的本原是原子與虛空。原子是一種最後的不可分的物質微粒。宇宙的一切事務都是由在虛空中運動著的原子構成。所為事物的產生就是原子的結合。原子處在永恆的運動之中，即運動為原子本身所固有。虛空是絕對的空無，是源於運動的場所。原子叫做存在，虛空叫做非存在，但非存在不等於不存在，只是相對於由充實的原子而言，虛空是沒有充實性的。世界是由原子在虛空的漩渦運動中產生的。宇宙中有無數個世界在不斷的生成與滅亡。人所存在的世界，無非是其中正在變化的一個。所以他聲稱：人是一個小宇宙。
德謨克利特在自然科學上最重要的貢獻，是他繼承和發展了留基伯的原子論，為現代原子科學的發展奠定了基石。原子是非常小的，不但肉眼看不出來，就是用顯微鏡也看不出來。那么在兩千年前，原子論是怎么提出來的呢？其實上古時代的原子論不是科學理論，它只是一種哲學的推測。
留基伯是古希臘愛奧尼亞學派中的著名學者，他首先提出物質構成的原子學說，認為原子是最小的、不可分割的物質粒子。原子之間存在著虛空，無數原子從古以來就存在於虛空之中，既不能創生，也不能毀滅，它們在無限的虛空中運動著構成萬物。
德謨克利特是留基伯的學生，他繼承並發展了留基伯的原子學說，指出宇宙空間中除了原子和虛空之外，什麼都沒有。原子一直存在於宇宙之中，它們不能被從無中創生，也不能被消滅，任何變化都是它們引起的結合和分離。
原子在數量上是無限的，在形式上是多樣的。在原子的下落運動中，較快和較大的撞擊著較小的，產生側向運動和旋轉運動，從而形成萬物並發生著變化。一切物體的不同，都是由於構成它們的原子在數量、形狀和排列上的不同造成的。原子在本質上是相同的，它們沒有“內部形態”，它們之間的作用通過碰撞擠壓而傳遞。
德謨克利特的原子論里沒有神存在的空間，他認為原始人在殘酷而奇妙的自然現象面前感到恐懼，再加上知識的匱乏，只有臆造出神來解釋一切的未知。其實，除了永恆的原子和虛空外，從來就沒有不死的神靈。他甚至認為，人的靈魂也是由最活躍、最精微的原子構成的，因此它也是一種物體。原子分離，物體消滅，靈魂當然也隨之消滅。
影響
德謨克利特他肯定了人們的感覺和思想是客觀世界的反映，這是唯物論的反映論。但是，他把感性認識和理性認識看成是兩種不同的影像作用於不同的認識器官的結果，因此認識似乎是一次完成的；這就把感性認識與理性認識割裂開來，否定了前者到後者的飛躍。
評論
在德謨克立特之前，哲學和美學大都建立在研究大自然上（前蘇格拉底時代)。而他，卻轉向社會、轉向人。跨出了一大步。他的原子理論雖然存在著錯誤和不完善，但對後世物質理論的形成仍具有先導作用。即使在今天德謨克利特的學說仍在起作用，可以說沒有他就沒有現代自然科學。他被後人譽為第一位“百科全書式的人物”
道爾頓
道爾頓（1766-1844）
道爾頓生於坎伯蘭郡伊格斯非爾德一個貧困的貴格會織工家庭。1776年曾接受數學的啟蒙。幼年家貧，只能參加貴格會的學校，富裕的教師魯賓孫很喜歡道爾頓，允許他閱讀自己的書和期刊。1778年魯賓孫退休，12歲的道爾頓接替他在學校里任教，工資微薄，後來他重新務農。1781年在肯德爾一所學校中任教時，結識了盲人哲學家J.高夫，並在他的幫助下自學了拉丁文、希臘文、法文、數學和自然哲學。1785年遠親退休，道爾頓和他哥哥成為學校負責人之一。1787年3月24日道爾頓記下了第一篇氣象觀測記錄，這成為他以後科學發現的實驗基礎（道爾頓幾十年如一日地測量溫度，而且保持在每天早上六點準時打開窗戶，使對面的一個家庭主婦依賴道爾頓每天開窗來起床為家人做早飯）。道爾頓不滿足於如此的境遇，他希望前往愛丁堡大學學習醫學，以便成為醫生。儘管他的朋友反對，他開始進行公開授課以改善經濟情況和提高學術聲望。詹姆斯·焦耳就在學生當中。1793～1799年在曼徹斯特新學院任數學和自然哲學教授。1794年任曼徹斯特文學和哲學學會會員。
道爾頓
道爾頓道爾頓的原子論
由道爾頓引進的原子學說是科學發展上最重要的里程碑之一。道爾頓使物質由原子組成這一概念成為現實的、有用假說的。他給元素指定符號並將符號結合起來成為化合物。另外，他製作了14種元素的原子量表。雖然他指定的符號後來為貝采里烏斯所修正，但是卻比煉丹家的形象文字前進了一大步。
道爾頓在《化學哲學新體系》這一著作中發表了他的學說。他建立了一定元素的原子完全相同而且它們都具有相同質量的理論。他選定氫，最輕的元素，作為原子質量的標準。他指定氫原子的質量為單位質量並且以氫原子的質量作為其他原子質量的基準。
值得注意的是，道爾頓雖然遭受了紅綠色盲症折磨，但他仍然做出了這樣多的科學觀察和貢獻。
按照道爾頓的假說，元素是由原子組成的，同一種元素的所有原子都相同。並且說化合物是由一定數目的某一元素的原子與一定數目的另一元素的原子化合而成（或一般說來是由兩種或兩種以上元素的原子各按一定數目化合而成）。這樣就對物質不滅定律和定比定律作出了簡明解釋。
道爾頓還提出另一定律 倍比定律。該定律表明：當兩種元素化合物形成一種以上化合物時，則與同一重量甲元素化合的乙元素，在各種化合物中的重量比，形成簡單整數。這就清楚地表明了化合物中有分立的不連續的值。它是原子學說的有力證明。定比定律的發現，是道爾頓原子學說的第一個偉大勝利。這一定律不是由實驗結果得出而是由道爾頓先從理論導出，再經實驗證明的。在研究碳化氫（甲烷）和烯烴（乙烯）的粒子重量時，他觀察到與一定重量的碳相化合的氫在甲烷中的兩倍等於乙烯中的氫重。隨著時間的繼續，道爾頓在其他化合物中也發現了類似的關係。1808年湯姆遜對草酸鉀和草酸的觀察，武拉斯頓對硫酸鉀和硫酸的觀察，都注意到可得到兩種鹽，一種鹽中所含酸根的量是另一種鹽中的二倍。但是他們沒有能力用原子說清楚地表明這一種關係。
道爾頓曾設計一整套符號來表示他的理論。大概由於這套符號都有鮮明的圖像的緣故，令道爾頓原子學說得到推廣。道爾頓認為原子全是球狀，所以他設計的原子符號都是一些圓圈，圖上還有各種線、點和字母，用來表示不同的原子。這些符號滿意地起到了一個原子的模型作用，現在通常稱之為道爾頓檯球式原子模型。圖9—1出示了道爾頓為表示某些元素的原子和化合物的分子式所採用的一些符號。這些符號由於不便印刷和書寫被貝采里烏用字母所表示的符號所代替了。然而道爾頓的用一個符號表示一個原子的概念仍然被保存了下來。
道爾頓於1803年左右所用的原子符號和分子式
（其中有些化學式是錯誤的）
道爾頓的原子說，正如羅塔·邁爾（Lothor Meyer）所說，是那么簡單，以致“一眼看去，並不顯眼”。關於物質由原子組成的學說，道爾頓從來沒有認為是他的首創。然而如果把古代原子論和道爾頓的近代原子論加上比較，就會發現它們之間有很大的區別，古代的和過去的原子論都認為各種各樣的物質（例如水和鐵）的原子，本質都是相同的而形狀不同罷了。他們認為水的原子圓而光滑，相互之間可以滾來滾去，而鐵的原子都是粗糙不平，所以能牢固地一起成一種堅硬的固體。而道爾頓卻認為這些原子在本質上也是不同的。並且和元素的概念聯繫起來，說元素是由原子構成的。有多少種元素就有多少種原子，同種元素的原子大小重量都相同，特彆強調了重量，也就是每種元素的原子量都相同。道爾頓的原子論雖然也是一種假說，但是這樣一種定量的科學理論同古希臘的模糊的推測之間有根本的區別。
從道爾頓的時代來看，他顯然無法決定原子的絕對重量，然而利用了當時的分析實驗，他提出了測定原子的相對重量，也就是原子量的任務。道爾頓在1808年介紹原子理論的文章中寫道：“這項工作的一個偉大目標就是要表明確定終極粒子相對重量的重要性和好處”。但是道爾頓面臨著嚴重的困難。大家知道，在已知化合物的組成元素重量百分比的情況下，要想求得組成元素的原子量必須先知道化合物的分子式。亦即化合物的原子個數比。此外，還必須指定一種元素的原子量作為參考和比較的標準。道爾頓面臨著分子式和原子量都不知道的嚴重困難。因氫氣最輕，所以指定氫的原子量為1作為比較標準，這是可以理解的。
道爾頓為測定兩元素化合時的原子個數比作出一假設。假設原子總是以最簡單的形式化合，例如：當兩種元素只形成一種化合物時，他認為在大多數情況下，這種化合物是二元的，也就是說是由一個A原子和一個B原子組成的，如果兩種元素形成兩種化合物，他認為比較普遍的化合物是二元的，第二瘋PO三元的——由三個原子組成，為A2B或AB2；如果形成三種以上的化合物，如氮的氧化物，就需要考慮到四元，或更高元的化合。以上所說的便是所謂道爾頓的“最簡化原理”。
因為水是那時人們已經知道的唯一的氫和氧的化合物，道爾頓認為它是二元化合物（HO），從我們時代的優越地位看，道爾頓明顯是錯了。但這卻指出一個方向，明確一個開端。利用拉瓦錫的有關水中含85%的氧和15%的氫的分析結果，道爾頓計算了氧的原子量為5.66，當對水做了更準確的分析後，他指定氧的原子量為7。
在對氮的氧化物進行研究時，道爾頓推斷：“硝化空氣”最輕，是二元化合物（NO）；根據密度和分析資料，他把“氧化亞氮”或笑氣定為三元化合物，分子式為N2O；他也把稱為硝酸的棕色氧化物定為三元化合物，分子式為NO2。由於使用了分析資料和氧的原子量，使他在當時能夠確定氮的原子量。對於常見元素的氧化物和氫化物進行類似的推理，使他能夠確定其他元素原子量數值。
1808年道爾頓在《化學哲學新體系》第一卷中發表了他的新原子量表和元素符號，其中包括14種元素。
表9-1 道爾頓於1808年所發表的原子符號和原子量
影響
在近代原子論的建立中，英國偉大的科學家道爾頓做出了不可磨滅的貢獻，他通常被看成是科學原子論之父。他把波義耳、拉瓦錫的研究成果，即化學元素是那種用已知的化學方法不能進一步分析的物質，同原子論的觀點結合起來。他提出，有多少種不同的化學元素，就有多少種不同的原子；同一種元素的原子在質量、形態等方面完全相同。他還強調查清原子的相對重量以及組成一個化合物“原子”的基本原子的數目極為重要。關於原子組成化合物的方式，道爾頓認為這是每個原子在牛頓萬有引力作用下簡單地並列在一起形成的。在化學反應後，原子仍保持自身不變。儘管現代科學的發展在一定程度上修正了原子本身的物理不可分和萬有引力將原子連線在一起的觀點，但是道爾頓對原子的定義卻被廣泛地接受下來。
