Сегодня отмечаем 249 лет со дня рождения Джона Дальтона

aEKJ20ckiaQ1

6 сентября 1766 года появился на свет будущий химик и метеоролог, основоположник современного атомизма и первооткрыватель цветовой слепоты.

Дальтон родился в небольшом английском городке Иглсфилд. Его родители были квакерами — приверженцами религиозного течения, одной из характерных черт которого был аскетизм. Отец Джона был небогатым портным, поэтому денег в семье было мало, сыновьям не хватало средств на хорошее образование, о котором они так мечтали. Единственным выходом было самообучение, которое в итоге окупилось с лихвой: в возрасте 12 лет юный Джон начал преподавать в школе города Кендал.

В 15 лет братья Дальтоны уже начали совместно руководить школой. Родители не позволяли Джону обучаться в английских университетах по религиозным соображениям, поэтому ему приходилось искать источники информации в других местах. В 1793 году Дальтон познакомился с философом и эрудитом Джоном Гоухом, который охотно поделился с молодым человеком своими знаниями. Таким образом уже неплохо образованный Дальтон, имевший большой опыт преподавания, сумел получить место учителя математики и натурфилософии в «Новом колледже» — неангликанском учебном заведении, расположенном в Манчестере.

Только на третьем десятилетии жизни Дальтон, работая в научной среде, впервые догадался, что с его зрением что-то не так: он плохо различал цвета. Это не мешало ему ранее ставить эксперименты по физике и химии, но, занимаясь ботаникой, он понял, что цветовые феномены, которые он наблюдает, никто, кроме его родного брата, больше не видит. Из этого он сделал вывод, что во-первых, он страдает некоторым дефектом зрения, а во-вторых, этот дефект как-то связан с родством (о генетике тогда еще даже не догадывались, первые работы Грегора Менделя были опубликованы лишь в 1865 году).

В 1794 году Дальтон был принят в Манчестерское литературно-философское общество, где первый его доклад как раз был посвящен необычному зрительному явлению. Его наблюдение широко распространилось в научной среде и с тех пор за цветовой слепотой прочно закрепилось название «дальтонизм». В 1995 году на сохранившемся препарате глаза Дальтона было проведено исследование, показавшее, что ученый страдал дейтеранопией — формой цветовой слепоты, при которой человек не видит зеленый цвет, а в основном все предметы видит в сине-голубых и желтых оттенках.

qIFqVtiXGgg1

Моделирование восприятия красного и зеленого яблок человеком, страдающим дейтеранопией. Изображение: wikipedia.org

От цветовой слепоты Дальтон перешел к научной области, которой так горел заняться уже долгое время — метеорологии. Имея доступ к большому числу научных приборов, Дальтон начал подробно исследовать закономерности изменения погоды: давления, температуры воздуха, скорости и направления ветра, — характеристик, которые он ежедневно измерял и записывал еще с 1787 года.

В 1793 году он опубликовал «Метеорологические наблюдения и опыты». В этой и последующих публикациях Дальтон независимо постулировал законы Шарля и Гей-Люссака, а также сформулировал ныне знаменитый закон парциальных давлений газов, согласно которому газы в смеси (теперь известно, что правильнее говорить «идеальные или разбавленные газы в смеси») обладают суммарным давлением, равным сумме парциальных давлений каждого индивидуального газа, если бы тот находился один в таком же объеме и при той же температуре.

Изучая атмосферу и движение воздуха, Дальтон пришел к выводу, противоречащему убеждениям ведущих химиков того времени, включая Лавуазье. Он обнаружил, что воздух является не неким проводящим растворителем, как принято было считать, а на самом деле представляет собой механическую систему из смеси крошечных частиц. С этого и началась атомистическая теория Дальтона. Полностью его идеи о строении вещества были сформулированы в «Новой системе философии химии», выпущенные в трех томах (1808, 1810, 1827 года).

l-Hu-Y98Wng1

Схема атомных весов и образования молекул в представлении Джона Дальтона

Свое предположение об атомарном строении вещества Дальтон подтвердил значениями измеренных атомных весов. Опираясь на собственный постулат о том, что сложные вещества состоят из молекул, в свою очередь состоящих из атомов, Дальтон провел измерения молекулярных весов и показал, что они кратны определенным комбинациями атомарных весов.

Также в его предположения входили еще несколько принципов, в частности — закон о простоте, гласящий, что для образования молекулы используется минимальная, а лучше всего — бинарная — комбинация атомов. Не все выводы из его постулатов оказались верными (например, формула воды по Дальтону была HO, а у газа водорода атомный вес был равен одному), однако его теория послужила отправной точкой в развитии современного атомизма. Дальтон также был первым за долгое время ученым, «вспомнившем» о слове «атом» (от греческого «неделимый»), которое придумал еще древнегреческий философ Демокрит для описания собственной философии природы.

Дальтон был чрезвычайно эрудированным и плодотворным ученым. В сферу его интересов в разное время входили химия, физика, метеорология, медицина, даже лингвистика. Он еще при жизни завоевал уважение и призвание как коллег, так и простых жителей Манчестера, став своего рода народным героем этого города. Возможно, он является единственным ученым, которому еще при жизни поставили памятник. При этом, однако, Дальтон до последних дней оставался квакером, поэтому вел очень скромный образ жизни, даже иногда отказывался от предлагаемых ему почестей. Так, в 1822 году он отклонил приглашение вступить в Королевское Общество.

В настоящее время Дальтон известен как автор атомистической теории и первооткрыватель заболевания, носящего теперь его имя. Хорошо известен его закон о парциальном давлении газов. Также в химии, особенно в области биологических соединений, широко распространена единица измерения «Дальтон», соответствующая 1/12 атомного веса углерода.