在化學緒言課上，我們了解到「道爾頓和阿伏伽德羅提出的原子論和分子學說，奠定了近代化學的基礎。」
提出原子論的英國科學家道爾頓
提出分子學說的義大利科學家阿伏伽德羅
對於這個結論，有同學提出了自己的疑問和看法：「老師，我小時候看過一些科普書籍，裡面說原子論最早是由希臘哲學家德謨克利特提出來的。為什麼現在改成道爾頓了？」
古希臘哲學家德謨克裡特
這個問題其實挺有意思。
遠在公元前五世紀，希臘哲學家德謨克利特等人認為萬物是由大量的不可分割的微粒構成的，並把這些微粒叫做『原子』。
我們在學習哲學時講「樸素的唯物主義者」時，也確實提到過這位最早提出「原子」學說的希臘學者，原子的英文單詞「atom」也是由希臘文ατομ（原意「不可分割」）演變而來。那麼這是不是就意味著，最早提出原子論的德謨克利特才是原子論的最早提出者呢？
在恩格斯《自然辯證法》「札記和片段」部分，簡要地寫著「化學中的新時代是從原子論開始的（所以近代化學的始祖不是拉瓦錫，而是道爾頓）」。臆測性的哲學原子說雖然早在兩千多年前就產生了，可是原子學說成為顛撲不破的科學理論，卻是在十九世紀初由英國科學家道爾頓進行實驗，並通過嚴格的邏輯推導而建立起來的。科學的原子論指導著化學走出了雜亂的、看不出內在聯繫的、僅屬描述自然現象的階段，進入了現代化學的新時代。（以上文字摘自袁翰青 應禮文老師合編的《化學重要史實》人民教育出版社1989年出版，後面很多事實也來自於此）
那道爾頓又是通過什麼實驗和怎樣的邏輯推導，建立近代原子論的呢？
這首先要從很多中學生都有所了解的道爾頓分壓定律說起。「在任何容器內的氣體混合物中，如果各組分之間不發生化學反應，則每一種氣體都均勻地分布在整個容器內，它所產生的壓強和它單獨佔有整個容器時所產生的壓強相同。」簡單來說就是混合氣體的總壓力等於各組分氣體分壓力的和。
道爾頓不僅是一位化學家，也是一位氣象學（同時他還是色盲症患者和發現者）。他出版的第一本科學著作就是《氣象觀測論文集》。他一生中連續記錄氣象現象達五十六年，直到去世前一天。
在觀測氣象的過程中，他開始研究空氣的組成，並由此總結出氣體分壓定律，推論出空氣是由不同的顆粒混合組成的。
道爾頓由此出發，通過研究分析沼氣（主要成分為甲烷CH4）和成油氣（主要成分為乙烯C2H4）的組成。他發現他們均含碳氫兩種元素。如果這兩種元素氣體中的碳素含量都定為一份的話，沼氣（甲烷CH4）的氫元素含量恰好為成油氣（乙烯C2H4）氫元素含量的兩倍。類似的情況也出現於其它有關的化合物中（比如我們熟悉的一氧化碳和二氧化碳），這時，道爾頓發現了倍比定律。
「如果甲乙兩種元素能互相化和而生成幾種不同的化合物，則在這些化合物中，與一定質量的甲元素相化合的乙元素的質量，互成簡單的整數比。這就是倍比定律。唯有原子學說才能解釋倍比定律，否則為什麼不同的化合物中，元素含量之比都恰巧為正整數呢？因此，倍比定律的發現成為確立原子論的重要基石。」
道爾頓進一步的推論，不同元素的原子應當有不同的大小和質量。在當時還沒有實驗方法能測定原子的大小和質量的情況下，道爾頓根據德國化學家裡希特發現的當量定律，分析了大量化合物的組成，以氫的原子質量為1，測出了二十種不同元素的相對原子質量。在1803年在曼城學會的論文宣讀中，他公布了世界上第一張原子量表。
儘管道爾頓當時測得的原子量與現在通用的原子量相比，還有比較大的誤差，而且他還把一些現在認為的分子當做原子給出了原子量，但是他的研究，確定了原子量是原子的重要特徵這一重要的科學觀念，從此以後，化學科學真正走上了定量研究的階段。
隨著科學家們對化合物組成的更細緻深入的定量研究，道爾頓的原子學說不斷得到修正和發展。義大利科學家阿伏伽德羅（上過高中的同學一定對這個名字超有印象哈哈哈）以法國科學家蓋呂薩克的氣體化合體積定律為基礎，引入了「分子」的概念，對道爾頓的原子論進行了補充，進一步完善了關於物質組成性質和化學反應的理論基礎。
這就是我們化學裡最重要的基本觀念：「分子是保持物質化學性質的最小粒子，原子是化學反應中最小的粒子，在化學反應的過程中，原子的種類和數目都不發生改變，化學反應的本質就是構成分子的原子之間的重新組合」。
縱觀道爾頓原子論的提出，我們就會發現這離不開象道爾頓這樣的科學家對現象、實驗事實的認真觀察與數據測定以及在此之上的分析與思考。
追溯在道爾頓之前的化學家，懷疑派化學家波義爾以實驗和事實為依據，用嚴謹的邏輯推理為方法和手段，使得化學脫離了醫生、冶金家和煉丹術士的經驗之說，真正成為一門獨立的科學。
波義耳著作《懷疑派化學家》
拉瓦錫對空氣成分分析的精巧實驗，也為道爾頓提出原子學說奠定了一定的基礎。
拉瓦錫測定空氣成分裝置復原圖
在道爾頓提出原子學說之後，貝採裡烏斯等科學家通過大量的實驗，發現了許多新元素，準確測定了許多元素的相對原子質量，這又為門捷列夫發現元素周期律打下了堅實的基礎。自此化學學科的發展就像一棵大樹，蓬勃生長起來。
門捷列夫以及他發表的第一張元素周期表
隨著現代物理學的不斷發展，人們利用放射性射線轟開了原子的大門以後，科學家又陸續發現了電子、原子核、質子、中子等更小的微粒，並在此之上通過各種實驗研究提出了經典量子力學與現代量子力學，嘗試解釋一個又一個的問題：原子內部是怎樣的？原子之間是通過怎樣的方式形成分子的？他們有些什麼樣的規律？
而這一切，都是建立在對實驗現象和數據的觀察分析之上的。有些理論被提出來，有的又被推翻或者修正了，因為有新的實驗事實被發現和觀測到了。
這就是近現代科學發展的歷程。
所以，現在你能理解為什麼我們說德謨克利特還有中國古代的墨子以及印度的呔陀都只是提出了「樸素的原子論思想」的哲學家，只有道爾頓才是真正的提出了近代原子論，奠定了近代化學的學科基礎的科學家了吧？
科學，不僅僅是一個個觀念和說法，更是一種我們認識和了解世界的方式。
記得有一次在知乎上看到有人問一個問題：
「什麼是科學？」
其中有一條高贊的答，看著有點知乎式的抖小聰明，但深入想想，還真是那麼回事。
那個答案是：「我錯了。」
其實詮釋這個答案的最佳故事，就是原子結構發現的系列故事，下次有機會再寫寫。（上面有一幅插圖已經劇透了故事梗概）