Определить только одну научную специальность, к которой может быть отнесен Джон Дальтон, трудно. Один из самых уважаемых и заслуженных ученых своего времени был физиком, химиком, метеорологом.
Преподаватель-самоучка
Универсализм его научных устремлений и многообразие исследовательских интересов может быть частично объясним отсутствием у него систематического образования в конкретной области. Джон Дальтон родился 6 сентября 1766 года в городке Иглсфилде, в графстве Кимберленд на севере Англии, в бедной семье ткача. Его родители были квакерами-диссентерами, отрицавшими всё, что связано с официальной англиканской церковью, поэтому посещение образовательных учреждений для Джона было невозможно.
Необходимость с раннего возраста зарабатывать, высокие способности и стремление к получению знаний привели к неожиданному результату. Благодаря знакомству с Джоном Гоухом, слепым философом-эрудитом, передавшим ему часть своих знаний, и упорному самообразованию, Джон Дальтон с 12 лет стал работать учителем в сельской школе.
Дальтон-метеоролог
Первой публикацией Дальтона была работа, которая называлась «Метеорологические наблюдения и опыты» (1793). Благодаря ей он познакомился с учеными, которые помогли молодому учителю переехать в Манчестер и получить место преподавателя математики в Новом колледже. Интерес к метеорологии возник у него благодаря знакомству с Элихом Робинсоном, ученому и инженеру из его родного городка Иглсфилда. Джон Дальтон в своей работе, содержавшей многие идеи, приведшие его к будущему открытию газовых законов, развил теорию формирования атмосферных потоков, предложенную Джорджем Хедли.
В 1787 году ученый начал вести дневник метеорологических наблюдений. Джон Дальтон, биография которого весьма интересна и поучительна, последнюю запись в дневнике сделал уже слабеющей рукой спустя 57 лет. Эти записи являли собой результат изучения состава атмосферного воздуха – самых значительных достижений Дальтона в химии и физике. Одним из первых он стал измерять температуру воздуха на разных высотах, совершая регулярные походы в горы в Озерном краю на северо-западе страны.
Дальтонизм
Вторая крупная работа ученого была посвящена филологии – «Особенности английской грамматики» (опубликована в 1801 году), но затем его внимание привлекла собственная особенность зрения, связанная с цветовосприятием. Прожив около 35 лет, он обнаружил, что иначе воспринимает цвета, чем большинство людей, и что такой же особенностью обладает его родной брат. Быстро разобравшись, что дело не только в классификации оттенков (цвет, который он называл голубым, отличался от того, каким считали его остальные), Дальтон высказал свои мысли относительно причин этого явления.
Вывод о наследственной природе такого дефекта зрения оказался верным, но объяснение его обесцвечиванием глазной жидкости было впоследствии опровергнуто. Тщательность исследования и оригинальность подхода к проблеме, которые были проявлены ученым в статье «Необычные случаи цветовосприятия» (1794), послужили причиной появления термина дальтонизм, которым с тех пор пользуются офтальмологи.
Газовая теория
Умение делать выводы из наблюдений и экспериментов, уводящие в смежные области науки – основа творческого метода, которым в совершенстве владел Джон Дальтон. Открытия в химии и физике, сделанные им, часто основаны на одних и тех же экспериментах. От исследования состава атмосферы, потоков, формирующих погоду, он перешел к изучению взаимодействий газов в зависимости от их физических и химических свойств – плотности, давления и т. д. Результаты этих работ позволили ему совершить открытия в корпускулярной – атомной - природе вещества.
Опыты с газами привели Дальтона к открытию нескольких фундаментальных законов: о парциальных (присущих отдельным компонентам) давлениях газовой смеси (1801), закон теплового расширения газов (1802) и закономерности растворения газов в жидкостях (1803). Вывод о разности величины атомов, составляющих газы, о наличии околоатомной тепловой оболочки позволил Дальтону объяснить природу расширения газов при нагревании, их диффузии и зависимости давления от внешних условий.
Атомистика Дальтона
Идея о том, что всё в природе состоит из мельчайших неделимых элементов, была высказана еще античными авторами. Но именно Дальтон придал этим идеям материальность. Основными положениями его теории были несколько утверждений:
- Все материальные объекты состоят из мельчайших - неделимых, созданных только раз частиц - атомов.
- Атомы одного вещества одинаковы по массе и величине.
- Атомы разных элементов различаются размером и весом.
- Более сложные частицы вещества состоят из определенного числа атомов разного вида.
- Масса сложных частиц вещества равна сумме масс составляющих их атомов.
Бережно сохраняется модель молекулы, сделанная Дальтоном из деревянных шариков. Важнейшая заслуга ученого – ввод в научную практику понятия относительного атомного веса, определение атома водорода как единицы молекулярной массы. Атомная масса стала основной количественной характеристикой вещества в химии. Не все представления Дальтона об атомном строении вещества были верными вследствие неразвитости общей физики, но его теория послужила мощным толчком в познании атома.
Признание
Мало кто смог добиться в науке вершин, имея такое сложное начало, как Джон Дальтон. Краткая биография ученого – яркий пример того, как целеустремленность и жажда знаний меняют жизнь человека. Она позволяет проследить путь становления сильной личности и увидеть, как происходило превращение мальчика, не имеющего шансов на получение серьезного системного образования, кому родительские убеждения закрыли путь в университет, во всемирно признанного ученого, члена престижнейших научных Академий Европы.
Мало в истории примеров столь преданного, почти монашеского служения науке, какое вел Джон Дальтон. Фото портретов, написанных с ученого в заключительный период жизни, показывают человека, отдавшего все силы методичной и напряженной работе.
Наградой для Дальтона стало признание коллег и учеников. Статуя ученого была установлена на входе в Королевский колледж Манчестера, где он преподавал еще при жизни. В дальнейшем это признание переросло в настоящую мировую славу.
