第八章第十三节原子学说的起源
中国古代学者的观点
我们生活的这个世界是由各种各样的物质组成的。人们自然会问，物质是由什么构成的
呢？
公元前5世纪，我国墨翟曾提出过物质微粒说，他称物质的微粒为“端”，意思是不能再被
分割的质点。
但在战国时代，有一本著作《庄子》却提到了物质无限可分的思想：“一尺
之槌，日取其半，万世不竭”。意思是说，一个短棍今天是一尺，明天取一半，余二分之一
尺，后天取一半，余四分之一尺，依此类推，永远没有尽头。当然，这里并没有提出，也不
可能提出用什么方法分割的问题。但在那个时代，我国古代学者就能用思辨的方法来这样提
出问题，是难能可贵的。
古希腊哲人的原子观
公元前4世纪，希腊人德谟克利特提出了“原子”的概念，也认为这是一种不能再被分
割的质点。后来伊壁鸠鲁又把这一概念大大地推进了一步。
罗马人卢克莱修(约公元前99～前55年)曾用诗句阐明德谟克利特和伊壁鸠鲁的原子观点：
物体或者说物质要素，
都是由原始粒子集合而成；
虽有雷霆万钧之力，
要破坏物质要素也不可能。
……
原始物质，由此可见，是既结实又单纯，
由极小粒子之力牢固抱紧，
但又不是粒子的堆集，
其特征在任何情况下是无穷地单纯。
不能从它夺取什么，
也不许缩小其本性，
原始物质，世世代代，永远长存。
……
原始物质，
在无边无际的真空，
当然不会静止，
反而被迫不断地作各种各样的运动。
……
从这里可以看出，古代的原子论者认为：一切物质都由最小粒子的原子组成，原子是不
可分割的；原子是客观的、物质性的存在，它是在永恒地运动着的。
德谟克利特和他的老师留基伯共同创立了古希腊的原子论，认为一切事物的本原，是原
子和虚无的空间。按照这种想法，人的感觉器官所感觉到的自然界物质的多样性，都是由原
子的多种排列和各种不同的结合方式产生的。德谟克利特说：“根据现实的感觉，有甜与苦
、热与冷、芳香和色彩的存在。但在本质上，仅有原子与空间的存在。我们认为似乎是本体
的每一样物体，仅仅只有原子与空间才是真正的实质。”德谟克利特用原子论观点分析了一
系列物理现象。他认为，无论是物体从一种状态过渡到另一种状态，从固体过渡到液体或气
体以及相反的变化，还是物体的味道、颜色等，并不是由于物体内部成分的改变，而是取
决于原子的形状、大小、排列的变化和结合方式。
原子观点复活
原子是不是真的存在呢？原子是不是构成物质大厦的“基本砖石”呢？一种原子是否能转变
成另一种原子呢？人类为探索这些问题，走过了极其漫长的道路。
一直到18世纪中叶，俄国人罗蒙诺索夫(1711～1765)才把原子观点复活起来。1808年，英国
人道尔顿又加以进一步的总结。这样就结束了化学史上的愚昧的炼金时代，保证了化学向前
健康地迅速发展。因此，化学中的新时代应该说是从原子论开始的。
这个时代的原子论的基本内容有如下几点：
（1）物质是由最小的微粒——原子组成的。原子就是不能再分的最小微粒。
（2）同种的原子在重量、大小和其他性质上相同。
（3）一切原子都处在不停地运动的状态。
原子可分
18～19世纪，原子学说处在创立和发展的阶段，它解释了不少物理、化学现象。但是到了19
世纪后期，由于科学的进一步发展，发现了许多新的现象，旧的原子学说对之无法解释，因
而暴露出严重的缺陷。
当人们着手研究元素以及由它所形成的单质和化合物的性质，为什么会随着元素原子量的递
变而有周期性的变化，以及同族元素性质为什么相似的原因时，对“原子不可分割”论产生
种种疑点：
元素和元素间为什么有这样紧密的联系呢？如果每个原子都是光秃秃的一颗不可分割的最小
微粒，各自独立，互不相关，那么元素间还有什么联系？
元素周期律开始动摇了原子是“不可分割的”这种根深蒂固的信念，而使这种信念受到摧毁
性打击的则是放射性现象的发现。
道尔顿的原子论
把原子学说第一次从推测转变为科学概念的，是英国一个教会学校的化学教员道尔顿(1766
～1844)。
道尔顿首先研究了法国化学家普鲁斯特，于1806年发现的有趣结论：参与化学反应的物质质
量都成一定的整数比(定比定律)，例如，1克氢和8克氧化合成9克水，假如不按这个一定的
比例，多余的就要剩下而不参加化合。道尔顿自己又发现：当两种元素所组成的化合物有两
种以上时，在这些化合物中，如果一种元素的量是一定的，那么与它化合的另一种元素的量
总是成倍数地变化的(倍比定律)。
为什么元素间的化合总是成整数和倍数的关系呢？道尔顿丰富的想像力，给他以激励。他感
到，这一事实暗示物质是由某种可数的最小单位构成的。于是，道尔顿把这些事实总结概括
，加以分析，提出了关于原子的著名论断：物质是由具有一定质量的原子构成的；元素是
由同一种类的原子构成的；化合物是由构成该化合物成分的元素的原子结合而成的；原子是
化学作用的最小单位，它在化学变化中不会改变。
原子分子学说
1811年，意大利科学家阿伏加德罗在原子论中引进了“分子”的概念。他认为，构成任何气
体的粒子不是原子，而是分子。单质的分子是由同种原子构成的，化合物的分子是由几种不
同的原子构成的。
这样，经过不同国家的许多人的努力，才逐步地建立了原子分子学说。
这个学说认为：
(1)物质是由分子组成的，分子是保留原物质性质的微粒。例如，糖溶解在一杯水里，糖分
子遍及全杯水，水就有了甜味。
(2)分子是由原子组成，原子则是用化学方法不能再分割的最小粒子，它已失去了原物质的
性质。例如，我们平时食用的食盐(氯化钠)的分子是由钠原子和氯原子组成的，氯是有毒的
，显然食盐的性质与氯和钠的性质截然不同；而完全无害的元素碳和氮，组成的化合物却可
以是剧毒的气体氰(CN)化物。
这个原子分子学说比以前的原子学说有了很大进步。过去，在原子和宏观物质之间没有任何
过渡，要从原子推论各种物质的性质是很困难的。现在，在物质结构中发现了分子、原子这
样不同的层次。因此，人们对于物质是怎样构成的问题，认识逐渐接近物质的本来面貌。