päätteli John Dalton 200 vuotta sitten. Ajatus oli niin mullistava, että tutkijat nikottelivat sata vuotta.


TEKSTI:Kalevi Rantanen

Sisältö jatkuu mainoksen alla

päätteli John Dalton 200 vuotta sitten. Ajatus oli niin mullistava, että tutkijat nikottelivat sata vuotta.

Sisältö jatkuu mainoksen alla

 


Julkaistu Tiede-lehdessä 6/2003

"Päivämäärällä 3. syyskuuta 1803 löydän muistikirjastani (- -) atomien symbolit (- -). Lokakuun 23. päivänä samana vuonna esitelmöin tutkimuksestani (- -) jossa oli annettu 21 yksinkertaisen aineen ja yhdisteen atomipainot."

Näin muisteli John Dalton (1766-1844) myöhemmin atomiteorian syntyä.

Yhdisteissä ainemäärät suhtautuvat toisiinsa kuin pienet kokonaisluvut. Esimerkiksi hiilimonoksidissa eli häkäkaasussa on tietty määrä hiiltä ja tietty määrä happea. Hiilidioksidi koostuu samoista aineista, mutta happea on kaksi kertaa niin paljon kuin monoksidissa.

Dalton päätteli, että on pakko olla olemassa aineen rakennuspalikoita, atomeja - vain silloin on mahdollista selittää painosuhteet. Hiilimonoksidissa on yksi happiatomi ja hiilidioksidissa kaksi.

Epäiltiin pitkään

Kytkemällä atomit mitattaviin ainemääriin Dalton teki atomihypoteesista käyttökelpoisen teorian. Vaikka atomeista oli spekuloitu antiikista alkaen, atomipainojen kokeellinen tutkimus erotti Daltonin työn vanhoista filosofisista pohdiskeluista. Dalton oli itseoppinut kokeilija ja arvosti itsenäistä tutkimusta: "Olen päättänyt kirjoittaa mikäli mahdollista vain sellaisesta, minkä voin todistaa oikeaksi oman kokemukseni perusteella."

Atomiteoria mullisti tieteen niin radikaalisti, että tutkijat tarvitsivat sata vuotta sulattaakseen ajatuksen, että atomit ovat todella olemassa. Moni piti atomia vain kätevänä kuvitelmana. Merkittävä saksalainen kemisti Wilhelm Ostwald, joka sai 1909 Nobelin katalyysitutkimuksista, vastusti atomiteoriaa vielä 1900-luvun alussa.

  loppui vasta 1913, kun ranskalainen fyysikko Jean Perrin julkaisi tutkimuksensa Brownin liikkeestä. Brownin liike on  pienten hiukkasten jatkuvaa siksakkia  nesteessä tai kaasussa. Fyysikkojen mukaan vielä pienemmät osaset, molekyylit ja atomit, tönivät hiukkasta. Albert Einstein laski hiukkasen liikematkan, ja Perrin vahvisti kokein Einsteinin laskut ja määritti vetyatomin absoluuttisen painon. Nyt Ostwaldkin myönsi atomien olemassaolon.

Nyt kulmakivi

Richard Feynman, yksi 1900-luvun johtavista fyysikoista, sanoi, että jos kaikesta luonnontieteellisestä tiedosta saataisiin jättää jäljelle vain yksi lause, niin tämän peruslauseen tulisi kuulua: Aine koostuu atomeista.

Nykyään tunnemme Feynmanin toisesta ajatuksesta. Vuonna 1959 hän sanoi, että on periaatteessa mahdollista käsitellä yksittäisia atomeja. Ideasta tuli myöhemmin nanotekniikan ohjelmajulistus.

  perustuu atomiteoriaan, jonka perustuksen Dalton kaksisataa vuotta sitten laski.

Ilmasta kimmoke

John Dalton syntyi 1766 Eaglesfieldissä Pohjois-Englannissa. Koulun jälkeen hän toimi vähän aikaa opettajana toisessa pohjoisen kaupungissa, Kendalissa.

Dalton sai paljon vaikutteita John Gough -nimiseltä sokealta oppineelta, joka rohkaisi häntä pitämään ilmatieteellistä päiväkirjaa. Säähavainnot saivat Daltonin miettimään ilmakehän luonnetta, ilmatieteellinen pohdiskelu vei kaasututkimuksiin, ja ne johtivat atomiteoriaan.

Vuonna 1791 Dalton muutti Manchesteriin, jossa hän jatkoi opetustyötä. Samalla hän liittyi tieteelliseen seuraan Literary and Philosophical Societyyn. Sieltä Dalton löysi ystäviä, joiden kanssa hän saattoi keskustella ajatuksistaan. Heistä kuuluisin on William Henry, joka havaitsi, että kaasun liukeneminen riippuu paineesta. Dalton selitti havainnon atomikäsitteen avulla.

Dalton kuoli 1844 kunnioitettuna tutkijana ja opettajana. Yli 40 000 ihmistä saattoi häntä viimeiselle matkalle.


 


Kalevi Rantanen on diplomi-insinööri ja tietokirjoittaja.

Sisältö jatkuu mainoksen alla