О творчестве в науке и технике

На этом основании они утверждали, что когда происходит смешение (диффузия) разных газов, то это объясняется их взаимным притяжением друг к другу.

Дж. Дальтон категорически отверг подобную концепцию. Представлению о химическом притяжении газов и паров он противопоставил механическую концепцию отталкивания частиц каждого газа друг от друга. В этом отношении он шел и от идей Ньютона, высказанных в «Математических началах натуральной философии» при объяснении И. Ньютоном закона Бойля об обратной зависимости между объемом и давлением воздуха.

Положению о том, будто разные газы тяготеют друг к другу Дж. Дальтон противопоставил положение, что они независимы между собою. Но почему же в таком случае один газ проникает в другой подобно тому, как частицы воды (ее пары) проникают в воздушную атмосферу? Дж. Дальтон отвечал: да потому, что частицы воды отталкиваются друг от друга, а воздух не играет здесь никакой роли, он только мешает свободному проникновению частиц воды в пространство, которое он занимает. И Дж. Дальтон экспериментально доказывал это: ведь если воздух действительно играет роль растворителя по отношению к воде, то чем больше мы его возьмем, тем больше воды он растворит, и наоборот. Между тем, если мы возьмем его вдвое меньше, то при испарении воды предел насыщения паров (при данной температуре и в данном объеме) будет тот же, как и при атмосферном давлении. Более того, это будет наблюдаться даже в том случае, когда воздух будет полностью удален, то есть испарение воды будет происходить в пустоту.

Так Дж. Дальтон, применяя приемы индукции — сопутствующих изменений и отсутствия, — экспериментально доказал, что воздух не есть причина испарения воды и вообще, что мнимое взаимное притяжение газов не есть причина их смешения (диффузии).

Но что же в таком случае является причиной названных физических (а не химических!) явлений? Ведь если бы такой причиной было взаимное отталкивание частиц материи вообще, то частицы воды отталкивались бы не только одна от другой, но и от частиц воздуха, а это препятствовало бы испарению воды. То же самое наблюдалось бы и при смешении разных газов. Значит, заключил Дж. Дальтон, необходимо допустить, что существуют специфические отталкивания — например, у частиц воды — только друг от друга. Следовательно, надо допустить столько различных видов отталкивания, сколько существует на свете качественно различных веществ. К такому итогу Дж. Дальтон пришел в 1801 году. Его противники во Франции сразу же обнаружили эту слабую сторону его объяснений и обрушились на нее с острой критикой. Дж. Дальтон, конечно, понял уязвимость своего объяснения. Он стал искать способ заменить множество выдуманных им отталкивательных сил, которых все равно никто не признает, только одной, но которую признали бы все. И он вскоре нашел: это была теплота.

Но спрашивается: каким же образом она действует, если благодаря ей частицы воды отталкиваются только друг от друга, но не от частиц воздуха? И тут на ум ему пришло сравнение: оно сработало, очевидно, как подсказка-трамплин, — все дело в размерах самих частиц.

Подобно тому как мелкие дробинки проваливаются в промежутки между крупными ядрами, так и мелкие частицы, отталкиваясь одна от другой, «проваливаются» в промежутки между крупными частицами.

Такое чисто механическое представление в глазах Дж. Дальтона позволяло преодолеть ППБ, согласно которому явления испарения и диффузии приписывались химическому фактору. Но Дж. Дальтону как ученому было мало высказанной им гипотезы: он понимал, что ее надо доказать экспериментально. Но как это сделать?

Тут мысль Дж. Дальтона совершила в течение двух лет длинный и весьма запутанный путь, а главное, фантастически причудливый. Прежде всего следовало установить, что надо понимать под размером газовых или паровых частиц. Дж. Дальтон, как и его предшественник И. Ньютон, был атомистом. Но атомы он понимал своеобразно, а именно как окруженные (каждый) тепловой атмосферой (оболочкой из вещества теплорода). Именно этими своими атмосферами (оболочками) они и отталкиваются друг от друга. А как же вычислить размеры этих оболочек?

Так как они вплотную примыкают друг к другу, заполняя весь объем, занятый данным газом или паром, то, очевидно, надо разделить этот объем на общее число таких частиц, присутствующих в нем. Все это было хорошо, но каким образом можно сосчитать число газовых или паровых частиц, находящихся в данном объеме?

Эту головоломную задачу Дж. Дальтон решил следующим оригинальным образом: надо общий вес газа (пара) в данном объеме разделить на вес отдельной частицы, что и даст нам желаемое знание о числе присутствующих здесь частиц. А так как абсолютного значения веса отдельной частицы Дж. Дальтон не знал и знать, конечно, не мог, то он пришел к гениальной мысли определить относительный вес частицы, то есть вес заключенного в ней атома.