我们谁没有憧憬过遥远的世界呢!谁没有向往过无边无际的星际空间呢!

其实有一些离我们很近的世界,它们跟夜晚在天空里闪烁着的世界一样神秘。

这种离得很近的世界,在我们周围和我们自己的身体里边到处都有。太阳光从百叶窗的缝隙照进屋子里来,在那一道太阳光里闪烁着的每一粒小灰尘里,都有几十万万个这样的世界。现在从我的钢笔尖上流到纸上去的每一滴墨水里也有几十万万个这样的世界。

遥远的世界——星星——谁都看见过。

离得很近的世界——原子——却还没有人看见过。

人们已经想了许多世纪,想知道原子是什么东西。但是只在最近这些年来,人们才能够深入到原子里面去。

他们完成了这次旅行,却并没有走出自己的实验室。

他们一路上还看到了许许多多新奇的事物,而且带了最丰富的收获物回来。

这次旅行可真不容易。人们屡次问自己。我们想研究的原子究竟存在不存在?

实际上,人们就居住在原子世界里,他们是这个世界的居民。每一次他们在炉子里点火,他们是在迫使碳原子和氧原子相结合。每一次他们从矿石里炼出铁来,他们是在调度无数铁原子的大军。

锻工、玻璃工、陶工和炼钢工,他们从早到晚就是在使一些原子结合和分离。但是他们不知道这回事。因为谁也没有看见过原子。对于原子,人们只能够猜想。

最早领会到一切东西都是由原子构成的,是希腊的学者留基伯1和德谟克利特2。他们告诉人说:当原子相结合的时候,就造成万物;当原子各自分离的时候,万物就毁坏了。这是很久以前的事——2,300年前的事,但是在这多少个世纪里,这个问题始终没有脱离猜想的阶段。

学者们分成了两个阵营。一些人说有原子,另一些人说没有原子。

激烈的争论展开了。事情竟闹到这般地步。主张原子学说的人被控告是亵渎神明。讲原子的书籍被焚烧掉。

虽然迫害重重,研究自然的人始终不肯放弃关于原子的思想。因为这种假说是说明万物怎么造成、怎么毁坏的最简单最合理的方法!

为了使猜想得到证实,必须争辩、讨论,并进一步去做实验。

他们不能赤手空拳地到原子世界里去,必须跟旅行家一样,带着各种装备。

人们去探险的时候,一般都携带着武器、帐幕、指南针和地图。

到原子世界里去的旅行家却带着烧瓶和曲颈甑,蒸馏釜和旋管。

化学家把各种物质熔化、混合、蒸馏、溶解和沉淀,同时还不断地称量那些物质,为的是知道在实验中间用了多少物质,得到了多少物质。

化学家也是在调度原子大军。但是他们已经不像古时候的锻工或玻璃工那样无意识地做这件事,而是尽力想弄明白,在他们那些曲颈甑和烧瓶里发生的是些什么事情。

可是在很长一段时期里,化学还只是一种工艺,没有变成科学。那时候,化学家面对着由单质构成复合物质或是复合物质分解成单质的种种现象,还搞不清楚在物质的内部到底发生了什么事情。

头一个不仅把化学叫做科学、而且把化学也变成了科学的,是俄罗斯科学家罗蒙诺索夫3。他浏览了原子世界,用他的慧眼看见了——用他自己的话来说——用最好的显微镜都看不见的事物。

罗蒙诺索夫看见了构成物质的“难以捉摸的微粒”,而且头一个在它们中间区别出复合的微粒——分子和单纯的微粒——构成分子的原子。他看见了,在空气膨胀或收缩的时候,“难以捉摸的微粒”怎样分散开去或者聚集来。

他看见了,把固体加热的时候,微粒怎样开始运动得越来越快。瞧,它们分散开去——固体熔化成液体了。瞧,它们飞散了——液体变成蒸气了。

他看见了,在化学家的烧瓶和曲颈甑里,分子怎样分解成原子,原子怎样化合成分子。

罗蒙诺索夫不仅领会到这一点。他还用称量和计算核对了这件事。

他料到人将要反驳他,因此他在《化学的用途》那本书里说道:

“关于这一点,我想,你们会说,化学只显示出构成复合物的物

质,却并不特别显示出每一颗微粒。对于这种话,我在这里回答,一直到现在,研究家的慧眼还没有能够深入洞察物体的内部;但是,假如有一天这个秘密被揭露了,那么化学一定是走在前头的,它将第一个揭开大自然最神秘殿堂的帷幕。”

罗蒙诺索夫就是这样早100年就预言了后来科学家一步一步向前走去的道路。

每一次,当科学家用两种不同元素的原子造成一种复合物质的时候,或者相反地,把复合物质分解成组成它的元素的时候,都是在向原子世界的深处进军。

1781年,在化学实验室里,爆鸣气——氢和氧的混合物——初次爆炸了。砰的一声,把水的组成告诉了人们。过了3年,化学家把水分解成元素的试验成功了。

把水蒸气通过一根装有烧得赤热的铁屑的管子。热把水的分子分解成氢原子和氧原子。氧跟铁化合成铁锈,氢跟没有分解的水蒸气一同从管子的那一端冒出来。原子学说获得了一个又一个的胜利。物质分解的时候,化学家把各种元素的原子分别收集起来,称量它们,测定这一种原子比那一种原子重多少倍。

化学家不是跟每一个原子个别地打交道,而是跟一大群原子打交道。

任何一滴溶液,任何一撮盐,都是整整一条“银河”。

但是银河是没法放到烧瓶里,把各种星星分开的——没法把蓝色的跟蓝色的放在一块儿,红色的跟红色的放在一块儿。

一小撮盐却可以从溶液里沉淀出来,用滤器过滤,再放到天平的秤盘上去称量。

科学家越来越经常地想到这种原子世界和星星世界的比较。

用门捷列夫4的话来说:“在原子学说里,认为原子世界的构造是跟太阳、行星、卫星等的天体世界的构造相同的那种概念,开始越来越有力地被人确信了。”

原子世界跟星星的世界很相像!

这种概念曾经使企图窥探物质深处的人们觉得眼花缭乱。后来这个世界里的一个一个的天体越来越清楚地出现在人们的面前了。各种原子陆续地得到了名字。19世纪初叶,科学家开始用符号来表示各种原子。他们用小圆圈表示氧原子。用中间有十字的小圆圈表示硫原子。

为了画出原子世界的“太阳系”之一——三氧化硫的分子,他们在当中画一个中间有十字的小圆圈——硫原子。而在这个“太阳”的周围画三个小圆圈——三个氧原子。

就这样,科学家的思想进入了分子的深处。

但是在那时候。人们离原子深处还远得很。而且他们认为进入原子深处是根本办不到的事情。他们想象,原子是分不开、打不碎、钻不进去的坚固的小圆球。

英国的科学家道尔顿5说道:创造或毁灭原子,跟创造新行星或毁灭已经存在的行星是同样不可能的事。

那时候,化学家已经能够用原子造成分子了。但是道尔顿却不曾想到用更小的微粒来组成原子,或是把原子打碎成几块。