근현대시대의 원자론

근현대 원자론

18세기 후반에 이르러 공학과 기술의 유용한 관행이 물질의 구성에 대한 철학적 설명에 영향을 미치기 시작했다. 물질의 궁극적인 성질에 대해 추측했던 사람들은 할 수 있을 때, 몇 가지 반복 가능한 시연을 통해 그들의 "생각된 실험"을 검증하기 시작했다. 로저 보스코비치는 뉴턴과 라이프니츠의 사상에 기초하여 원자론에 대한 최초의 일반 수학 이론을 제공했지만 원자 물리학을 위한 프로그램을 제공하기 위해 그것들을 변형시켰다.

1808년 존 달튼은 물질의 구성에 관한 경험적 증거를 요약하기 위해 많은 사람들의 알려진 실험 작업을 동화시켰다. 그는 모든 곳의 증류수가 수소와 산소와 같은 원소로 분석된다는 것을 알아챘다. 마찬가지로 무게별로 동일한 비율로 분해되는 다른 정제 물질도 있다. 따라서 우리는 모든 동질체들의 궁극적인 입자들이 무게, 모양 등에서 완벽하게 비슷하다고 결론 내릴 수도 있다. 즉, 물의 모든 입자는 물의 다른 모든 입자와 같다; 수소의 모든 입자는 수소의 다른 모든 입자와 같다. 나아가 그는 원소를 보다 단순한 것으로 분석할 수 없는 물질로서 원소를 정의한 라부아지에의 정의를 이용하여 각 원소마다 고유한 원자가 존재한다고 결론지었다. 이리하여 달튼은 다음과 같은 결론을 내렸다.

화학적 분석과 합성은 입자 간의 분리와 그들의 재결합에 지나지 않는다. 물질의 새로운 생성이나 파괴는 화학 물질의 손에 닿지 않는다. 우리는 태양계에 새로운 행성을 도입하거나, 이미 존재하는 행성을 전멸시키거나, 수소의 입자를 만들거나 파괴하는 것이 좋을 것이다. 우리가 만들 수 있는 모든 변화는 응집이나 조합 상태에 있는 입자를 분리하고 이전에 멀리 떨어져 있던 입자와 결합하는 것으로 구성된다. 그리고 나서 그는 다음과 같이 요약하면서 몇 가지 공통 화합물의 구성에서 상대적 가중치의 목록을 계속해서 제시하였다.

첫번째 저 물은 수소와 산소의 이항 화합물이고, 두 개의 기초 원자의 상대적 무게는 1:7로 거의 같다.

둘째. 저 암모니아는 수소와 아조테 질소의 이항 화합물로 두 원자의 상대중량은 1:5로 거의 같다.

달튼은 무게에 의한 원소의 고정비율이 한 원소의 원자가 다른 원소의 제한된 수의 원자와 결합하여 그가 열거한 물질을 형성한다고 결론지었다.

달튼의 원자론은 19세기 내내 논쟁거리로 남아 있었다. 일정한 비율의 법칙이 받아들여졌지만, 이것이 원자에 의한 것이라는 가설은 그렇게 널리 받아들여지지 않았다. 예를 들어 1826년 험프리 데이비 경이 왕립학회로부터 달튼에게 왕립훈장을 수여했을 때 데이비는 원자 추측이 무시되었을 때 비로소 그 이론이 유용하게 되었다고 말했다. 1866년 벤자민 콜린스 브로디 경은 원자론에 대한 비원자적 대안으로 화학작전의 첫 부분을 발표했다. 그는 원자론을 '엄청나게 물질주의적인 결합자 작품'이라고 묘사했다. 알렉산더 윌리엄슨은 1869년 런던 화학 협회에서 그의 대통령 연설을 사용하여 그것의 비판자들과 의심하는 사람들로부터 원자 이론을 옹호했다. 이것은 차례로 더 많은 회의로 이어졌고, 실증주의자들은 다시 원자가 있다는 가정을 공격했다. 이 문제는 20세기 초 원자물리학의 발흥으로 마침내 달튼에게 유리하게 해결되었다.

원자와 분자는 물질의 성분으로 오랫동안 이론화 되어 왔으며, 알버트 아인슈타인은 1905년 브라운이 관찰한 운동이 어떻게 개별 물 분자에 의해 옮겨지는 꽃가루의 결과인지에 대해 자세히 설명한 논문을 발표하여 과학에 대한 그의 첫 번째 큰 공헌 중 하나를 이루었다. 브라운 운동에 대한 이러한 설명은 원자와 분자가 존재한다는 설득력 있는 증거로 작용하였고, 1908년 장 페린에 의해 실험적으로 더욱 검증되었다. 페린은 1926년 "물질의 불연속 구조에 관한 연구"로 노벨 물리학상을 받았다. 원자폭격의 힘의 방향은 끊임없이 변화하고 있으며, 다른 때에 입자가 한쪽으로 다른 쪽보다 더 많이 부딪혀, 겉보기에는 무작위로 보이는 운동의 성질이 나타나게 된다.