จอห์น ดาลตัน นักเคมีไร้ปริญญาผู้ทุ่มเทกับงานจนเป็น “บิดาแห่งทฤษฎีอะตอม”

จอห์น ดาลตัน (John Dalton) เป็นนักเคมีและนักอุตุนิยมวิทยาผู้ริเริ่มทฤษฎีอะตอมเป็นคนแรกนับจากสมัยโบราณที่นักปราชญ์มีแค่แนวคิดว่าสสารประกอบด้วยหน่วยขนาดเล็กที่แบ่งแยกไม่ได้เรียกว่าอะตอม ทฤษฎีอะตอมของดาลตันนับเป็นจุดเริ่มต้นของแบบจำลองอะตอมในวิทยาศาสตร์สมัยใหม่ซึ่งมีประโยชน์ต่อการพัฒนาวิชาเคมีอย่างมาก นอกจากนี้ดาลตันยังเป็นผู้คิดค้นกฎความดันย่อยของก๊าซหรือ Dalton’s law และมีผลงานวิจัยด้านอุตุนิยมวิทยามากมาย เขาบันทึกข้อมูลสภาพอากาศทุกวันเป็นเวลานานถึง 57 ปี ถึงแม้ดาลตันไม่มีโอกาสได้เรียนในมหาวิทยาลัยแต่ด้วยความรักและทุ่มเทให้กับงานด้านวิทยาศาสตร์จึงทำให้เขามีผลงานอันยอดเยี่ยมและได้รับการยกย่องเป็น “บิดาแห่งทฤษฎีอะตอม”

เป็นครูสอนหนังสือตั้งแต่อายุ 12 ปี

john-dalton-02

จอห์น ดาลตัน เป็นชาวอังกฤษ เกิดเมื่อปี 1766 ที่เมือง Eaglesfield ในครอบครัวค่อนข้างยากจนที่นับถือนิกายเควกเกอร์ (Quaker) ดาลตันเข้าเรียนที่โรงเรียนใกล้บ้าน พออายุ 10 ปีก็ต้องเริ่มหางานทำเพื่อแบ่งเบาภาระของครอบครัว Jonathan พี่ชายของดาลตันได้งานเป็นครูที่โรงเรียนของดาลตันจึงเรียกเขาไปเป็นผู้ช่วย นับตั้งแต่นั้นดาลตันจึงเริ่มต้นชีวิตการเป็นครูในขณะที่เพิ่งมีอายุเพียง 12 ปีเท่านั้น สามปีต่อมาดาลตันกับ Jonathan ได้เปิดโรงเรียนของพวกเขาเองที่เมือง Kendal ห่างจากบ้านไปราว 70 กม. มีนักเรียนประมาณ 60 คน ดาลตันสอนวิชาคณิตศาสตร์ วิทยาศาสตร์ ภาษาละติน ภาษากรีก และภาษาฝรั่งเศส พออายุ 19 ปีดาลตันก็ได้เป็นครูใหญ่ของโรงเรียนและรับหน้าที่นี้ไปจนเขามีอายุ 26 ปี

ในช่วงที่ดาลตันมีอายุราว 23 ปีเขามีความคิดที่จะเรียนต่อในระดับมหาวิทยาลัย แต่ด้วยการที่เขานับถือนิกายเควกเกอร์ซึ่งถึงแม้จะเป็นนิกายหนึ่งในศาสนาคริสต์แต่คริสตจักรแห่งอังกฤษมองว่าเป็นพวกต่อต้าน เขาจึงถูกกีดกันไม่ให้เข้าเรียนในมหาวิทยาลัยของอังกฤษ เขาจึงพลาดโอกาสที่จะได้รับใบปริญญา แต่ยังโชคดีที่เขาได้รับความรู้ทางวิทยาศาสตร์มากมายจาก John Gough นักปรัชญาตาบอดชาวเมือง Kendal ผู้มีพรสวรรค์ด้านวิทยาศาสตร์และศิลปะที่ดาลตันได้ไปช่วยทำงานด้านวิทยาศาสตร์และเขาก็สอนและให้คำแนะนำแก่ดาลตันเป็นการตอบแทน

ชอบงานอุตุนิยมวิทยาเป็นชีวิตจิตใจ

john-dalton-03

ดาลตันมีความสนใจด้านอุตุนิยมวิทยามาตั้งแต่เด็กโดยได้รับอิทธิพลจาก Elihu Robinson นักอุตุนิยมวิทยาสมัครเล่นชาวเมือง Eaglesfield ที่เก่งด้านประดิษฐ์เครื่องมือด้วย และเมื่อมาสนิทกับ John Gough ซึ่งเป็นนักอุตุนิยมวิทยาสมัครเล่นเหมือนกัน ดาลตันจึงได้รับการถ่ายทอดความรู้และประสบการณ์ต่างๆจากทั้งสองคน ตลอดจนวิธีการสร้างและใช้เครื่องมือทางอุตุนิยมวิทยา รวมไปถึงเทคนิคการเก็บบันทึกข้อมูลสภาพอากาศประจำวัน

ปี 1787 เมื่อมีอายุ 21 ปีดาลตันเริ่มบันทึกข้อมูลสภาพอากาศของตัวเองเป็นครั้งแรก จากนั้นเขาก็ทำทุกวันไปจนตลอดชีวิตต่อเนื่องยาวนานถึง 57 ปี เขาค้นพบทฤษฎีการหมุนเวียนของชั้นบรรยากาศที่เรียกว่า Hadley cell (ตามชื่อ George Hadley ผู้คนพบคนแรก) ใหม่อีกครั้งหนึ่ง และต่อมาได้ตีพิมพ์บทความชื่อ Meteorological Observations and Essays อันเป็นผลพวงจากสิ่งที่เขาได้ค้นพบในหลายๆเรื่องทางอุตุนิยมวิทยา

บทความชิ้นแรกของคนตาบอดสี

john-dalton-04

ปี 1793 ดาลตันได้รับตำแหน่งอาจารย์สอนคณิตศาสตร์และปรัชญาธรรมชาติที่วิทยาลัย New College ในเมืองแมนเชสเตอร์ พอมาเริ่มงานที่วิทยาลัยเขาได้เข้าเป็นสมาชิกของสมาคม Manchester Literary and Philosophical Society ซึ่งทำให้เขาสามารถใช้ห้องทดลองในการทำวิจัยได้ งานวิจัยชิ้นแรกที่นี่ของดาลตันเป็นเรื่องสาเหตุของปัญหาตาบอดสี ทั้งตัวดาลตันเองและพี่ชายเป็นคนตาบอดสีมาตั้งแต่กำเนิด เขาพิมพ์บทความ Extraordinary Facts Relating to the Vision of Colours เสนอสมมติฐานว่าของเหลวในลูกตาเป็นต้นเหตุให้การมองเห็นสีผิดเพี้ยนไป แม้ว่าต่อมาจะทราบว่าทฤษฎีของเขาไม่ถูกต้อง แต่เนื่องจากเขาเป็นคนแรกที่ทำวิจัยเรื่องนี้และวิธีการที่เขาใช้ในการวิจัยเป็นที่ยอมรับและจดจำอย่างกว้างขวางจนมีการนำชื่อเขาไปใช้เรียกคนตาบอดสีแบบที่ตัวเขาเป็นว่า Daltonism

คิดค้นกฏความดันย่อยของก๊าซ

john-dalton-05

ปี 1800 ดาลตันได้เป็นเลขาธิการของสมาคม Manchester Literary and Philosophical Society ความสนใจเกี่ยวกับความดันบรรยากาศนำพาเขาไปสู่การศึกษาค้นคว้าเกี่ยวกับธรรมชาติและเคมีของอากาศ ดาลตันทำการทดลองกับก๊าซจนพบสมบัติของก๊าซที่เกี่ยวกับปริมาตร ความดัน และอุณหภูมิในหลายประเด็น เขาค้นพบว่าความดันรวมของก๊าซผสมเท่ากับผลรวมของความดันย่อยของก๊าซที่เป็นองค์ประกอบของก๊าซนั้น และได้ตีพิมพ์หลักการนี้ในปี 1803 ซึ่งต่อมาถูกเรียกว่า Dalton’s Law of Partial Pressures กฏความดันย่อยของก๊าซของดาลตันนี้เป็นกฎพื้นฐานสำคัญอันหนึ่งในทางเคมีที่ยังคงใช้งานจนถึงปัจจุบัน ผลงานวิจัยเกี่ยวกับก๊าซทำให้เขาโดดเด่นกลายเป็นนักวิทยาศาสตร์ชั้นนำและได้รับเชิญให้ไปบรรยายที่สถาบัน Royal Institution ในรุงลอนดอนซึ่งเป็นแหล่งรวมของนักวิทยาศาสตร์ระดับหัวกะทิของประเทศ

ริเริ่มทฤษฎีอะตอมเป็นคนแรก

john-dalton-06

การทำการทดลองและคลุกคลีอยู่กับก๊าซชนิดต่างๆนำไปสู่ความสงสัยของดาลตันว่าสสารที่มองไม่เห็นเหล่านี้มันประกอบขึ้นจากอะไรกันแน่ และนั่นก็เป็นจุดเริ่มต้นของการริเริ่มทฤษฎีอะตอมสมัยใหม่ คำว่าอะตอมมีมาตั้งแต่สมัยโบราณ Democritus นักปราชญ์ชาวกรีกในสมัยเมื่อราว 2,400 ปีก่อนเชื่อว่าสสารทุกชนิดประกอบด้วยอนุภาคขนาดเล็กที่ตามองไม่เห็นเรียกว่าอะตอม (Atom) อะตอมของสสารทุกชนิดเหมือนกันและไม่สามารถแบ่งแยกได้อีก ความเชื่อนี้อยู่ยืนยงมาจนถึงยุคของดาลตัน เขาทำการทดลองจำนวนมากจนกระทั่งมีข้อสรุปที่ตรงกันข้ามกับความเชื่อดั้งเดิม ดาลตันพบว่าอะตอมของสสารต่างชนิดกันจะไม่เหมือนกันเลย มีความแตกต่างทั้งในเรื่องมวล ขนาด การทำปฏิกิริยาเคมี และคุณสมบัติอื่นๆ

ดาลตันเสนอทฤษฎีอะตอมผ่านทางบทความของเขาหลายชิ้นที่ตีพิมพ์ในช่วงปี 1803 – 1810 ประเด็นหลักในทฤษฎีอะตอมของดัลตันมีดังนี้

1. สสารทุกชนิดประกอบด้วยอนุภาคขนาดเล็กที่สุดเรียกว่า “อะตอม”
2. อะตอมของธาตุชนิดกันเดียวกันมีขนาด มวล และคุณสมบัติอื่นเหมือนกัน
3. อะตอมของธาตุต่างชนิดกันมีขนาด มวล และคุณสมบัติอื่นแตกต่างกัน
4. อะตอมไม่สามารถแบ่งแยก, สร้างขึ้นใหม่ หรือทำลายได้
5. ในปฏิกิริยาเคมีอะตอมสามารถรวมกัน, แยกออกจากกัน หรือจัดเรียงตัวใหม่ได้
6. อะตอมของธาตุต่างชนิดกันสามารถรวมกันในอัตราส่วนที่เป็นจำนวนเต็มอย่างง่ายเพื่อสร้างสารประกอบ

ปี 1808 ดาลตันตีพิมพ์ผลงานชื่อ New System of Chemical Philosophy ในบทความชิ้นนี้เขาได้ระบุน้ำหนักอะตอมของธาตุ 20 ชนิดโดยการเปรียบเทียบกับน้ำหนักอะตอมของไฮโดรเจนที่เขากำหนดให้มีน้ำหนักอะตอมเท่ากับ 1 รวมทั้งได้เขียนโครงสร้างโมเลกุลของสารประกอบอีก 17 ชนิดโดยเขาได้สร้างสัญลักษณ์แทนธาตุชนิดต่างๆเพื่อความสะดวกและเข้าใจได้ง่ายดังรูปด้านล่าง

ตอนแรกที่ดาลตันเสนอแนวคิดทฤษฎีอะตอมนักวิทยาศาสตร์ในเวลานั้นยังไม่ยอมรับเนื่องจากมันเป็นสิ่งที่มองไม่เห็น ส่วนใหญ่คิดว่าอะตอมของดาลตันเป็นเพียงจินตนาการเท่านั้น ประกอบกับตัวดาลตันเองไม่เคยได้เรียนถึงระดับมหาวิทยาลัยจึงได้รับความเชื่อถือไม่มาก นานหลายปีทีเดียวกว่าที่ทฤษฎีอะตอมของเขาจะได้รับการยอมรับ แม้ว่าในปัจจุบันการศึกษาวิจัยเรื่องอะตอมก้าวหน้าไปไกลจากยุคของดาลตันอย่างมากจนเรารู้แล้วว่าทฤษฎีอะตอมของดาลตันไม่ได้ถูกต้องทั้งหมด แต่ส่วนใหญ่ก็ยังคงใช้ได้อยู่ และที่สำคัญผลงานของเขาได้ปูพื้นฐานและมีส่วนสำคัญที่ทำให้วิชาเคมีสมัยใหม่มีการพัฒนาก้าวหน้าขึ้นอย่างมาก

นักเคมีไร้ปริญญาผู้ทุ่มเทกับงาน

john-dalton-07

ดาลตัลเป็นชาวเควกเกอร์ผู้อ่อนน้อมถ่อมตนใช้ชีวิตอย่างเรียบง่าย เขาไม่เคยแต่งงาน ไม่เคยมีลูก เขามุ่งมั่นทุ่มเทอยู่กับงานด้านวิทยาศาสตร์ตลอดทั้งชีวิต จากครูบ้านนอกที่ไร้ใบปริญญาเขาได้สร้างผลงานยิ่งใหญ่จนมีชื่อเสียงได้รับการยอมรับและยกย่อง ดาลตันได้รับเลือกเป็นสมาชิกอันทรงเกียรติของราชสมาคมแห่งลอนดอน (Royal Society) และได้รับรางวัล Royal Medal ที่มอบให้กับผู้มีผลงานด้านวิทยาศาสตร์ที่โดดเด่นเป็นคนแรกๆ รวมทั้งได้รับเลือกเป็นสมาชิกต่างชาติของสถาบันวิทยาศาสตร์ของประเทศฝรั่งเศสและของประเทศสหรัฐอเมริกาอีกด้วย ซึ่งมีเพียงไม่กี่คนที่ได้รับเกียรติเช่นนี้อันแสดงว่าผลงานของเขาเป็นที่ยอมรับทั่วโลก

ดาลตันเสียชีวิตด้วยโรคหลอดเลือดสมองในปี 1844 ด้วยวัย 77 ปี เขาได้รับการจัดงานศพอย่างสมเกียรติในฐานะบุคคลสำคัญ มีผู้คนมาเคารพศพที่ศาลากลางเมืองแมนเชสเตอร์มากกว่า 40,000 คน ดาลตัลเป็น “บิดาแห่งทฤษฎีอะตอม” ที่หลายคนยกย่องเป็น “บิดาแห่งวิชาเคมี” อีกด้วย

john-dalton-08

 

ข้อมูลและภาพจาก famousscientists, wikipedia, biography

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *