J
ohn Dalton sinh ngày 6 tháng 9, năm 1766 trong một gia đình dệt vải nghèo tại Eaglesfield, một vùng phía Tây Bắc nước Anh. Năm 12 tuổi ông đã từng trông coi ngôi trường làng. Thời niên thiếu, để có đủ điều kiện tiếp tục theo học và đeo đuổi lòng đam mê khoa học của mình, John Dalton phải trốn nhà để đi trợ giảng ở một trường trung học tại Kendan (khi ấy, ông chỉ mới 15 tuổi). Vài năm sau, khi Dalton 19 tuổi, ông đã được cử giữ chức hiệu trưởng trường trung học này. Về sau, ông trở nên nổi tiếng vì những đóng góp, lý giải của ông trong thuyết nguyên tử và các nghiên cứu của ông về bệnh mù màu. Lý thuyết về nguyên tử của Dalton là cơ sở để xây dựng các lý thuyết khác về nguyên tử sau này.
Năm 1790 Dalton đã định chọn ngành luật hay y khoa, nhưng dự định của ông không được người thân chấp nhận, nên ông vẫn ở lại Kendal đến tận mùa xuân năm 1793 mới chuyển đến Manchester. Dalton được bổ nhiệm làm giáo viên dạy toán và khoa học tự nhiên ở Học viện Manchester, sau đó năm 1803, ông trở thành một giáo viên dạy toán và dạy hóa, vừa dạy công vừa dạy tư.
Lối sống của Dalton chịu ảnh hưởng sâu sắc của một tín đồ phái giáo hữu (Quaker), một nhà khí tượng học xuất sắc, người đã làm ông quan tâm đến những vấn đề của toán học và khí tượng học. Đó là thời gian khi ông đi dạy học ở làng Kendal. Tại đây, ông đã tìm thấy trong thư viện nhà trường những sách Principia của Newton, những tác phẩm của Boyle và cuốn “Lịch sử thiên nhiên” của Buffon, cùng với một kính viễn vọng phản chiếu dài 2 feet và một kính hiển vi hai thấu kính. Ông đã chịu ảnh hưởng của một triết gia thiên nhiên mù nhưng là một thiên tài, John Gough, mà Dalton đã mô tả trong một lá thư viết cho một người bạn “ông ấy thông thạo mọi ngành toán học... Ông ấy có thể chỉ rờ, nếm và ngửi là có thể biết được mọi thứ cây cỏ trong khoảng cách 20 dặm”. Chính Wordsworth trong “Du ngoạn” cũng đã ca ngợi John Gough. Thụ giáo với Gough, Dalton học được kiến thức cơ bản về các tiếng La tinh, Hi Lạp và Pháp, dẫn nhập vào toán học, thiên văn học và mọi khoa học quan sát.
Khi giáo phái Quaker mở trường đại học riêng của họ tại Manchester, Dalton trở thành giáo sư toán học và triết học tự nhiên. Trong Hội Văn học và Triết học Manchester, ông tìm được những thính giả say mê những thí nghiệm của ông. Ông giảng cho họ “Những sự kiện kỳ lạ liên quan đến thị giác về màu sắc”, có lẽ là công trình đầu tiên có hệ thống về tật mù màu sắc, mà cả John và em ông là Jonathan đều mắc phải. “Sau khi nhiều lần bị sai lầm vì dựa vào kết quả của người khác, tôi đã quyết định sẽ chỉ viết rất ít và chỉ viết về những gì chính tôi có thể xác nhận bằng kinh nghiệm”. Ông quan sát hiện tượng bắc cực quang, gió xích đạo, nguyên nhân của mây và mưa và cũng cải tiến các dụng cụ đo mưa, các dụng cụ đo áp suất, đo nhiệt độ và độ ẩm. Quan tâm của Dalton về khí quyển đã cung cấp phương pháp hóa học để dẫn ông đến với nguyên tử.
Dalton bắt đầu đi tìm “những phân tử sơ đẳng này”, tìm kiếm những cách thực nghiệm để đưa chúng vào một hệ thống định lượng. Vì các chất khí là những dạng vật chất có cấu trúc lỏng lẻo nhất và di động nhất, Dalton đã tập trung vào khí quyển, là hỗn hợp các chất khí làm thành không khí, để làm “khởi điểm cho suy nghĩ của ông về nguyên tử”. Ông viết cho các đồng nghiệp trong Hội Văn học và Triết học Manchester của ông “Tại sao nước không chấp nhận thể tích của mọi chất khí như nhau? Tôi hầu như tin chắc rằng hoàn cảnh tùy thuộc khối lượng và số lượng của những phân tử sơ đẳng của mỗi chất khí - những phân tử nào nhẹ nhất và ở thể đơn thì khó hấp thu nhất, các phân tử khác dễ hấp thu hơn, tùy theo khối lượng và tính phức tạp của chúng gia tăng”.
Dalton đã khám phá ra, không khí không phải là một hóa chất đơn dễ tan mà là một hỗn hợp các chất khí, mỗi chất khí luôn duy trì sự riêng biệt của mình và hoạt động độc lập. Kết quả các thí nghiệm của ông là tác phẩm nổi tiếng thời đại: Bảng Khối lượng các phân tử sơ đẳng của các chất khí và các vật thể khác. Lấy hydro là 1, ông đã phân mục 21 chất. Ông hình dung những “phân tử sơ đẳng” vô hình như là những quả cầu đặc cực nhỏ, giống như những viên bi nhưng nhỏ hơn nhiều và ông đề nghị đem áp dụng định luật Newton về lực hấp dẫn của vật chất vào những phân tử này. Ông nhắm tới “một cái nhìn mới về những nguyên lý đệ nhất của các yếu tố của vật thể và sự phối hợp của chúng”, mà ông “không nghi ngờ... trong tương lai sẽ mang lại những thay đổi tối quan trọng trong hệ thống hóa học và giản lược toàn thể hệ thống vào sự đơn sơ nhất và dễ hiểu đối với những người dốt nát nhất”. Khi ông chứng minh một “phân tử không khí tựa trên 4 phân tử nước”, giống như “một khối vuông các viên bi” mà mỗi viên bi nhỏ chạm vào viên bên cạnh, ông đã cung cấp một mô hình cho hóa học hữu cơ của thế kỷ tiếp theo.
Trong những bài giảng quen thuộc của mình, Dalton sáng chế ra “những ký hiệu riêng để biểu thị những yếu tố hay những phân tử sơ đẳng”, được liệt kê trong bảng khối lượng nguyên tử. Đương nhiên Dalton không phải người đầu tiên sử dụng các ký hiệu biểu thị các chất hóa học - các thợ hóa kim cũng có những ký hiệu riêng của họ. Nhưng ông có lẽ là người đầu tiên sử dụng các ký hiệu như thế trong một hệ thống các “phân tử sơ đẳng”. Ông lấy chất hydro làm đơn vị, rồi ông tính khối lượng các phân tử như là tổng số khối lượng của các nguyên tử hợp thành và như vậy ông đã cung cấp một tổng hợp mới cho khoa hóa học.
Nguyên tử không thể hủy của Dalton đã trở thành nền tảng của một khoa hóa học vừa xuất hiện, cung cấp những nguyên lý cơ bản - các định luật về sự cấu thành bền bỉ và những tỷ lệ đa dạng, sự phối hợp các yếu tố hóa học theo tỷ lệ đơn giản của các khối lượng nguyên tử của nó.
Năm 1787 ông bắt đầu ghi chép về khí tượng học, đưa vào đó hơn 200.000 các quan sát. Công trình đầu tiên của ông là “Các luận văn và quan sát khí tượng” (năm 1793), trong đó có nhiều ý tưởng là tiền đề cho các phát minh của ông sau này. Một tác phẩm khác của Dalton Những nguyên lý cơ bản của ngữ pháp tiếng Anh, được xuất bản năm 1801.
Năm 1808, John Dalton đã đưa ra lý thuyết nguyên tử để giải thích định luật bảo toàn khối lượng và định luật tỷ lệ các chất trong các phản ứng hoá học. Lý thuyết của ông dựa trên năm giả thuyết. Giả thuyết thứ nhất phát biểu rằng tất cả vật chất đều được tạo thành từ các nguyên tử. Giả thuyết thứ hai là các nguyên tử của cùng một nguyên tố sẽ có cùng một cấu trúc và tính chất. Giả thuyết thứ ba là các nguyên tử không thể bị phân chia, không thể được sinh ra hoặc mất đi. Giả thuyết thứ tư là các nguyên tử của các nguyên tố khác nhau kết hợp với nhau để tạo ra các hợp chất. Giả thuyết thứ năm là trong các phản ứng hoá học, các nguyên tử có thể kết hợp, phân tách hoặc tái sắp xếp lại. Lý thuyết của Dalton không chỉ giải thích các định luật trên mà còn là cơ sở để xây dựng các lý thuyết khác về nguyên tử sau này.
Dalton là thành viên của nhiều hiệp hội khoa học, viện sĩ thông tấn viện Hàn lâm Pháp năm 1816. Ông đã viết nhiều công trình nghiên cứu giải thích sức đẩy của hơi nước tăng lên thế nào tùy theo sự tăng lên của nhiệt độ. Ông cũng nghiên cứu bệnh loạn sắc trên bản thân mình vì ông bị mắc chứng bệnh ấy. Về hóa học, ông đã đưa ra định luật về áp suất riêng của chất khí và về sự hòa tan của hỗn hợp khí vào chất lỏng, sắp xếp bảng trọng lượng nguyên tử, trình bày rõ ràng cơ sở của thuyết nguyên tử sau này. Công trình có giá trị của ông là “Hệ thống mới của triết học hóa học”.
Dalton mất tại Manchester năm 1844 vì bị đột quỵ. Sau khi ông mất, để tưởng nhớ tới công lao của ông, một bức tượng bán thân ông được dựng tại Viện Hoàng gia Manchester.