节选自《文明之光》

显微镜不仅让我们看到了细胞，而且还间接地证实了分子的存在，从那以后研究基本粒子成为物理学的一大分支。

近代物理和化学的发展，让我们认识到了构成物质的基本单位——分子，它是维持物质化学特性的最小单位。将分子再往下分，物质的性质就变了，比如一个氧原子和一个碳原子构成一氧化碳，这是一种带有剧毒的气体，而构成它的氧是无毒的，而且是我们新陈代谢必须的元素，碳也是没有毒的。当我们试图将一个分子继续分下去时，得到的物质已经不是原来的物质了。分子非常小，不仅肉眼看不见，而且任何光学显微镜也看不见。

虽然意大利科学家阿伏伽德罗和英国科学家约翰·道尔顿（John Dalton）等人在19世纪初都提出现代的分子学说，尤其是后者的学说非常完备，（我们今天的中学物理课本关于分子的理论基本上来源于道尔顿），但是仍然缺乏有力的证据证实。在19世纪，物理和化学都取得了很多重大发现，因此虽然人们看不见分子，但是各种实验的结果表面，如果分子论是正确的，那么这些实验结果就解释得通，否则就解释不通，因此科学家普遍接受了道尔顿的分子理论，并由于指导他们的研究。任何科学的结论，最终必须有办法证实或者证伪，否则就是伪科学。在道尔顿之后科学家们就一直试图找到间接的证据来证实分子的存在。

(在没有电子显微镜的条件下，无法直接看到分子)。1827年英国生物学家罗伯特∙布朗在显微镜下发现灰尘或者花粉等小颗粒在移动，开始他以为自己发现了一种微生物，但是很快证明这种毫无规律的运动并非微生物在移动，而是另有原因。直到半个世纪后的1877年，德赛尔(J.Desaulx)提出了水分子随机的热运动导致花粉运动的解释。1905爱因斯坦给出了分子热运动带动花粉布朗运动的数学模型，几年后法国物理学家让 佩兰（Jean Perrin，1870-1942）在爱因斯坦的理论的指导下进行了大量的试验，证实了分子的存在，他也因此获得了诺贝尔奖。对于爱因斯坦，如果将来有机会，一定要专门谈一谈，他是继牛顿之后科学的集大成者。虽然人们了解他一般都局限于相对论，但是他对世界科学的贡献远不止于此，对于分子论的确立，爱因斯坦居功至伟。

图6.28. 布朗运动（大球体为花粉或者灰尘，小的是水分子）