Так Дж. Дальтон, применяя приемы индукции — сопутствующих изменений и отсутствия, — экспериментально доказал, что воздух не есть причина испарения воды и вообще, что мнимое взаимное притяжение газов не есть причина их смешения (диффузии).
Но что же в таком случае является причиной названных физических (а не химических!) явлений? Ведь если бы такой причиной было взаимное отталкивание частиц материи вообще, то частицы воды отталкивались бы не только одна от другой, но и от частиц воздуха, а это препятствовало бы испарению воды. То же самое наблюдалось бы и при смешении разных газов. Значит, заключил Дж. Дальтон, необходимо допустить, что существуют специфические отталкивания — например, у частиц воды — только друг от друга. Следовательно, надо допустить столько различных видов отталкивания, сколько существует на свете качественно различных веществ. К такому итогу Дж. Дальтон пришел в 1801 году. Его противники во Франции сразу же обнаружили эту слабую сторону его объяснений и обрушились на нее с острой критикой. Дж. Дальтон, конечно, понял уязвимость своего объяснения. Он стал искать способ заменить множество выдуманных им отталкивательных сил, которых все равно никто не признает, только одной, но которую признали бы все. И он вскоре нашел: это была теплота.
Но спрашивается: каким же образом она действует, если благодаря ей частицы воды отталкиваются только друг от друга, но не от частиц воздуха? И тут на ум ему пришло сравнение: оно сработало, очевидно, как подсказка-трамплин, — все дело в размерах самих частиц.
Подобно тому как мелкие дробинки проваливаются в промежутки между крупными ядрами, так и мелкие частицы, отталкиваясь одна от другой, «проваливаются» в промежутки между крупными частицами.
Такое чисто механическое представление в глазах Дж. Дальтона позволяло преодолеть ППБ, согласно которому явления испарения и диффузии приписывались химическому фактору. Но Дж. Дальтону как ученому было мало высказанной им гипотезы: он понимал, что ее надо доказать экспериментально. Но как это сделать?
Тут мысль Дж. Дальтона совершила в течение двух лет длинный и весьма запутанный путь, а главное, фантастически причудливый. Прежде всего следовало установить, что надо понимать под размером газовых или паровых частиц. Дж. Дальтон, как и его предшественник И. Ньютон, был атомистом. Но атомы он понимал своеобразно, а именно как окруженные (каждый) тепловой атмосферой (оболочкой из вещества теплорода). Именно этими своими атмосферами (оболочками) они и отталкиваются друг от друга. А как же вычислить размеры этих оболочек?
Так как они вплотную примыкают друг к другу, заполняя весь объем, занятый данным газом или паром, то, очевидно, надо разделить этот объем на общее число таких частиц, присутствующих в нем. Все это было хорошо, но каким образом можно сосчитать число газовых или паровых частиц, находящихся в данном объеме?
Эту головоломную задачу Дж. Дальтон решил следующим оригинальным образом: надо общий вес газа (пара) в данном объеме разделить на вес отдельной частицы, что и даст нам желаемое знание о числе присутствующих здесь частиц. А так как абсолютного значения веса отдельной частицы Дж. Дальтон не знал и знать, конечно, не мог, то он пришел к гениальной мысли определить относительный вес частицы, то есть вес заключенного в ней атома.
Так было рождено само понятие атомного веса как относительного свойства, и вся задача свелась к тому, чтобы установить значение этого свойства у отдельных элементов. А для этого нужно было принять вес атома одного какого-нибудь элемента за единицу. За таковую Дж. Дальтон принял вес атома наиболее легкого элемента — водорода. Заметим, кстати, что он не делал различия между атомом и молекулой.
Теперь возникла еще одна трудность: как определить состав сложных частиц, состоящих из двух, а может быть, и большего числа элементов. Дж. Дальтон нашел выход из положения: если известно только одно такое вещество, то ему надо приписывать простейший состав: один атом одного элемента соединяется с одним же атомом другого. Поэтому состав частицы воды им мыслился так: один атом водорода соединен с одним атомом кислорода. Отсюда он вычислил (причем получил, конечно, совершенно фиктивные числа), что объем частицы водорода якобы во много раз превышает объем, скажем, частицы азота, так что частицы азота, выходит, могут «проваливаться» между частицами водорода, как дробинки между ядрами. Так Дж. Дальтон счел доказанным свое объяснение явлений диффузии (смешения газов) и испарения, ради чего и были предприняты поиски, завершившиеся открытием атомного веса элементов.