John Dalton, né le 6 septembre 1766 à Eaglesfield et mort le 27 juillet 1844 à Manchester, est un chimiste et physicien britannique.
Il est connu surtout pour sa théorie atomique, publiée en 1808, ainsi que pour ses recherches sur le daltonisme.
John Dalton vient d’une humble famille quaker. Sa mère, Deborah Greenup, et son père, Joseph Dalton ont eu trois enfants : Jonathan, John, Marie. Grâce à l'aide de son père et d'un ami de la famille, John Fletcher, professeur à l'école des quakers d'Eaglesfield, Dalton a reçu une excellente formation en mathématiques et en sciences physiques. Dalton est une personne qui a le sens de l’enseignement dès l'enfance. À la retraite de John Fletcher en 1778, il commence lui aussi à enseigner dans cette école. Il ne reçoit que cinq shillings par semaine, ce qui l'oblige, trois ans plus tard, à reprendre le travail à la ferme. Toutefois, pendant ce temps, il reçoit de la part d'un de ses proches, Elihu Robinson, un enseignement en mathématiques.
L’année suivante, à ses quinze ans, il redevient enseignant dans une école privée dirigé par un de ses proches parents. Il exercera cette activité avec passion tout au long de sa vie. En 1781, il quitte son village natal pour devenir l'assistant de son cousin George Bewley, qui s'occupe d'une école à Kendal. Il y passe les douze années suivantes et, en 1785, à la retraite de ce dernier, il en devient le directeur adjoint, avec son frère aîné Jonathan.
En 1804 et 1809, Dalton est invité à enseigner à Londres, puis en 1822, il devient membre de la Royal Society (« Société royale »). En 1826, il reçoit la Royal Medal (« Médaille royale »). En 1830, Dalton devient l'un des huit associés étrangers de l'Académie française des sciences. Au cours de l'année 1833, les universités d'Oxford et d'Edimbourg lui décernèrent simultanément le titre de docteur.
En dépit d’un accident vasculaire cérébral mineur subi en 1837, puis d’un second en 1838, qui a laissé une déficience de la parole, il a conservé sa capacité à effectuer des expériences. Après avoir subi un nouvel AVC, en mai 1844, qui le laisse avec un tremblement dans la main, il note consciencieusement, comme tous les autres jours, sa dernière observation météorologique dans son journal, le 26 juillet, avant d’être retrouvé mort, tombé de son lit, par son domestique.
Vers 1790, il pense se diriger vers le droit ou la médecine, mais ses projets reçoivent peu d'encouragements de la part de ses proches et il reste à Kendal jusqu'à son départ pour Manchester au printemps 1793. Il est nommé professeur de mathématiques et de philosophie naturelle au New College de Manchester. Il tient cet emploi jusqu'en 1799, lorsque le collège est déplacé à York. Il devient alors professeur de mathématiques et de chimie à la Warrington Academy où il installa un laboratoire de recherches de bonne qualité. Ses travaux ont rapidement suscité l'attention du monde scientifique de l'époque.
Dalton commence, en 1787, une série d'observations météorologiques qu'il poursuivra pendant cinquante-sept ans, accumulant quelque deux cent mille observations et mesures dans la région de Manchester. Son intérêt pour la météorologie le conduit à étudier différents phénomènes, ainsi que les instruments utilisés pour les mesurer. Il est le premier à prouver la validité de l'idée selon laquelle la pluie a pour cause une baisse de température, et non un changement de la pression atmosphérique. Ses premiers travaux publiés en 1793, Meteorological Observations and Essays, ne suscitent que peu d'intérêt dans la communauté scientifique de l'époque.
À l'âge de 28 ans, il découvre qu'il n'a pas la même vision que le reste de la population. Ce serait, selon certains, la difficulté pour lui à choisir une toge correspondant à son rang dans les cérémonies universitaires qui lui aurait permis de prendre conscience de son déficit dans la perception des couleurs. Le 31 octobre 1794, il présente devant la société philosophique et littéraire de Manchester un article donnant la première description du daltonisme, maladie dont il souffre lui-même. L'explication, telle que la fournit Dalton lui-même dans son article Extraordinary facts relating to the vision of colours, repose en fait sur ses difficultés à corroborer sa vision des couleurs des fleurs avec celle des autres botanistes. Le défaut de la vision colorée est né (pour le rouge et le vert). Cette défaillance porta dès lors le nom de « daltonisme ». Il avait remarqué que son frère présentait les mêmes anomalies, et en avait tiré la conclusion d'une origine héréditaire possible de l'anomalie. Avant sa mort, il souhaita que l'on pratique une autopsie de ses yeux pour confirmer son hypothèse (déjà contestée de son vivant) selon laquelle son déficit serait lié à une anomalie de coloration en bleu de son humeur vitrée (liquide remplissant l'œil). En 1995, l'analyse ADN faite à partir du prélèvement subsistant de ses yeux permit de confirmer que Dalton était bien porteur de l'anomalie génétique caractéristique du daltonisme, et précisément de deutéranopie.
La découverte de la « théorie atomique »
En 1800, Dalton devient secrétaire de la Société littéraire et philosophique de Manchester (Lit & Phil), et l'année suivante, il présente oralement une importante série d'articles intitulée Essais expérimentaux sur la constitution des gaz mélangés, sur la pression de vapeur d'eau et d'autres vapeurs à températures différentes, à la fois dans le vide et dans l'air ; à l'évaporation et à la dilatation thermique des gaz. Ces quatre essais ont été publiés dans les Mémoires de la Lit & Phil, en 1802. Le second de ces essais s'ouvre avec la remarque frappante : « On ne peut guère conserver le moindre doute au sujet de la réductibilité de tous les fluides élastiques [les gaz], quels qu'ils soient, en liquides, et nous ne devons pas désespérer de l'effectuer à de basses températures par de fortes pressions exercées sur les gaz non mélangés. » Après avoir décrit les expériences pour déterminer la pression de vapeur d'eau à différents points entre 0 et 100 °C, Dalton conclut à partir des observations sur la pression de vapeur de six liquides différents, que la variation de la pression de vapeur de l'ensemble des liquides est équivalente, pour une même variation de la température, à la vapeur prise en compte à une pression donnée. Au quatrième essai, il remarque : « Je ne vois aucune raison suffisante pour que nous ne puissions pas conclure que tous les fluides élastiques sous la même pression se dilatent à parts égales sous la chaleur et que, pour toute dilatation donnée de mercure, la dilatation correspondante de l'air est proportionnellement un peu moins élevée à plus haute température. Il semble donc que les lois générales relatives à la quantité absolue et la nature de la chaleur sont plus susceptibles à être dérivées des fluides élastiques que d'autres substances. ».
Ses travaux en météorologie, l’amènent à étudier l’air et les gaz, et donc à étudier la chimie en général.
Dès 1789, la théorie atomique avait été entrevue par Higgins : il supposait que les corps sont composés de particules indivisibles qui s'unissent entre elles dans des proportions définies. John Dalton est le créateur incontesté de la théorie atomique. En étudiant les propriétés physiques de l'air atmosphérique et des autres gaz, Dalton se posa la question suivante : pourquoi les constituants de l'air (azote, oxygène, CO2, vapeur d'eau) ne se séparent-ils pas par ordre de densité (du gaz carbonique, le plus lourd, qui se maintiendrait au niveau du sol, jusqu'à la vapeur d'eau, la plus légère, qui se situerait aux grandes altitudes) et pourquoi ce mélange de gaz reste-t-il constamment homogène ? Tout au long de ses analyses détaillées faites dans toute l'Angleterre (campagnes, villes, villages, vallées, montagnes), l'air était invariable. Il découvrit que dans les mélanges gazeux, chaque constituant se comportait comme s'il était seul dans l'espace considéré. Il fait une conférence devant la Literary and Philosophical Society à Manchester. Durant cette conférence, il expose ses découvertes sur les lois et pour une bonne compréhension de ses travaux, il développe brièvement sa théorie atomique devant un auditoire attentif composé de sept personnes. Il ne s'agit plus dès lors des « atomes » comme l'entendait Démocrite ou des « particules » de Boyle, mais d'une théorie précise, qualitative et aussi quantitative, qui allait montrer son efficacité. Dalton admettait que les gaz sont formés de petites particules qui sont toujours en mouvement. Il pense aussi que les particules (ou les atomes) d'un corps simple sont semblables entre elles, mais qu’elles sont différentes lorsqu'on passe d'un corps à un autre. En somme, une réaction chimique doit pouvoir être identifiée comme étant un agencement nouveau des atomes dans la substance et ces derniers ne subissent aucune altération.