「空気を作る粒が原子でできている」ということに世界で初めて気がついたのは，ドルトンという今から１００年ほど前のイギリス人でした．ドルトンの家は織物を作る仕事をしていましたが，たいへんまずしかったそうです．しかし，ドルトンは苦労して自分で勉強をして，当時の小学校にあたる学校で数学や理科を教える教員になりました．学校で授業をするかたわら，ドルトンは天気の変化に興味を持って気象観測を続け，また，天気の変化の原因となっている空気の性質について詳しく調べました．
その中に，窒素と酸素が化合した物質の性質についての研究がありました．空気の中の窒素と酸素は，ふつうは化合しないのですが，高い温度で反応させると化合した物質ができます．窒素と酸素が化合するときの重さの割合を詳しく調べたところ，窒素が１４に対して，酸素が８，１６，２４，３２，４０という比になっていました．８を基準にすると，それぞれ１倍，２倍，３倍，４倍，５倍というわけです．これをドルトンの「倍数の法則」といいます．
ドルトンは「倍数の法則」がなりたつ理由を次のように考えました．窒素や酸素は，それぞれ決まった重さの小さな粒でできていて，その粒がくっつく数によって，化合するときの重さの比率が違う．つまり，窒素の粒２個に対して酸素の粒１個が化合した物質（窒素の重さ１４のとき，酸素の重さ８）と，窒素の粒２個に対して酸素の粒が２個化合した物質（窒素の重さ１４に対して，酸素の重さ１６）を比べると，酸素の比率は後者が前者の２倍になっている，というわけです．
物質が目に見えないような粒子からできているという考え方は，古くギリシャ時代からありました．古代ギリシャ人たちは，そのような粒子のことを，「物質を作っている一番小さい単位で，それ以上分割できないもの」という意味で，アトムと呼びました．古代ギリシャ人たちのアトムは想像上のものでしたが，ドルトンは実際の物質が原子でできているということの手がかりをつかんだわけです．
「この世の中のものはすべて原子でできている」という考え方は，現在の自然科学の基礎になっていますから，ドルトンは科学を作った偉人の一人といってよいでしょう．けれども，ドルトンは一生を科学の真理を探究するために捧げ，名誉や地位にこだわらない人生を送ったそうです．