科学者が，自然のしくみを調べるときに，一番だいじなのは想像力です．自然のしくみを見ぬくためには，常識をこえた想像力が必要です．原子という考えも，そうした想像力の産物です．古代ギリシャのデモクリトスという人が，原子ということを考えたのも，ものをどんどんこまかく分けていったら，どこまで小さくできるのだろう，ということをつきつめて考えた結果でした．
近代になってから，現在に近い意味で原子の考え方を使ったのは，イギリスのジョン・ドルトンという人でした．日本では江戸時代の終わりくらいにあたります．ドルトンは12才のころから今でいう小学校の先生をしながら，57年間も気象観測を続けていました．たぶん子どものころから，とても頭がよいことをみとめられていたのでしょう．
ドルトンは，空気の性質を知るために，低いところと高いところの空気の成分を調べてみました．窒素と酸素は重さがわずかに違うので，やや重い酸素の方が下の方で多くなるのはずです．ところが，予想に反して，窒素と酸素の比率は高さによって変わらなかったのです．そこで，ドルトンは，空気が重さが異なる原子でできていて，それらの原子がたがいにしりぞけあう力をおよぼすので，よくまざってしまうのではないか，と考えてみました．そこで，原子の性質について
①すべての物質は，それ以上分割できない原子でできている．
②1つの種類の原子は，重さなどの性質がすべて同じである．ことなる種類の原子は，種類によって重さなどの性質がちがっている．
③原子が化合するとき，その数の比は整数になる
ということを仮定してみました．それまでは，すっぱい味の物質を作る原子はトゲトゲがあるのではないかというように，原子の性質は形のちがいだとする考え方が主流でしたから，重さが違うというようなドルトンの考え方は，当時としてはとても変わっていたのです．しかし．この仮定にもとづいて考えると，気体のいろいろな性質がとてもうまく説明できることに気づきました．たとえば，天文学者でもあったウォラストンという人が，ある体積の水素の重さを1とすると，同じ体積の気体をつくるいくつかの成分の重さの比が整数になることに気づきました．たとえば，一酸化炭素と二酸化炭素では，水素を1とすると炭素は水素の12倍の重さになります．そのとき酸素の重さは一酸化炭素では16，二酸化炭素では32の重さの酸素がふくまれているというわけです．ドルトンが考えた③の仮定を使うと，一酸化炭素は炭素原子1に対して酸素原子が1，二酸化炭素は炭素原子1に対して酸素原子が2入っているということになります．そうすると，水素原子1個の重さを1とした場合，炭素原子1個の重さは12，酸素原子1個の重さは16であることが分かります．このような原子1個の重さのことを原子量と呼んでいます．現在では，原子量は，水素原子ではなく，炭素原子を基準にして決められています．原子は，くっつきやすさなどの性質いがいでも，種類によって重さや形もちがっていたのです．
しかし，ドルトンの考えた，空気をつくる原子のようすは，現在の科学者の考え方ともずいぶん違ったところがあります．ドルトンは，原子同士がしりぞけあう力をおよぼしあって位置が動くことはないと思っていたようです．さらに，空気をあたためるとふくらむのは，熱をあたえると原子のまわりをとりまいている「熱ふんいき」という部分がふくらむからであるとしました．現在は，熱の正体は原子の運動そのもので，空気をあたためるとふくらむのはそのせいであると考えられています．
ドルトンは，ずっとイギリスのマンチェスターに住んでいて，一生のあいだ，そこからはなれることはありませんでした．晩年は脳梗塞になり，77才のときにベッドから落ちて亡くなっているのが発見されました．