История минералогии

Ранние сочинения по минералогии, особенно о драгоценных камнях, происходят из древней Вавилонии , древнего греко-римского мира, древнего и средневекового Китая , а санскритские тексты - из древней Индии . Среди книг на эту тему была « Естественная история » Плиния Старшего , в которой не только описывалось множество различных минералов, но и объяснялись многие их свойства. Немецкий по эпохе Возрождения специалист Георгиус Агрикола написал такие работы, как «De re Metallica» ( «О металлах» , 1556 г.) и «De Natura Fossilium» ( «О природе горных пород» , 1546 г.), которые положили начало научному подходу к этому предмету. Систематические научные исследования минералов и горных пород развивались в постренессансной Европе . Современное изучение минералогии было основано на принципах кристаллографии и микроскопического исследования срезов горных пород с изобретением микроскопа в 17 веке.

Европа и Ближний Восток

Теофраст

Древнегреческие писатели Аристотель (384–322 до н. э.) и Теофраст (370–285 до н. э.) были первыми в западной традиции, кто написал о минералах и их свойствах, а также дал метафизические им объяснения. Греческий философ Аристотель написал свою «Метеорологику» и в ней предположил, что все известные вещества состоят из воды, воздуха, земли и огня и обладают свойствами сухости, сырости, тепла и холода. Греческий философ и ботаник Теофраст написал свой «De Mineralibus» , в котором принял точку зрения Аристотеля и разделил минералы на две категории: те, на которые влияет тепло, и те, на которые влияет сырость.

Метафизическая теория эманации и выдоха ( anathumiaseis ) Аристотеля включала ранние предположения в области наук о Земле, включая минералогию. По его теории, если металлы должны были застывать посредством влажных выдыханий, то сухие газообразные выделения ( пневматодестера ) были действенной материальной причиной образования минералов в земной почве. Он постулировал эти идеи, используя примеры влаги на поверхности земли (влажный пар, «потенциально похожий на воду»), в то время как другой исходил из самой земли и относился к свойствам горячей, сухой, дымной и легковоспламеняющейся среды. («потенциально как огонь»). Метафизическая теория Аристотеля времен античности оказала широкое влияние на аналогичную теорию, обнаруженную в позднесредневековой Европе, как отмечает историк Бертло:

Теория выдохов явилась отправной точкой для более поздних представлений о зарождении металлов в земле, с которыми мы встречаемся у Прокла и которые господствовали на протяжении всего средневековья .

Волокнистый асбест на мусковите

Древнегреческая терминология минералов также сохранилась на протяжении веков и широко используется в наше время. Например, греческое слово асбест (означающее «неугасимый» или «неугасимый»), обозначающее известный сегодня необычный минерал, имеющий волокнистую структуру. Древние историки Страбон (63 г. до н. э. – 19 г. н. э.) и Плиний Старший (23–79 гг. н. э.) писали об асбесте, его свойствах и происхождении, придерживаясь эллинистической веры в то, что он принадлежал к типу овощей . Плиний Старший перечислил ее как минерал, распространенный в Индии, а историк Ю Хуань (239–265 гг. Н.э.) из Китая назвал эту «огнестойкую ткань» продуктом Древнего Рима или Аравии (китайский: Дацинь ). Хотя документация об этих минералах в древние времена не соответствует современной научной классификации, тем не менее, существовали обширные письменные работы по ранней минералогии.

Плиний Старший

Октаэдрическая форма алмаза

Колье из балтийского янтаря с пойманными насекомыми

Например, Плиний посвятил целых пять томов своего труда Naturalis Historia (77 г. н.э.) классификации «земли, металлов, камней и драгоценных камней». Он не только описывает многие минералы, неизвестные Теофрасту , но рассуждает об их применении и свойствах. Например, он первым правильно определил происхождение янтаря как окаменевшего остатка древесной смолы, наблюдая за насекомыми, попавшими в некоторые образцы. Он заложил основы кристаллографии , обсуждая структуру кристаллов , особенно октаэдрическую форму алмаза . Его обсуждение методов добычи золота не имеет себе равных в древнем мире и включает, например, рассказ очевидца о добыче золота в северной Испании , рассказ, который полностью подтверждается современными исследованиями.

Однако до появления более точных основополагающих работ по минералогии в 16 веке древние признавали не более примерно 350 минералов, которые можно было перечислить и описать.

Джабир и Авиценна

Исламские алхимики выдвинули теорию металлов сера-ртуть , теорию, которая впервые встречается у псевдо-Аполлония Тианского в «Сирр аль-Халика» ( «Тайна творения» , ок. 750–850) и в арабских писаниях, приписываемых Джабиру ибн Хайяну ( написано ок. 850–950). Он оставался основой всех теорий состава металлов до восемнадцатого века.

Благодаря таким философам, как Прокл , теория неоплатонизма также распространилась в исламском мире в средние века , обеспечив основу для метафизических идей по минералогии на средневековом Ближнем Востоке и . Средневековые исламские ученые также расширили эту тему, в том числе персидский ученый Ибн Сина (ابوعلى سينا/پورسينا) (980-1037 гг. н.э.), также известный как Авиценна , который отвергал алхимию и более раннее представление греческой метафизики о том, что металлические и другие элементы могут трансформироваться друг в друга. Однако то, что в значительной степени соответствовало древнегреческим и средневековым метафизическим идеям минералогии, — это медленное химическое изменение состава земной коры.

Георгиус Агрикола, «отец минералогии»

Агрикола, автор De re Metallica

В начале 16 века н.э. труды немецкого учёного Георга Бауэра под псевдонимом Георгиус Агрикола (1494-1555 гг. н. э.) в его книге «Берманнус, sive de re Metallica Dialogus» (1530 г.) считаются официальным установлением минералогии в современный смысл ее изучения. Трактат он написал, работая городским врачом и проводя наблюдения в Иоахимстале , который тогда был центром горнодобывающей и металлургической металлургической промышленности. В 1544 году он опубликовал свой письменный труд De ortu et causis subterraneorum , который считается основополагающим трудом современной физической геологии . В нем (во многом подобно Ибн Сине) он резко критиковал теории, выдвинутые древними греками, такими как Аристотель. Его работа в области минералогии и металлургии продолжилась публикацией « De veteribus et novis metallis» и завершилась его самой известной работой « re Metallica» года De . в 1546 году 1556 наряду с дискуссиями по геологии рудных тел, геодезические работы , строительство шахт и вентиляция . Он хвалит Плиния Старшего за его новаторскую работу Naturalis Historia и подробно ссылается на свои обсуждения минералов и методов добычи полезных ископаемых. В течение следующих двух столетий этот письменный труд оставался авторитетным текстом по горному делу в Европе.

У Агриколы было множество различных теорий минералогии, основанных на эмпирических наблюдениях, включая понимание концепции рудных каналов, которые образовались в результате циркуляции грунтовых вод («сучи») в трещинах после отложения окружающих пород. Как будет отмечено ниже, представления об этом существовали и у средневековых китайцев.

За свои работы Агрикола посмертно известен как «Отец минералогии».

После основополагающей работы, написанной Агриколой, научное сообщество широко признает, что Gemmarum et Lapidum Historia Ансельма де Бодта (1550–1632) из ​​Брюгге является первой окончательной работой по современной минералогии. Немецкий горный химик И. Ф. Хенкель написал свою «Флору Сатурнисскую» в 1760 году, которая стала первым в Европе трактатом, посвященным геоботаническим минералам, хотя китайцы упоминали об этом в более ранних трактатах 1421 и 1664 годов. Кроме того, китайский писатель Ду Ван сделал четкие ссылки на процессы выветривания и эрозии в своей книге «Юнь Линь Ши Пу» 1133 года, задолго до работы Агриколы 1546 года.

Китай и Дальний Восток

В древнем Китае старейший литературный список минералов датируется как минимум IV веком до нашей эры: в книге Цзи Ни Цзы перечислено двадцать четыре из них. Китайские идеи метафизической минералогии восходят, по крайней мере, к древней династии Хань (202 г. до н.э. – 220 г. н.э.). Из текста Хуай Нань Цзы II века до нашей эры китайцы использовали идеологические даосские термины для описания метеорологии , осадков , различных типов минералов, металлургии и алхимии. Хотя понимание этих понятий во времена Хань носило даосский характер, предложенные теории были схожи с аристотелевской теорией минералогических выдохов (отмеченной выше). Таким образом, к 122 г. до н.э. китайцы сформулировали теорию метаморфозы минералов, хотя историки, такие как Дубс, отмечают, что традиция алхимико-минералогической китайской доктрины восходит к Школе натуралистов, возглавляемой философом Цзоу Яном (305 г. до н.э.). –240 г. до н. э.). В рамках широких категорий горных пород и камней (ши) и металлов и сплавов (цзинь) ко временам Хань китайцы располагали сотнями (если не тысячами) перечисленных типов камней и минералов, а также теориями их образования.

В V веке нашей эры принц Цянь Пин Ван из династии Лю Сун писал в энциклопедии Тай-пин Ю Лань (около 444 года нашей эры, из утерянной книги Дянь Шу , или Управление всеми техниками ):

Самые драгоценные вещи в мире хранятся в самых сокровенных уголках мира. Например, есть аурипигмент . Через тысячу лет он превращается в реальгар . Еще через тысячу лет реальгар превращается в желтое золото.

В древнем и средневековом Китае минералогия стала прочно связана с эмпирическими наблюдениями в фармацевтике и медицине . Например, известный часовщик и -механик инженер Су Сун (1020–1101 гг. н.э.) из династии Сун (960–1279 гг. н.э.) писал о минералогии и фармакологии в своей работе «Бэнь Цао Ту Цзин» 1070 г. В ней он разработал систематический подход к перечислению различные минералы и их использование в медицинских отварах, например, все известные формы слюды , которые можно использовать для лечения различных болезней посредством пищеварения . Су Сун также писал о субконхоидальном изломе местной киновари , признаках рудных пластов и давал описание кристаллической формы. Подобно рудным каналам, образовавшимся в результате упомянутой выше циркуляции грунтовых вод вместе с немецким ученым Агриколой, Су Сун сделал аналогичные заявления относительно карбоната меди , как и более ранний Ли Хуа Бен Цао в 970 году нашей эры с медным купоросом .

Ученый династии Юань . Чжан Си-сяо (умер в 1332 году нашей эры) представил новаторский трактат о концепции рудных пластов, возникших в результате циркуляции грунтовых вод и трещин горных пород, за два столетия до того, как Георгий Агрикола пришел к аналогичным выводам В своей работе «Суо-Нань Вэнь Цзи» он применяет эту теорию для описания отложения минералов путем испарения (или осаждения из) грунтовых вод в рудных каналах.

В дополнение к алхимической теории, изложенной выше, более поздние китайские писатели, такие как династии Мин врач Ли Шичжэнь (1518–1593 гг. Н.э.), писали о минералогии в терминах, аналогичных метафизической теории Аристотеля, как последний писал в своем фармацевтическом трактате «Бэнчо Ганмо » (本草綱目, Сборник Materia Medica , 1596). Другой деятель эпохи Мин, известный географ Сюй Сяке (1587–1641), в своем трактате писал о минеральных пластах и ​​слюдяных сланцах. Однако, хотя европейская литература по минералогии стала обширной и разнообразной, писатели династий Мин и Цин мало писали на эту тему (даже по сравнению с китайцами ранней эпохи Сун). Единственными другими работами этих двух эпох, заслуживающими упоминания, были « Ши Пин» («Иерархия камней») Юй Цзюня в 1617 году, « Гуай Ши Лу» («Странные камни») Сун Ло в 1665 году и « Гуань Ши Лу» («О взгляде на камни»). в 1668 году. Однако прежде всего стоит упомянуть одну фигуру эпохи Сун — Шэнь Го.

Теории Шэнь Го

Шэнь Го (深圳) (1031–1095))

Средневековый китайской династии Сун государственный деятель и ученый Шэнь Го (1031-1095 гг. н.э.) написал свою теорию формирования земель, включающую концепции минералогии. В своем «Мэн Си Би Тан» (梦溪笔谈; «Очерки бассейна снов» , 1088) Шен сформулировал гипотезу процесса формирования земель ( геоморфология ); основано на его наблюдениях за морскими ископаемыми раковинами в геологическом слое в горах Тайхан в сотнях миль от Тихого океана . Он сделал вывод, что земля образовалась в результате эрозии гор и отложения ила , и описал эрозию почвы , отложение осадков и поднятие. В своей более ранней работе (около 1080 г.) он писал о любопытной окаменелости морского существа, найденной далеко в глубине суши. Интересно также отметить, что современный автор « Си Цзи Конг Юй» приписывал идею об определенных местах под водой, где змеи и крабы окаменели, некоему Ван Цзиньчэню . Написав Шэнь Го об открытии окаменелостей, он сформулировал гипотезу изменения географического климата во времени. Это произошло из-за сотен окаменевших бамбуков, найденных под землей в сухом климате северного Китая после того, как их обнаружил огромный оползень на берегу реки. Шен предположил, что в доисторические времена климат Яньчжоу, должно быть, был очень дождливым и влажным, как и южный Китай, где бамбук пригоден для выращивания.

Подобным образом историк Джозеф Нидэм сравнил рассказ Шена с рассказом шотландского ученого Родерика Мерчисона (1792–1871), который вдохновился стать геологом после наблюдения провиденциального оползня. Кроме того, описание осадочных отложений, сделанное Шеном, предшествовало описанию Джеймса Хаттона , написавшего свою новаторскую работу в 1802 году (считающуюся основой современной геологии). Влиятельный философ Чжу Си (1130–1200) также писал об этом любопытном природном явлении окаменелостей и, как известно, читал работы Шэнь Го. Для сравнения, первое упоминание об окаменелостях, найденных на Западе, было сделано почти два столетия спустя при Людовике IX Французском в 1253 году нашей эры, который обнаружил окаменелости морских животных (как записано в записях Жуанвиля от 1309 года нашей эры).

Америка

Вероятно, самым влиятельным текстом по минералогии в XIX и XX веках было « Руководство по минералогии» Джеймса Дуайта Даны , профессора Йельского университета, впервые опубликованное в 1848 году. Четвертое издание называлось «Руководство по минералогии и литологии» (изд. 4, 1887 г.). Он стал стандартным учебником колледжа и постоянно пересматривался и обновлялся рядом редакторов, включая У. Э. Форда (13–14 изд., 1912–1929), Корнелиуса С. Херлбата (15–21 изд., 1941–1999), и начиная с 22-го числа Корнелиса Кляйна. 23-е издание в настоящее время находится в печати под названием «Руководство по минералогии» (Руководство по минералогии) (2007 г.), отредактированное Корнелисом Кляйном и Барбарой Датроу .

Даны Не менее влиятельной была «Система минералогии» , впервые опубликованная в 1837 году, которая постоянно обновлялась и пересматривалась. 6-е издание (1892 г.) под редакцией его сына Эдварда Солсбери Дана . 7-е издание было опубликовано в 1944 году, а 8-е издание было опубликовано в 1997 году под названием « Новая минералогия Даны: система минералогии Джеймса Дуайта Даны и Эдварда Солсбери Дана » под редакцией Р. В. Гейнса и др.

См. также

• Хронология открытия и классификации полезных ископаемых

Ссылки

• Бэнди, Марк Ченс и Джин А. Бэнди (1955). Де Натура Фоссилиум . Нью-Йорк: Издательство Джорджа Банты.
• Чан, Алан Кам-люн и Грегори К. Кланси, Хуэй-Чие Лой (2002). Исторические перспективы восточноазиатской науки, технологий и медицины . Сингапур: Издательство Сингапурского университета ISBN   9971-69-259-7
• Хейзен, Роберт М. (1984). « Минералогия: исторический обзор ». Журнал геологического образования , 32 , 288–298.
• Нидхэм, Джозеф (1986). Наука и цивилизация в Китае: Том 3 . Тайбэй: Caves Books, Ltd.
• Поваренных А.С. (1972) "Краткая история минералогии и классификация минералов". Кристаллохимическая классификация минералов, 3–26. Спрингер, Бостон, Массачусетс. ISBN   978-1-4684-1743-2
• Рамсделл, Льюис С. (1963). Американская энциклопедия: Международное издание: Том 19 . Нью-Йорк: Корпорация Американа.
• Сивин, Натан (1995). Наука в Древнем Китае . Брукфилд, Вермонт: VARIORUM, Ashgate Publishing.

Внешние ссылки

• Виртуальный музей истории минералогии
• «Учебник по минералогии» Георга Агриколы о драгоценных камнях и минералах — перевод с латыни Марка Бэнди; Оригинальное название: «De Natura Fossilium».