История минералогии - History of mineralogy

Ранние работы по минералогии, особенно о драгоценных камнях, происходят из древней Вавилонии , древнего греко-римского мира, древнего и средневекового Китая , а санскритские тексты - из древней Индии . Книги по этой теме включали Естественную историю из Плиния Старшего , который не только описало много различных минералов , но и объяснены многие из их свойств. Немецкий Ренессанс специалист Georgius Агрикола писал произведения , такие как De ре Металлика ( по металлам , 1556) и De Natura Fossilium ( О природе Rocks , 1546) , который стал научный подход к этому вопросу. Систематические научные исследования минералов и горных пород развивались в постренессансной Европе. Современное изучение минералогии было основано на принципах кристаллографии и микроскопического изучения разрезов 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, написавшими о минералах и их свойствах, а также их метафизическими объяснениями. Греческий философ Аристотель написал свою Meteorologica , и в нем предположил , что все известные вещества состоят из воды, воздуха, земли и огня, со свойствами сухости, сырости, тепло и холод. Греческий философ и ботаник Теофраст написал свою книгу « De Mineralibus» , в которой принял точку зрения Аристотеля и разделил минералы на две категории: на те, на которые воздействует тепло, и на те, на которые влияет сырость.

Метафизическая теория эманации и выдоха ( anathumiaseis ) Аристотеля включала ранние размышления о науках о Земле, включая минералогию. Согласно его теории, в то время как металлы должны были застывать посредством влажного выдоха, сухой газовый выдох ( пневматодестера ) был эффективной материальной причиной минералов, обнаруженных в почве Земли. Он постулировал эти идеи, используя примеры влаги на поверхности земли (влажный пар, «потенциально похожий на воду»), в то время как другой исходил от самой земли, имея в виду свойства горячего, сухого, дымного и легковоспламеняющегося. («потенциально похоже на огонь»). Метафизическая теория Аристотеля со времен античности оказала широкое влияние на аналогичную теорию, найденную в более поздней средневековой Европе, как отмечает историк Бертло:

Теория выдохов явилась отправной точкой для более поздних идей о генерации металлов в земле, которые мы встречаем у Прокла и которые господствовали на протяжении средневековья .

Волокнистый асбест на мусковите

Древнегреческая терминология минералов также сохранилась на протяжении веков и получила широкое распространение в наше время. Например, греческое слово « асбест» (означающее «неугасимый» или «неугасимый») означает необычный минерал, известный сегодня, содержащий волокнистую структуру. Древние историки Страбон (63 г. до н.э. – 19 г. н.э.) и Плиний Старший (23–79 г. н.э.) писали об асбесте, его свойствах и происхождении, с эллинистической верой в то, что это был вид овощей . Плиний Старший перечислил его 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 (кит.: 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

восьмигранная форма алмаза.

Колье из балтийского янтаря с пойманными насекомыми

Например, Плиний посвятил пять полных томов своей работы Naturalis Historia (77 г. н.э.) классификации «земли, металлов, камней и драгоценных камней». Он не только описывает многие минералы, неизвестные Теофрасту , но и обсуждает их применение и свойства. Он первым правильно распознал происхождение янтаря, например, как окаменелого остатка древесной смолы после наблюдения за насекомыми, попавшими в ловушку некоторых образцов. Он заложил основы кристаллографии , обсудив габитус кристаллов , особенно октаэдрическую форму алмаза . Его обсуждение методов добычи не имеет себе равных в древнем мире и включает, например, рассказ очевидца о добыче золота на севере Испании , который полностью подтверждается современными исследованиями.

Однако до более окончательных основополагающих работ по минералогии в 16 веке древние признали не более 350 минералов, которые нужно было перечислить и описать.

Джабир и Авиценна

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

Вместе с такими философами, как Прокл , теория неоплатонизма также распространилась на исламский мир в средние века , обеспечив основу для метафизических идей минералогии на средневековом Ближнем Востоке . Средневековые исламские ученые также расширили это, в том числе персидский ученый Ибн Сина (ابوعلى سينا / ورسينا) (980-1037 гг. Н.э.), также известный как Авиценна , который отверг алхимию и более раннее представление греческой метафизики о том, что металлические и другие элементы могут превращаться друг в друга. Однако, что в значительной степени соответствовало древнегреческим и средневековым метафизическим идеям о минералогии, так это медленное химическое изменение состава земной коры.

Георгий Агрикола, "отец минералогии"

Агрикола, автор De re Metallica

В начале 16 века нашей эры сочинения немецкого ученого Георга Бауэра, псевдонима Георгия Агрикола (1494-1555 гг.), В его книге Bermannus, sive de re Metallica dialogus (1530), считаются официальным учреждением минералогии в современный смысл его изучения. Он написал трактат, работая в качестве городского врача и проведение наблюдений в Иоахимстали , который был тогда центром горнодобывающей и металлургические плавки промышленности. В 1544 году он опубликовал свой письменный труд De ortu et causis subterraneorum , который считается основополагающим трудом современной физической геологии . В нем (как и Ибн Сина) он подверг резкой критике теории, выдвинутые древними греками, такими как Аристотель. Его работа по минералогии и металлургии продолжилась публикацией De veteribus et novis Metallis в 1546 году и завершилась его наиболее известными работами De re Metallica 1556 года. Это была впечатляющая работа, в которой излагались области применения горнодобывающей промышленности , рафинирования и плавки металлов. наряду с обсуждениями геологии рудных тел, изысканиями , шахтным строительством и вентиляцией . Он хвалит Плиния Старшего за его новаторскую работу Naturalis Historia и делает обширные ссылки на его обсуждение полезных ископаемых и методов добычи. В течение следующих двух столетий это письменное произведение оставалось авторитетным текстом по горному делу в Европе.

У Агриколы было много различных теорий по минералогии, основанных на эмпирических наблюдениях, включая понимание концепции рудных каналов, которые были сформированы циркуляцией грунтовых вод («суччи») в трещинах после отложения окружающих пород. Как будет отмечено ниже, средневековые китайцы раньше тоже имели представление об этом.

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

После того, как основополагающая работа , написанной Agricola, она Общепризнанно научное сообщество , что Gemmarum и др Lapidum Historia из Ансельмус Де Будт (1550-1632) из Брюгге является первым окончательным произведением современной минералогии. Немецкий горный химик Й.Ф. Хенкель написал свой « Flora Saturnisans» 1760 года, который был 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 ясно дал понять. ссылки на процессы выветривания и эрозии в его « Юнь Линь Ши Пу» 1133 года, задолго до работы Агриколы 1546 года.

Китай и Дальний Восток

В древнем Китае самый старый литературный список минералов датируется по крайней мере 4 веком до нашей эры, а в книге Цзи Ни Цзы их двадцать четыре. Китайские идеи метафизической минералогии восходят, по крайней мере, к древней династии Хань (202 г. до н.э. - 220 г. н.э.). Начиная со II века до нашей эры в Хуай Нань Цзы , китайцы использовали идеологические даосские термины для описания метеорологии , осадков , различных типов минералов, металлургии и алхимии. Хотя понимание этих концепций во времена Хань было даосским по своей природе, предложенные теории были похожи на аристотелевскую теорию минералогических выдохов (отмеченную выше). К 122 г. до н.э. китайцы сформулировали теорию метаморфоза минералов, хотя такие историки, как Дабс, отмечают, что традиция алхимико-минералогической доктрины Китая восходит к школе естествоиспытателей, возглавляемой философом Цзоу Яном (305 г. до н.э. –240 г. до н.э.). В рамках широких категорий горных пород и камней (ши), металлов и сплавов (цзинь) во времена Хань у китайцев были сотни (если не тысячи) перечисленных типов камней и минералов, а также теории о том, как они образовались.

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

Самые ценные вещи в мире хранятся в самых сокровенных областях. Например, есть арипимент . Через тысячу лет он превращается в реалгар . Еще через тысячу лет реалгар превращается в желтое золото.

В древнем и средневековом Китае минералогия прочно увязалась с эмпирическими наблюдениями в фармацевтике и медицине . Например, известный часовщик и инженер- механик Су Сун (1020–1101 гг.) Из династии Сун (960–1279 гг.) Писал о минералогии и фармакологии в своей книге « Бен Цао Ту Цзин» 1070 года. В ней он разработал систематический подход к составлению списков. различные минералы и их использование в лечебных смесях, таких как все различные известные формы слюды, которые можно использовать для лечения различных болезней через пищеварение . Су Сун также написал о субконхоидальном изломе местной киновари , признаках рудных пластов и дал описание кристаллической формы. Подобно рудным каналам, образованным циркуляцией подземных вод, упомянутым выше с немецким ученым Агриколой, Су Сонг сделал аналогичные заявления относительно карбоната меди , как и более ранний Ри Хуа Бен Цао 970 года нашей эры с сульфатом меди .

Династии Юань ученый Чжан Си-ий (умерло 1332 AD) , при условии новаторской монографии о концепции рудных залежей от циркуляции подземных вод и горных трещин, за два столетия до Georgius Agricola бы прийти к подобным выводам. В своей книге Suo-Nan Wen Ji он применяет эту теорию для описания отложения минералов путем испарения (или выпадения из них) грунтовых вод в рудных каналах.

В дополнение к алхимической теории, изложенной выше, более поздние китайские писатели, такие как врач из династии Мин Ли Шичжэнь (1518–1593 гг.), Писали о минералогии в тех же терминах метафизической теории Аристотеля, как последний писал в своем фармацевтическом трактате Běnc Bo Gāngmù (本草綱目, Компендиум Materia Medica , 1596 г.). Другой деятель эпохи Мин, известный географ Сюй Сяке (1587–1641), писал в своем трактате о минеральных пластах и слюдяных сланцах. Однако, в то время как европейская минералогическая литература стала обширной и разнообразной, писатели династий Мин и Цин мало писали на эту тему (даже по сравнению с китайцами более ранней эпохи Сун). Единственными другими произведениями этих двух эпох, заслуживающими упоминания, были Ши Пин (Иерархия камней) Ю Цзюня в 1617 году, Гуай Ши Лу (Странные камни) Сун Луо в 1665 году и Гуань Ши Лу (О взгляде на камни). в 1668 году. Однако стоит упомянуть еще одну фигуру эпохи Сун - Шэнь Го.

Теории Шен Го

Шэнь Го (沈括) (1031-1095))

Средневековый государственный деятель и ученый китайской династии Сун Шэнь Го (1031–1095 гг. Н.э.) написал свою теорию образования земель, включающую концепции минералогии. В своей книге « Мэн Си Би Тан» (Dream; «Эссе о пруду снов» , 1088) Шэнь сформулировал гипотезу о процессе образования земли ( геоморфология ); основан на его наблюдениях за морскими окаменелыми раковинами в геологической пласте в горах Тайхан в сотнях миль от Тихого океана . Он сделал вывод, что земля образовалась в результате эрозии гор и отложений ила , и описал эрозию почвы , отложение отложений 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 Чи Конг Ю» приписал идею особых мест под водой, где змеи и крабы окаменели, одному Ван Цзиньчэню . Написав Шен Куо об открытии окаменелостей, он сформулировал гипотезу изменения географического климата во времени. Это произошло из-за того, что сотни окаменелых бамбуков нашли под землей в засушливом климате северного Китая, когда их обнаружил огромный оползень на берегу реки. Шен предположил, что в доисторические времена климат в Янчжоу, должно быть, был очень дождливым и влажным, как в южном Китае, где бамбук подходит для выращивания.

Подобным образом историк Джозеф Нидхэм сравнил рассказ Шена с шотландским ученым Родериком Мерчисоном (1792–1871), который был вдохновлен стать геологом после наблюдения провиденциального оползня. Кроме того, описание осадочных отложений 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 феномене окаменелостей и, как известно, читал работы Шэнь Куо. Для сравнения: первое упоминание об окаменелостях, найденных на Западе, было сделано почти два столетия спустя французским Людовиком IX в 1253 году нашей эры, который обнаружил окаменелости морских животных (как записано в записях Жуанвиля 1309 года нашей эры).

Америка

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

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

Смотрите также

Хронология открытия и классификации полезных ископаемых

Заметки

Внешние ссылки

Виртуальный музей истории минералогии
"Учебник минералогии" Георга Агриколы по драгоценным камням и минералам - перевод с латыни Марка Бэнди; Оригинальное название: "De Natura Fossilium".

Languages

In other projects