132И 0130-4313 Академия наук СССР Коми филиал НАУЧНЫЕ ДОКЛАДЫ Н.П.Юшкин ИСТОРИЯ МИНЕРАЛОГИИ И ЭВОЛЮЦИЯ ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ МИНЕРАЛОГИЧЕСКИХ ИДЕЙ Сыктывкар 1984
Академия наук СССР Коми филиал Серия препринтов ”Нау4ные доклады” Выпуск 102 А Н.П.Юшкин ИСТОРИЯ МИНЕРАЛОГИИ И ЭВОЛЮЦИЯ ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ МИНЕРАЛОГИЧЕСКИХ ИДЕЙ Доклад на заседании Президиума Коми филиала АН СССР 26 июля 1984 г. ' Сыктывкар 1984
.УДК 549.0 055(02)4 ИСТОРИЯ МИНЕРАЛОГИИ И ЭВОЛЮЦИЯ-ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ МИНЕРАЛОГИЧЕСКИХ ИДЕЙ. Юшкин Н.П. Серия препринтов "Научные доклады”. Коми филиал АН СССР, 1984, выл. 102, с, 52. На основе количественного структурного анализа минералогической науки на разных исторических срезах и исследования эволюции важнейших минералогических идей устанавливаются общие закономерности развития минералогии, изменения понятий об ее объектах, дбосновывается перипдияятщ'я минералогии. Особое внимание уделено проблеме исторической обусловленности современной минералогической теоретико-методологической системы, раскрыты важнейшие особенности современной минералогии, тенденции ее дальнейшего развития. ТНЕ Ш8ТОКУ ОГ МШЕКАЬОСТ Ага ТНЕ ЕУОЩТКЖ ОЕ ЕЦгаАМЕМ- ТАЬ МЖЕКАЕОС1САЬ П)ЕА8. ТизЬкхп М.Р.-Зепез оТ рге-рппгз "$с1еппНс геропз", Когти ЬгапсЬ оТ 1188В Асас1ету оТ8с1епсез, 1984,1ззие Ю2, рр. 52. Оп 1Не Ьа515 о! диапШаЦуе зТгисХига! апа1уз18 оТ гл1пега1од1са1 8с1епсе оп 1Не сйНегегП Ызгопса! !еуе!з оТ {пуезЦдаЦоп оТеуо!иЦоп оТ таю гтнпега1од1са1 Иеаз цЬе соттоп геди1апбе8 оТ деуе!ортепг оТ гтпега1оду апд сЬапде оТ с1еТ|пШоп8 оТ т1пега1од1са1 оЬ}ес1з аге зТаТес! апд репосПгайоп оТ гл1пега1оду 13 д|уеп. ТЬе таю аПепГгоп 1з рагс! оп 1Ье ргоЫет о! ЫзТопса! саиза!Н:у оТ гЬе гложет гЬеоге11са1- теГЬос1о1од| *са1 зузТет. бепега! ТеаГигез оТ гложет т1пега1оду апс! 1епс1епс1е8 оТ Из ТиПЬег с1еуе1ортеп1: аге зЬом/п. Редакционная коллегия М.П.Рощевский (отв. редактор), Е.П.Калинин (отв. секретарь), И.В.Забоева, Ю.И.Калимов, В.П.Подоплелов, Н.Н.Рочев, Н.И.Тимонин, М.В.Фишман С) Коми филиал АН СССР, 1984 Коми научный центр Уро РАН
ВВЕДЕНИЕ Важнейшими задачами исторических исследований естествознания являются установление общих закономерностей появления и утверждения научных; идей, смены руководящих научно методологических концепций (парадигм), определение главнейших внешних и внутренних факторов эволюции науки, ее движущих сил, прослеживание смены практических функций. История науки — это первая ступенька к теории развития науки. Все сказанное в полной мере относится и к минералогии, на особую актуальность исторических исследований в которой неоднократно указывали выдающиеся минералоги, сами вложившие немалый вклад в анализ истории минералогического знания, —■ Н.И.Кокшаров, Ф.Кобелль, В.И.Вернадский, А.Е.Ферсман, П.Грот, П.Ниггли, А.К.Болдырев, Х.Ытрунц, Х.Терч, И.И.Шафрановский, Г.Г.Леммлейн, Д.П.Григорьев, А.СПоваренных, Н.В.Белов и др. Минералогия не располагает пока фундаментальными всеобъемлющими трудами по ее истории от зарождения до ныне, какими по праву гордятся, например, физика, химия, биология или кристаллография, но это совсем не значит, что исторические исследования в ней не ведутся. Есть целый ряд крупных работ по отдельным периодам развития минералогической науки, преимущественно ранним, по истории отдельных ее направлений или истории минералогии в отдельных странах [2, 3, 12, 21, 35, 38, 41, 43-45, 52, 57, 60-65, 67, 69 и др.]. Хорошие полные очерки истории минералогического знания содержатся в трудах по истории геологии [7, 15, 16, 36, 37 ], а также в монографиях и учебниках по общей минералогии [8, 23, 28, 32 и многие другие]. Особенно обстоятельный творческий анализ эволюции минералогического знания сделан А.СЛоваренных в его ”Кристаллохимической классификации минеральных видов” [28] и серии статей [29-31.и др.]. Нужно отметить ряд интересных и важных работ и других авторов [33, 68]. Большинство выдающихся минералогов удостоены монографических персоналий: только в СССР в послевоенные (с 1945) годы опубликованы научные биографии Г.Агриколы, Я.Берцелиуса, -3Коми научный центр Уро РАН
Бируни, А.Брейтгаупта, В.И.Вернадского, А.Вернера, А.В.Гадоли- на, Р.Ж.Гаюи, А.К.Болдырева, Ж.Бюффона, Ибн Сины, А.М.Карамышева, И.Кеплера, Н.И.Кокшарова, Э.Г.Лаксмана, КЛиннея, М.В.Ломоносова, Ф.Г.Моисеенко, В.М.Севергина, Д.И.Соколова, Н.Стенона, Е.С.Федорова, Н.М.Федоровского, А.Е^Ферсмана и многих других минералогов. В этой работе мы попытаемся проследить эволюцию внутренней структуры мйнералогии, проанализировать причины зарождения, судьбу и следствия ряда фундаментальных минералогических идей, в первую очередь идей продуктивных, на которых строится теоретическая концепция современной минералогии, которые составляют основание современной системы минералогического знания. Этот анатомический анализ сочетается с анализом структуры минералогического знания на различных исторических срезах, в который вводятся элементы количественной оценки, и сравнительно-историческим анализом структуры минералогии. Синтезируя результаты этих исследований мы попытались на новой фактической основе подойти к оценке особенностей эволюции минералогического знания и периодизации минералогии. Конечно, относительно небольшой объем работы позволяет обсудить лишь некоторые результаты наших исследований, изложенные здесь довольно фрагментарно. Мы благодарны И.И.Шафра- новскому , Д.П.Григорьеву, В.И.Оноприенко, К.П.Янулову и другим коллегам за ценные советы при обсуждении рассматриваемых здесь вопросов. Коми научный центр Уро РАН
ОСНОВНЫЕ ЭТАПЫ ИСТОРИИ МИНЕРАЛОГИИ . Любая история, в том числе и история науки, творится делами огромной армии тружеников, имена большинства которых полузабыты или вообще ушли в неизвестность, но добытые ими новые знания остаются в фундаменте науки и влияют на развитие научных представлений. Время от времени история выдвигает особенно крупных ученых, которым удается не просто продолжить добычу знаний, но и вскрыть принципиально новые общие законы природы, определить новые горизонты развития науки. Такие ученые подобны маякам, трассирующим исторический путь науки, в том числе и минералогической, и последовательно перечислив их вместе с их главнейшими делами, мы можем наиболее кратко и емко- „высветить” основной тренд эволюции минералогического знания и выразйть\квицтэссенцию ее исторических этапов (в периодизации А.С.Поваренных) [28]. В предысторический период, длившийся до середины ХУ1 в., когда человек по сути дела еще только учился ориентироваться в мире окружающих его природных тел, начинал разбираться в их генетическом и физическом многообразии, в качестве исторических вех следует упомянуть труды Аристотеля (384-322 гг. до н.э.) не только разделившего природу на мир животный, растительный и минеральный, но и минеральные тела — на камни и руды; его ученика Теофраста, отразившего в своем тракте ”О камнях” общий уровень знания наших далеких предков о полутора-двух десятках минералов; Плиния Старшего, давшего систему и динамическую, хотя местами и полу фантастическую, картину минерального мира; Бируни (973-1048), еще более усовершенствовавшего описание все расширяющегося круга минералов и минеральных тел (около 300), наметившего ряд генетических концепций, и самое главное ~~ включившего в минералогический трактат методы исследований, многие из которых чуть ли не в том же виде применяются и теперь; наконец, Г.Агриколу (1494-1555), отсепариро- вавшего из древних трудов и средневековых полумистических ла- пидариев все наиболее достоверные данные о минералах, разделившего минеральные вещества на собственно минералы и агрегаты и создавшего на основе рассуждений предшественников и собственных наблюдений оригинальную генетическую концепцию минералообразования. В физический, физико-морфологический период [28, 29], или -5 Коми научный центр Уро РАН
период становления минералогии как науки [33] (вторая половина ХУ1 — начало XIX в.), когда с легкой руки Агриколы главенствующей стала идея о минералах как однородных физических телах, и основные исследования были направлены на изучение формы, свойств минеральных индивидов и поиски в этом определенных закономерностей, важнейшую роль сыграли труды А.Г.Вернера, Р.Ж.Гаюи, Ж.П.Роме Делили, Х.С.Вейсса, Ф.Мооса, Гесселя, Н.И.Кокшарова и, конечно же, их предшественников: И.Кеплера и • Н.Стенона. В следующий, химический [28] или описательный [33] период (XIX в. “ 20-е гг. XX в.), характеризующийся мощнейшим прогрессом в изучении химического состава вещества и химических процессов и перестройкой минералогии на химическую основу, наиболее крупный вклад внесли исследования и обобщения В.Волластона, М.В.Ломоносова, ЯБерцелиуса, В.М.Севергина, А.Брейтгауп- та, Д.Дэна, К.А.Дельтера, Д.И.Менделеева, В.И.Вернадского, А.Е. Ферсмана, В .М.Гольдшмидта и многих других. Наконец, кристаллохимический период (с 20-х гг. этого века по настоящее время) развития минералогии, обязанный в первую очередь основополагающим теоретическим трудам Е.С.Федорова о кристаллическом строении вещества и разработке методов рентгеноструктурного анализа на основе открытия М.Лауэ, отмечен выдающимися трудами по расшифровке структур минералов У.Г. и УЛ.Бреггов, Р.Уайкова, Л.Полинга, У.Г.Тейлора, Н.В.Белова, Г.Б.Бокия и других, и крупным вкладом в развитие минералогической теории и практики, внесенными И.Гротом, А.К.Болдыревым, А.Н.Винчеллом, П.Ниггли, Х.Ытрунцем, Д.П.Григорьевым, Е.К.Лазаренко, В.С.Соболевым, И.-Костовым, А.С.Поваренных, А.И.Гинзбургом и др. Таким образом, главнейшие научные достижения в истории минералогии можно проиллюстрировать относительно небольшой „обоймой” замечательных имен: Теофраст — Плиний — Бируни — Агрикола — Вернер — Гаюи — Кокшаров — Берцелиус — Вернадский — Гольдшмидт ~ Федоров ~ Ферсман — Брэгги — Соболев — наших великих современников (но именно проиллюстрировать, а не выразить, так как наряду с этими именами с тем же или почти тем же правом можно поставить и десятки других). Эти имена — своеобразные ”точки роста” минералогического знания или „узловые пункты” развития минералогии. Коми научный центр Уро РАН
ОБЪЕКТЫ, ПРЕДМЕТ И СТРУКТУРА СОВРЕМЕННОЙ МИНЕРАЛОГИИ Важнейшая особенность развития фундаментальных идей заключается в том, что на каком бы историческом этапе они ни зародились, какие бы метаморфозы на пути своего развития не испытали, они обязательно в том или ином виде входят в современную теорию минералогии и играют в ней важную роль, отличаются существенными прикладными следствиями. Следовательно, в совре-' менной структуре минералогии отражаются идейные достижения всего исторического пути ее развития. Сущность современной парадигмы минералогии [26, 46, 48] сводится к следующему. Объектом минералогической науки являются минералы, вся совокупность которых образует минеральный уровень структурной организации природы. Специфическую черту структур минерального уровня выражает кристаллическое состояние (дальний порядок, треххмерная неограниченная регулярность в распределении составляющих минерал атомов), определяющее свойства, законы функционирования и методы исследования минеральных систем. Внутренняя структура минералогической науки определяемся спецификой минералогических объектов. Элементарной минеральной системой, на которой базируется все минералогическое знание, является дискретная форма существования минерала — минеральный индивид. Существующее разнообразие минералогических направлений связано с различными познавательными подходами к минеральному индивиду. Анализ структуры минералогии вскрывает пять подходов, в которых четко выступают несколько относительно самостоятельных направлений (рис.1). Теория и методический аппарат минералогии базируются не на каких-то отдельных, субъективно выбранных позициях, а на органическом единстве конституционного, системного, синминера- логического, топоминералогического, генетического и даже утилитарного принципов. РАЗВИТИЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЙ ОБ ОБЪЕКТАХ МИНЕРАЛОГИИ И РОСТ ФОНДА МИНЕРАЛОВ Анализ развития представлений об объектах минералогии дается во многих исторических [1, 67 и др.] и теоретических [28-30, 7 Коми научный центр Уро РАН
земля общая минералогия земли минераль ные тела [ С ИСТ Ё.М А ТИКА геосферы топомине- ралогия суперагрегаты минералогия горных пород и рудных месторождений субагрегаты минеральные агрегаты минеральный индивид региональная минералогия горные породы минеральные месторожде т ГЕНЕТИЧЕСКАЯ МИНЕРАЛОГИЯ географические, экономические реги оны геологические регионы -зе' с->. о ■(=:. си Ы- ’х' X.' о к •о; е-< экологическая историческая эволюционная (онтогения и филогения мине ралов) геогенезис минералогия земной коры минералогия мантии минеральный мир систематика ТИП класс учения о разотдел личных классах минералов (сульфидах, силикатах и т.п.) группа минералогия вид отдельных минералов эйдология подвид номенклатура разновидность таксономия ПРИКЛАДНАЯ МИНЕРАЛОГИЯ минеральный индивид • морфология 4 сомеханические о. гравитаци- •, >=ч- онные анатомичесос X • . си кая струк-г тура мине- анатомия сс тепловые рала я ж. Г. 4 •м. ■>» о х химические атомная Е- 3- ’х' структура Р-. . минерала •X кристаллохи- 1x4 X - оптические МИЯ 5о ХИМИЯ СО. х минералов 6ядерная и о структурная О электронная структура •ж минералогия :о электромагнитные минерала е: со кзазиструк- ж •о тура минерала • ”. Рис. 1. Главнейшие направления современной минералогии. 1. Мат сйгесгюпз о( тос1егп ттега1оду. учение о минеральных агрегатах учение о парагенези- -8 Коми научный центр Уро РАН
46 и др.] работах, поэтому мы подчеркнем лишь самые важные моменты. Минералогия как наука зарождалась и развивалась из той области донаучного естествознания, объектом исследования которой были любые ископаемые тела ~ камни и земли. Протоминералогия была, следовательно, камневедением, причем наряду с естественными ископаемыми телами в число ее объектов входили и многие * технологические продукты — металлы, сплавы, эмали, стекла, керамика, краски и другие, так что представление о ”минерале” (хотя самого понятия и термина „минерал”* тогда еще не существовало) было исключительно широким. • Конкретизация полей охвата минералогии от всего неживого мира до природного кристаллического вещества, до минерального мира в его современном понимании определялась углублением знаний об ископаемых телах, раскрывающих их неоднородную структурную и генетическую природу, совершенствованием классификаций минеральных ” *л. Следствием сужения границ минералогии являются ее дифф * ренциация и формирование новых естественных наук на „отвергнутых” минералогией объектах (рис.2). Фонд объектов минералогии в ее камневедческий период был невелик. К моменту появления письменности человек, очевидно, умел различать несколько десятков минералов и пород и пользоваться ими. В китайских, индийских, древнегреческих источниках, в трудах арабских ученых обычно упоминается или характеризуется 30-40 минералов и их разновидностей. Теофраст (372-287 гг. до н.э.), например, в своем трактате „О камнях” приводит названия 73 минеральных веществ, в том числе 32 минеральных видов и разновидностей, Плиний Старший (23-79 гг. до н.э.) — 41 минераль * ного вида и разновидностей, Бируни (973-1048 гг. н.э.) — около 100 веществ, в том числе 36 минералов и разновидностей. Этот минеральный фонд сохраняется и в средневековых лапидариях, увеличиваясь в самом конце ХУ в. примерно до 300 ископаемых веществ различной природы, но число характеризуемых минеральных видов и разновидностей остается на уровне 50-60. В лапида- рии Камилла, опубликованном в 1502 г. содержится характеристик * Термин "минералогия”, как считает Ф.Адамс [52], впервые был введен в науку в 1636 г. итальянским естествоиспытателем Бернардом Цезием из Модены в его сочинении [58], а в англоязычной литературе укрепился только с 1690 г., хотя слово "минерал” в применении к рудам упоминается в источниках на латинском языке в ХП в. [60]. До этого руды назывались обычно словом *Ате1а1!ит ”, а нерудные минералы и породы — ”1ар1$”. Термин "минералог” известен с 1646 г. [56]. -9Коми научный центр Уро РАН
ка 279 веществ, в лапидарии Альфонго (1476-1569) —360. Аристотель впервые обратил внимание на структурную неоднородность ископаемых тел и разделил каменный мир на два класса: — камни (оро\та), — руды (рехаХХеита), а его ученик Теофраст на три: — металлы, — камни обычные и драгоценные, земли, причем он пытался ввести и внутриклассовые подразделения минеральных веществ по плотности, отношению к огню, практическому применению. Эти представления об объектах минералогии просуществовали с некоторыми изменениями более тысячелетия, пока среднеазиатский ученый Абу Али Ибн-Сина (980-1037) не предложил новую классификацию каменного мира, которой была уготовлена столь же долгая жизнь, подразделив ее на: камни, плавкие тела (металлы), серы (горючие тела), соли, растворимые в воде. С классификации Ибн.Сины, существенно усовершенствованной Г.Агриколой [1], развилась научная минералогия, начало которой можно условно отметить рубежом ХУ-ХУ 1 вв. Благодаря развитию физических методов исследования минералов резко расширились знания о минеральном мире, о его сложной структуре. Для его характеристики Г.Агрикола, упоминающий в своих трудах более 100 минеральных веществ, вынужден прибегнуть уже к многоступенчатой классификации. Он разделяет минеральные вещества на вытекающие из земли (жидкие и газообразные) и твердые. Среди твердых минеральных веществ различаются однородные и разнородные, а среди однородных простые (земли, загустевшие соки жирные и тощие, камни, металлы) и смеси. Внутри этих подгрупп вводится еще несколько ступеней деления. Следовательно, Агрикола своей классификацией уловил не только структурную сложность каменного мира, но и существование в нем иерархии структурных уровней — уровня минералов и пород, хотя и не выразил это четко. Качественное совершенствование знаний о минералах в ХУ1- ХУП — первой половине ХУШ в. сопровождалось дальнейшими поисками закономерностей в его строении и происхождении и попытками создания классификаций на различной основе: по отношению к огню (Бахор, 1664 г.), кислотам, по морфологии, физическим свойствам и т.п. Но в качестве ведущей развивалась и усложнялась ибнсина-агриколовская классификация. Некоторыми авторами в классификации вносились и элементы химизма, в результате они становились довольно сложными и громоздкими, как например, опубликованная в 1747 г. классификация И.Г.Валлерия (русский перевод „Минералогии” И.Г.Валлерия вышел в свет в юКоми научный центр Уро РАН
1763 г.). В ней выделено 80 родов, включающих 488 различных по природе ископаемых тел, в которых к собственно минералам можно отнести лишь 52. Зарождение в морфологическом описании точного кристаллографического направления (Ж.Б.Роме Делиль, Р.Ж.Гаюи, АТ.Вернер) , уточнение физических свойств с переходом на количественную основу, химизация минералогии (М.ВЛомоносов, А.В.Крон- штедт, Т.Бергман, В.М.Севергин) привели к тому, что из мира минеральных тел стали выделяться собственно минералы, в понятии, близком к современному, т.е. определенные химические соединения, способные существовать в виде индивидов с определенной формой и свойствами. Особенно четко это подчеркнул А.Г. Вернер, который творчески воспринял и развил в своем учении идеи К.Линнея не только о классификации минералов, но и о разделении живого мира на классы [19], и по сути дела с 1777 г. минералогия вошла в русло науки о минералах. Конкретизировалось и само понятие минерала. Например, цитировавшийся уже И.Г.Валлерий (1763) понимал минерал в соответствии со знаниями своего времени очень широко: „Минералы . . . надлежат до Минералогии, которая есть знание о телах смешанных, составленных и неорганических, кои непрестанно увеличиваются или растут, не имея во внутренних частях своих или трубках и жилах ни какого соку” (с.4). Г.Фишер [39] в 1818 г. в понятие ”минерал” вкладывает уже другой смысл: „Минералами называются камни, соли, воспламеняемые, металлы и притом простые, не сложные, т.е. не через скопление составленные (поп а§^ге^а!а) ” (с.4). В результате столь четкой конкретизации представлений в минералогии в конце ХУШ- начале XIX в. сформировались автономные направления: собственно минералогическое ~ ориктология, ориктогнозия, геолого-петрографическое — геогнозия, палеонтологическое — петроматогнозия, палеонтография. Все они развились в самостоятельные науки, которые „ответвились” от минералогии в геологию (1780-1800 гг.) и палеонтологию. В 50-70-х гг. XIX в. минералогия и геогнозия породили петрографию, а в самом конце XIX в. из минералогии выделилось (как самостоятельная наука) учение о месторождениях полезных ископаемых. Это событие ознаменовали выход в свет „Учение о рудных месторождениях” ФонКотта в 1859 г. и разработка представлений о металлогении Де- Лоне в 1913 г. В XX в. из минералогии выделились учение о природных водах-гидрогеохимия и учение о каустобиолитах. Развитие понятия „минерал” не прекращается и в наше время. Продолжается и дифференциация минералогии — от нее отпочко11 - Коми научный центр Уро РАН
1700 1500 1300 О МШЮИДАХ 500 г к ’ Л. ! & V ........ 11 1 -Л ' Ч\ / - А / ./ 1 1 1 1.4 9 \ V и 1—---------------------- - 1 ЙГЧ / / • - 1 1 1 л 11 •1 1--------- -------------------- I I1 - • — ■ — й 3 500 1000 1100 1000 Рис. 2. Эволюция фонда минералов и дифференциация минералогии. 1 — число минеральных видов- (сплошная линия) и разновидностей (пунктир) на разных исторических срезах (длина отрезка — 400 минералов); 2 — общее число ископаемых видов; 3 изменение относительного объема разделов по систематике минералов в фундаментальных трудах. Н§. 2. Еуо1иХюп оХ хЬе ггнпега! Хилд апд д|ХХегепХ1ах!оп оХ гп|пега1оду. 1 - питЬег оХ ттега1 Хурев (сопхтиоиз Иле) апд уапеХ1ев (сГоХХёс! Ппе) оп СКХ- Тегепх ЫвХопса! сиХз (хКе ведтепх 1епдхЬ - 400 т1пега1в); 2 - ХЬе »Но1е питЬег оХ Тов$|'1 Хуре8; 3 — сЬапде оХ ХЬе ге1аХ1Уе уо1итев оХ весхюпв оп ттега1 зу$ХетаХ12а- Х1оп |п ХилдателХа! рарегв. -712Коми научный центр Уро РАН
Не. 3. Эупатк» оТ {Не сНзсоуегу о{ пет ттегак Соп{тиои$ Ппе - д1зсоуегу от лет ттегаН, адортед Ьу 1МА, допед Ппе - ргеаетей аррНсаТюги. вывается еще одна наука. Анализ современных объектов минералогии, их положение в структурно-эволюционном ряду геологических систем раскрывает нецелесообразность, неоправдан- ность включения в объекты минералогии природных систем, структуру которых составляют слабоупорядоченные ионные и молекулярные группировки (переохлажденные жидкости, стекла, аморфные вещества, полимеры и мономеры и т.п.). Исследование их минералогическими методами, специально приспособленными только для изучения кристаллических структур, бесплодно и в принципе не может обеспечить серьезного прогресса в их познании. Именно поэтому ”предкристаллическое” (минера- лоидное) состояние вещества оказалось очень слабо исследованным, и назрела необходимость обособления самостоятельной науки о минералоидах, 1 пограничной между минералогией и геохимией — учения о минералоидах. Интересно отметить четко видную на рис.2 закономерность: когда представления об объектах минералогии проводят перестройку, связанную с установлением неоднородности объектов, и назревают условия для дифференциации, в структуре минералогии резко повышается относительное количество исследований и рассуждений по проблемам систематики минералов. И наоборот, когда представления о минерале относительно стабилизируются, объем систематизационных исследований относительно невелик. -13 Коми научный центр Уро РАН
В XIX и особенно в XX в., как еще одно из следствий конкретизации представлений о минерале, происходит очень быстрое,нарастание фонда минералов, который по числу минеральных видов превышает сейчас 2 тыс., а вместе с разновидностями около 3,5 тыс. (на рубеже ХУШ-Х1Х вв. было известно не более 100 минеральных видов). Особенно стремительно темпы открытий новых минералов нарастают на современном этапе развития минералогии (рис.З). Если в ХУШ в. годовой прирост минерального фонда составлял около 0,5 минерала, в XIX в. — 3-4 минерала, в первой половине XX в. —* 10-20 минералов, то во второй половине XX в. он неуклонно возрастает от 20 до 80-100 минералов в год. Естественный предел роста фонда минералов еще очень далек (Юшкин, 1977), и в будущем число минеральных видов увеличится, очевидно, до нескольких десятков тысяч, как это оценивает В.С.Урусов. Но сопровождается ли рост объема минерального фонда его существенными качественными изменениями, меняется ли принципиально с увеличением числа известных минеральных видов представление о структуре минерального мира? Попытаемся ответить на этот вопрос с позиций теории информации, рассмотрев в историческом аспекте изменение информационной энтропии по рангам различных минералогических классификационных систем (по видам симметрии Нвс, сингониям Нс рангам кристаллохимической классификации Нкх). Информационная энтропия вычислялась по известной формуле К.Шеннона п Н (х) - — X Р| . 1о& Р1 , где Р1 — вероятность нахождения в данх 1=1 ном ранге [46]. Графики изменения соответствующих энтропийных характеристик по основным минералогическим обобщениям, выстроенным в хронологическом порядке, приведены на рис.4. Они показывают, что сингонийная энтропия полностью стабилизируется в начале XIX в., это сопровождается и выполаживанием кривой Нвс. Следовательно, начиная с работ В.М.Севергина фонд минералов обеспечивал получение достоверного знания о кристаллосим- метрийной структуре минерального мира на уровне сингоний и близкого к достоверному — с детальностью до видов симметрии. В то же время даже современный фонд минералов не дает возможности строго охарактеризовать кристаллохимическое разнообразие минералов: кристаллохимическая энтропия не проявляет тенденции к стабилизации. Коми научный центр Уро РАН
РАЗВИТИЕ СТРУКТУРЫ МИНЕРАЛОГИИ Идейная эволюция минералогического знания заметно отражается в изменении структуры минералогии, представляющей систему методических подходов к изучению главного объекта минералогии — минерала. Чтобы проследить ее становление, мы проанализировали структуру минералогической науки на 34 исторических срезах, начиная с середины ХУШ в., когда она стала более или менее заметно оформляться, до наших дней. Структурному анализу подвергались наиболее полные и представительные для своего времени минералогические сводки, обобщения и фундаментальные труды охватывающие всю минералогию в целом (такие, как труды И.Г.Валлерия, 1747 г., В.М.Севергина, 1798 г., Г.Леонгарда, 1824 г., К.Ф.Нау манна, 1828 г., А.Ловецкого, 1832 г., Дж.Дана, 1837 г. * и последующие, А.Лаппа- рана, 1899 г., Клокманна, 1922 г., И. Костова, 1968г. Е.К.Лазаренко, 1971 г. и др. Анализируя эти труды, мы выделяли сведения по общей теории минералогии, морфологии минералов, их конституции (структуре и химизму) , физическим и химиРис. 4. Возрастание информационной энтропии распределения минералов по рангам кристаллохимической классификации Нкх, по сингониям Нс, видам симметрии НБС в периоде с ХУ1 по XX вв. Г1§. 4. бгоМЬ оТ 1пТогтаП*оп епггору оп т1пега1 с1|$1пЬигюп ассогсНпд ю 1Ье гапкз от сгузгаИосИетюа! с1а$$гПсайоп Н^х, 51пдол1е$ Нс, Хурез оТ зуттеТгу Нвс, |п гЬе репод Тгот ХУИН го 1Ье ХХгН сепгигу. -15Коми научный центр Уро РАН
з и е з н з з иттумифизэхих д • имихунзхэиэ шлатаи умихио И 3ТП9О 1930(1008 I сэ со аоиудзнии зинзнзлиои ^омзэьихти 7Г.. . аоиуазмии езлниз I и И И В V И Т1 0 3 3 V | I “I ИЕЗИЗЗУйУЦ 1зш ионлзе 8 зинзншзоаизу<*| Цуаххщлэ и в и ни у) к иПа хи хоном ’ • * х, • • - ---- ■• 1.... -— ... ЗК 2 л ф * и ф к и ю О ф 3* сз >> Коми научный центр Уро РАН
четким свойствам, особенностям распределения в земной коре, взаимоотношениям минералов и их агрегации, проблемам систе матикйг генетической минералогии, проблемам использования минералов, минералосинтезу, а затем подсчитывали относительные объемы сведений по каждому из направлений. Результаты анализа иллюстрирует диаграмма на рис.5. Почти все направления современной минералогии, как видно йз этой диаграммы, уже существовали с середины XIX в. Многие из них зародились в ХУШ в., а такие направления, как систематика минералов, учение об их свойствах, главным образом физических, о генезисе минералов, вопросы практического использования минералов, элементы общей теории минералогии уходят своими корнями в глубокую древность, в донаучный камневедческий период минералогического знания. Соотношение между разделами минералогии на ее историческом пути непрерывно менялось — одни направления уступали ведущую роль другим, некоторые периодически то приобретали, то теряли популярность. Например, устойчиво расширяется конституционное направление минералогии, что связано, конечно, с постоянным прогрессом в структурных исследованиях. В то же время все увеличивавшийся объем морфологических исследований с 20-30-х гг. XX в. стал уменьшаться — это связано с тем, что морфологическое описание достигло высокого совершенства, точности и становится все более компактным и строгим. Кроме того, разработка теоретических основ кристалло- морфологии в значительной степени отошла от минералогии к отпочковавшейся от нее кристаллографии. Уровень разработанности направления, новые открытия в нем и появление новых проблем, отход определенных проблем к другим научным направлениям и иные факторы определяют относительную роль того или иного направления минералогии на каждом конкретном этапе ее развития. Однако не количество работ, не объем знания, а научные идеи составляют сущность каждого направления. На рис.6 мы попытались показать идейную эволюцию системы минералогического знания через авторов фундаментальных открытий и важнейших минералогических трудов. Коми научный центр Уро РАН
RkJQdWJsaXNoZXIy MjM4MTk=