Historia mineralogii - History of mineralogy

Wczesne pisma dotyczące mineralogii, zwłaszcza kamieni szlachetnych, pochodzą ze starożytnej Babilonii , starożytnego świata grecko-rzymskiego , starożytnych i średniowiecznych Chin oraz tekstów sanskryckich ze starożytnych Indii . Książek na ten temat zawarte w Naturalis historia z Pliniusza Starszego , który nie tylko opisane różne minerały, ale także wyjaśnia wiele z ich właściwości. Niemiecki Renaissance specjalista Georgius Agricola pisał utwory takie jak De Re Metallica ( na metalach , 1556) i De Natura Fossilium ( O naturze Rocks , 1546), który rozpoczął naukowego podejścia do tematu. Systematyczne badania naukowe minerałów i skał opracowane w post- renesansowej Europy. Współczesne studium mineralogii powstało na zasadach krystalografii i badań mikroskopowych przekrojów skalnych wraz z wynalezieniem mikroskopu w XVII wieku.

Europa i Bliski Wschód

Starożytni pisarze greccy Arystoteles (384-322 pne) i Teofrast (370-285 pne) jako pierwsi w tradycji zachodniej pisali o minerałach i ich właściwościach, a także o ich metafizycznych wyjaśnieniach. Grecki filozof Arystoteles napisał Meteorologica , aw nim teorię, że wszystkie znane substancje były składa się z wody, powietrza, ziemi i ognia, z właściwościami suchości, wilgoci, ciepła i zimna. Grecki filozof i botanik Teofrast napisał De Mineralibus , w którym przyjął pogląd Arystotelesa i podzielił minerały na dwie kategorie: te dotknięte przez ciepło i te dotknięte wilgocią.

Metafizyczna teoria emanacji i wydechu ( anathumiaseis ) Arystotelesa obejmowała wczesne spekulacje na temat nauk o Ziemi, w tym mineralogii. Zgodnie z jego teorią, o ile metale miały zastygać za pomocą wilgotnego wydechu, o tyle suchy wydech gazowy ( pneumatodestera ) był wydajną przyczyną materialną minerałów występujących w glebie Ziemi. Postulował te idee na przykładzie wilgoci na powierzchni ziemi (pary wilgotne „potencjalnie jak woda”), podczas gdy druga pochodziła z samej ziemi i odnosiła się do atrybutów gorącej, suchej, zadymionej i wysoce palnej („potencjalnie jak ogień”). Metafizyczna teoria Arystotelesa z czasów starożytnych miała szeroki wpływ na podobną teorię znalezioną w późniejszej średniowiecznej Europie, jak zauważa historyk Berthelot:

Teoria wydechów była punktem wyjścia dla późniejszych pomysłów na wytwarzanie metali w ziemi, z którymi spotykamy się u Proklosa , a które panowały przez całe średniowiecze .

Starożytna grecka terminologia dotycząca minerałów przetrwała również przez wieki, szeroko stosowana w czasach współczesnych. Na przykład greckie słowo azbest (oznaczające „nie do ugaszenia” lub „nieugaszony”) oznacza niezwykły znany dziś minerał zawierający strukturę włóknistą . Starożytni historycy Strabon (63 pne – 19 ne) i Pliniusz Starszy (23-79 ne) pisali o azbestu, jego właściwościach i pochodzeniu, z hellenistycznym przekonaniem, że jest to rodzaj warzyw . Pliniusz Starszy wymienił ją jako minerał powszechny w Indiach, podczas gdy historyk Yu Huan (239–265 ne) z Chin wymienił tę „ognioodporną tkaninę” jako produkt starożytnego Rzymu lub Arabii (chiń.: Daqin ). Chociaż dokumentacja tych minerałów w czasach starożytnych nie pasuje do sposobu współczesnej klasyfikacji naukowej, istniały jednak obszerne prace pisemne dotyczące wczesnej mineralogii.

Pliniusz Starszy

Na przykład Pliniusz poświęcił pięć całych tomów swojej pracy Naturalis Historia (77 ne) klasyfikacji „ziem, metali, kamieni i klejnotów”. Nie tylko opisuje wiele minerałów nieznanych Teofrastowi , ale omawia ich zastosowania i właściwości. Jako pierwszy prawidłowo rozpoznał na przykład pochodzenie bursztynu jako skamieniałej pozostałości żywicy drzewnej z obserwacji owadów uwięzionych w niektórych próbkach. Położył podwaliny pod krystalografię , omawiając pokrój kryształów , zwłaszcza ośmiościenny kształt diamentu . Jego omówienie metod wydobycia nie ma sobie równych w świecie starożytnym i obejmuje na przykład relację naocznego świadka wydobycia złota w północnej Hiszpanii , relację w pełni potwierdzoną przez współczesne badania.

Jednak przed bardziej ostatecznymi fundamentalnymi pracami nad mineralogią w XVI wieku starożytni rozpoznali nie więcej niż około 350 minerałów do wymienienia i opisania.

Jabir i Awicenna

Alchemicy islamskie wysunął siarkę rtęci teorii metali , teorię, że jest pierwszy znaleziony w pseudo-Apoloniusz z Tiany za Sirr al-khalīqa ( The Secret of Creation , ok. 750-850) oraz w pismach arabskich nadana Jabir ibn Hayyan ( napisane ok. 850–950). Pozostałaby podstawą wszystkich teorii składu metalicznego aż do XVIII wieku.

Wraz z filozofami, takimi jak Proclus , teoria neoplatonizmu rozprzestrzeniła się również na świat islamski w średniowieczu , stanowiąc podstawę metafizycznych idei dotyczących mineralogii również na średniowiecznym Bliskim Wschodzie . Średniowieczni naukowcy islamscy również to rozwinęli, w tym perski naukowiec Ibn Sina (ابوعلى سينا/پورسينا) (980-1037 ne), znany również jako Avicenna , który odrzucił alchemię i wcześniejsze pojęcie greckiej metafizyki, że metale i inne pierwiastki mogą przemieniać się w siebie. Jednak tym, co w dużej mierze odpowiadało starożytnym greckim i średniowiecznym metafizycznym pomysłom na mineralogię, była powolna chemiczna zmiana składu skorupy ziemskiej.

Georgius Agricola, „Ojciec Mineralogii”

Na początku XVI wieku pisma niemieckiego naukowca Georga Bauera, pseudonim Georgius Agricola (1494-1555 ne), w jego Bermannus, sive de re metallica dialogus (1530) uważane są za oficjalne ustanowienie mineralogii w nowoczesny sens jego badania. Napisał traktat pracując jako lekarz miasta i czyni obserwacje w Joachimsthal , który był wówczas ośrodkiem górnictwa i hutniczy wytapiania branżach. W 1544 opublikował swoją pracę pisemną De ortu et causis subterraneorum , uważaną za fundamentalne dzieło współczesnej geologii fizycznej . W nim (podobnie jak Ibn Sina) ostro krytykował teorie starożytnych Greków, takich jak Arystoteles. Jego praca nad mineralogią i metalurgią była kontynuowana wraz z publikacją De veteribus et novis metallis w 1546 roku, a kulminacją była jego najbardziej znana praca, De re metallica z 1556 roku. Była to imponująca praca przedstawiająca zastosowania górnictwa , rafinacji i wytopu metali, obok dyskusji na temat geologii złóż rud, geodezji , budowy kopalń, wentylacji . Chwali Pliniusza Starszego za jego pionierską pracę Naturalis Historia i odwołuje się do jego dyskusji na temat minerałów i metod wydobycia. Przez następne dwa stulecia to dzieło pisane pozostało autorytatywnym tekstem o górnictwie w Europie.

Agricola miał wiele różnych teorii dotyczących mineralogii opartych na obserwacjach empirycznych, w tym rozumienie koncepcji kanałów rudy , które powstały w wyniku cyrkulacji wód gruntowych („succi”) w szczelinach w następstwie osadzania się otaczających skał. Jak zostanie zauważone poniżej, średniowieczni Chińczycy również mieli wcześniej takie koncepcje.

Za swoje prace Agricola jest pośmiertnie nazywany „Ojcem Mineralogii”.

Po fundamentalnej pracy napisanej przez Agricolę społeczność naukowa powszechnie zgadza się, że Gemmarum et Lapidum Historia of Anselmus de Boodt (1550–1632) z Brugii jest pierwszym ostatecznym dziełem współczesnej mineralogii. Niemiecki chemik górniczy J.F. Henckel napisał swoją Flora Saturnisans z 1760 r., która była pierwszym traktatem w Europie zajmującym się minerałami geobotanicznymi, chociaż Chińczycy wspominali o tym we wcześniejszych traktatach z 1421 i 1664 r. Ponadto chiński pisarz Du Wan wyjaśnił odniesienia do procesów wietrzenia i erozji w jego Yun Lin Shi Pu z 1133, na długo przed pracą Agricoli z 1546 roku.

Chiny i Daleki Wschód

W starożytnych Chinach najstarsza literacka lista minerałów sięga co najmniej IV wieku pne, a księga Ji Ni Zi wymienia dwadzieścia cztery z nich. Chińskie idee metafizycznej mineralogii sięgają co najmniej do starożytnej dynastii Han (202 pne-220 ne). Od tekstu Huai Nan Zi z II wieku p.n.e. Chińczycy używali ideologicznych terminów taoistycznych do opisu meteorologii , opadów atmosferycznych , różnych rodzajów minerałów, metalurgii i alchemii. Chociaż rozumienie tych pojęć w czasach Han miało charakter taoistyczny, proponowane teorie były podobne do arystotelesowskiej teorii mineralogicznych wydechów (wspomnianej powyżej). Do roku 122 pne Chińczycy sformułowali w ten sposób teorię metamorfozy minerałów, chociaż historycy tacy jak Dubs zauważają, że tradycja alchemicznie-mineralogicznej chińskiej doktryny wywodzi się ze Szkoły Przyrodników kierowanej przez filozofa Zou Yana (305 p.n.e.). –240 pne). W ramach szerokich kategorii skał i kamieni (shi) oraz metali i stopów (jin), do czasów Han Chińczycy mieli setki (jeśli nie tysiące) wymienionych rodzajów kamieni i minerałów, wraz z teoriami ich powstawania.

W V wieku ne książę Qian Ping Wang z dynastii Liu Song napisał w encyklopedii Tai-ping Yu Lan (około 444 ne, z zaginionej księgi Dian Shu , czyli Zarządzanie wszystkimi technikami ):

Najcenniejsze rzeczy na świecie są przechowywane w najgłębszych regionach wszystkich. Na przykład jest orpiment . Po tysiącu lat zmienia się w realgar . Po kolejnych tysiącach lat realgar zamienia się w żółte złoto.

W starożytnych i średniowiecznych Chinach mineralogia została mocno powiązana z obserwacjami empirycznymi w farmacji i medycynie . Na przykład słynny zegarmistrz i inżynier mechanik Su Song (1020–1101 ne) z dynastii Song (960–1279 ne) pisał o mineralogii i farmakologii w swoim Ben Cao Tu Jing z 1070 roku. różne minerały i ich zastosowanie w miksturach leczniczych, na przykład wszystkie znane formy miki, które można wykorzystać do leczenia różnych chorób poprzez trawienie . Su Song napisał również o podkonchoidalnym pęknięciu rodzimego cynobru , śladach złóż rudy i przedstawił opis postaci krystalicznej. Podobnie do kanałów rudy utworzonych przez cyrkulację wód gruntowych wspomnianych powyżej z niemieckim naukowcem Agricolą, Su Song przedstawił podobne stwierdzenia dotyczące węglanu miedzi , jak wcześniejszy Ri Hua Ben Cao z 970 r. z siarczanem miedzi .

Dynastii Yuan naukowiec Zhang Xiao Si (zmarł 1332 AD) dostarczył przełomowy traktat o koncepcji łóżek rudy z obiegu wód gruntowych i szczelinach skalnych, dwa wieki przed Georgius Agricola przyjdzie do podobnych wniosków. W swoim Suo-Nan Wen Ji stosuje tę teorię do opisu osadzania się minerałów przez parowanie (lub wytrącanie) wód gruntowych w kanałach rudy.

Oprócz przedstawionej powyżej teorii alchemicznej, późniejsi chińscy pisarze, tacy jak lekarz z dynastii Ming, Li Shizhen (1518-1593 ne), pisali o mineralogii w podobnych terminach z metafizyczną teorią Arystotelesa, jak napisał ten ostatni w swoim traktacie farmaceutycznym Běncǎo Gāngmù (本草綱目, Kompendium Materia Medica , 1596). Inna postać z epoki Ming, słynny geograf Xu Xiake (1587–1641) pisał w swoim traktacie o złożach mineralnych i łupkach mikowych. Jednak podczas gdy europejska literatura mineralogiczna stała się szeroka i zróżnicowana, pisarze dynastii Ming i Qing pisali niewiele na ten temat (nawet w porównaniu z chińskimi z wcześniejszej epoki Song). Jedyne inne dzieła z tych dwóch epok, o których warto wspomnieć, to Shi Pin (Hierarchia kamieni) Yu Jun w 1617 roku, Guai Shi Lu (Dziwne skały) Song Luo z 1665 roku i Guan Shi Lu (O patrzeniu na kamienie) w 1668 roku. Jednak jedną z postaci z epoki Song, o której warto wspomnieć przede wszystkim, jest Shen Kuo.

Teorie Shen Kuo

Średniowieczny mąż stanu i naukowiec chińskiej dynastii Song, Shen Kuo (1031-1095 ne) pisał o swojej teorii formacji ziemi zawierającej koncepcje mineralogii. W swoim Meng Xi Bi Tan (梦溪笔谈; Dream Pool Essays , 1088), Shen sformułował hipotezę dotyczącą procesu formowania się ziemi ( geomorfologia ); na podstawie jego obserwacji morskich muszli skamielin w warstwie geologicznej w górach Taihang, setki mil od Oceanu Spokojnego . Wywnioskował, że ziemia powstała w wyniku erozji gór i osadzania mułu , i opisał erozję gleby , sedymentację i wypiętrzenie. We wcześniejszej swojej pracy (około 1080) pisał o ciekawej skamielinie stworzenia zorientowanego na morze, znalezionego daleko w głębi lądu. Warto również zauważyć, że współczesny autor Xi Chi Cong Yu przypisał ideę określonych miejsc pod wodą, gdzie skamieniały węże i kraby, jednemu Wang Jinchenowi . Pisząc o odkryciu skamieniałości Shen Kuo, sformułował hipotezę zmiany klimatu geograficznego w czasie. Było to spowodowane setkami skamieniałych bambusów znalezionych pod ziemią w suchym klimacie północnych Chin, gdy ujawniło je ogromne osuwisko na brzegu rzeki. Shen wysunął teorię, że w czasach prehistorycznych klimat Yanzhou musiał być bardzo deszczowy i wilgotny, jak w południowych Chinach, gdzie bambusy nadają się do uprawy.

W podobny sposób historyk Joseph Needham porównał relację Shena ze szkockim naukowcem Roderickiem Murchisonem (1792–1871), który został zainspirowany do zostania geologiem po zaobserwowaniu opatrznościowego osuwiska. Ponadto, opis osadów sedymentacyjnych przedstawiony przez Shena był wcześniejszy niż opis Jamesa Huttona , który napisał swoją przełomową pracę w 1802 r. (uważany za podstawę współczesnej geologii). Wpływowy filozof Zhu Xi (1130-1200) również pisał o tym dziwnym naturalnym zjawisku skamieniałości i znany był z czytania prac Shen Kuo. Dla porównania, pierwsza wzmianka o skamieniałościach znalezionych na Zachodzie została dokonana prawie dwa wieki później wraz z Ludwikiem IX z Francji w 1253 r., który odkrył skamieniałości zwierząt morskich (jak zapisano w dokumentach Joinville z 1309 r.).

Ameryka

Być może najbardziej wpływowym tekstem mineralogicznym w XIX i XX wieku był Podręcznik mineralogii autorstwa Jamesa Dwighta Dana , profesora Yale, opublikowany po raz pierwszy w 1848 r. Czwarte wydanie nosiło tytuł Podręcznik mineralogii i litologii (wyd. 4, 1887). Stał się standardowym tekstem uczelni i był stale poprawiany i aktualizowany przez kolejnych redaktorów, w tym WE Forda (wyd. 13-14, 1912-1929), Corneliusa S. Hurlbuta (wyd. 15-21, 1941-1999), i zaczynając od 22. przez Cornelisa Kleina. Wydanie 23 jest obecnie drukowane pod tytułem Manual of Mineral Science (Manual of Mineralogy) (2007), zrewidowane przez Cornelisa Kleina i Barbarę Dutrow .

Równie wpływowy był System Mineralogii Dany , opublikowany po raz pierwszy w 1837 roku, który był konsekwentnie aktualizowany i poprawiany. Wydanie szóste (1892) redagowane przez jego syna Edwarda Salisbury Dana . Wydanie siódme zostało opublikowane w 1944 roku, a wydanie ósme zostało opublikowane w 1997 roku pod tytułem Dana's New Mineralogy: The System of Mineralogy of James Dwight Dana and Edward Salisbury Dana , pod redakcją RV Gaines et al.

Zobacz też

• Kalendarium odkrycia i klasyfikacji minerałów

Uwagi

Bibliografia

• Bandy, Mark Chance i Jean A. Bandy (1955). De Natura Fossilium . Nowy Jork: George Banta Publishing Company.
• Chan, Alan Kam-leung i Gregory K. Clancey, Hui-Chieh Loy (2002). Perspektywy historyczne wschodnioazjatyckiej nauki, technologii i medycyny . Singapur: Singapore University Press ISBN  9971-69-259-7
• Hazen, Robert M. (1984). " Mineralogia: przegląd historyczny ". Dziennik Edukacji Geologicznej , 32 , 288-298.
• Needham, Józef (1986). Nauka i cywilizacja w Chinach: Tom 3 . Tajpej: Jaskinie Książki, Ltd.
• Povarennykh AS (1972) „Krótka historia mineralogii i klasyfikacji minerałów”. Krystaliczna klasyfikacja chemiczna minerałów, 3-26. Springera, Boston, MA. ISBN  978-1-4684-1743-2
• Ramsdell, Lewis S. (1963). Encyklopedia Americana: Wydanie międzynarodowe: Tom 19 . Nowy Jork: Americana Corporation.
• Sivin, Nathan (1995). Nauka w starożytnych Chinach . Brookfield, Vermont: VARIORUM, wydawnictwo Ashgate.

Linki zewnętrzne

• Wirtualne Muzeum Historii Mineralogii
• „Podręcznik mineralogii” Georga Agricoli o kamieniach szlachetnych i minerałach — przekład z łaciny: Mark Bandy; Tytuł oryginalny: "De Natura Fossilium".