CC BY
102
УДК 621.039.75 Масанори Кадзи
Токийский технологический институт, Токио, Япония W9-79, 2-12-1 Ookayama, Meguro-ku, Tokyo 152-8552, Japan e-mail: kaji.m.aa@m.titech.ac.jp
СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ВОСПРИЯТИЯ ПЕРИОДИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ В РАЗНЫХ СТРАНАХ В ПЕРИОД С 1870-х ПО 1920-е ГОДЫ
Историки науки изучали Периодическую систему химических элементов Д. И. Менделеева, но мало кто проанализировал, как научное сообщество в разных частях света восприняло и использовало эту систему. В настоящей работе мы постарались восполнить этот пробел. Мы проанализировали публикации с 1870-х годов по 1920-е годы, т.е. до появления идей квантовой химии, десяти стран (Россия, Германия, Англия, Франция, Швеция, Дания, Норвегия, Испания, Португалия, Италия), одного европейского региона (Чешские земли) и одной страны из Азии (Япония). Были рассмотрены не только статьи научных журналов, справочники, химические учебники высших и средних учебных заведений, но и публикации в средствах массовой информации. Проведенное исследование показывает, что принятие Периодического закона в образовательную систему во многих странах было осложнено по многим причинам. Тем не менее, основываясь на Периодическом законе, были проведены новые метафизические и философские исследования даже вне химии.
Ключевые слова: история химии, периодическая система Д.И.Менделеева.
Хотя многие историков науки изучали Периодическую систему химических элементов Д. И. Менделеева, мало кто проанализировал, как научное сообщество в разных частях мира восприняло и использовало эту систему. Наша работа -- попытка восполнить это т пробел.
Идея сравнительного анализа восприятия Периодической системы в разных странах пришла ко мне во время 6-ой конференции по науке и технике в европейской периферии (STEP) в Стамбуле в июне 2008 года.
Я организовал сессии, посвященные этой теме на международных конференциях: 7-я Международная конференция по истории химии (Шопрон, Венгрия, 2-5 августа, 2009) ; 7-ая STEP конференция (Голуэй, Ирландия, 17-20 июня 2010 года) ; и 4-я Международная конференция Европейского общества по истории науки (Барселона, Испания, 18-20 ноября 2010 г.). После этих конференцией, следующие пятнадцать участников собрались для этого проекта сравнительного анализа в разных странах и регионах:
Gisela Boeck (Германия), Nathan Brooks (США), Marco Ciardi (Италия), Antonio Belmar García (Испания), Масанори Кадзта (Япония), Helge Kragh (Дания), Anders Lundgren (Швеция), Annette Lykknes (Норвегия), Isabel Malaquias (Португалия), Rosa Munoz Bello (Испания), José Bertomeu Sanchez Ramon (Испания), Sona Strbánová (Чехия), Marco Taddia (Италия),
Bernadette Bensaude Vincent (Франция), Gordon Woods (Великобритания) .
Мы исследовали десять стран (Россию, Германию, Англию, Францию, Швецию, Данию, Норвегию, Испанию, Португалию, Италию), один Европейский регион (Чешские земли) и одну страну из Азии (Японию). Наше исследование показывает разное отношение к Периодической системе в разных странах. Работа охватывает период с 1870-х годов по 1920-е годы, т.е. до появления идей квантовой химии. Мы изучали не только статьи научных журналов, справочники, химические учебники высших и средних учебных заведений, но и публикации в средствах массовой информации. Наша работа будет опубликована в США в издательстве Oxford University Press, USA. Сегодня я сделаю доклад о некоторых результатах нашей совместной работы.
К осени 1870 года Менделеев закончил свою работу по Периодической системе и предсказал существование новых еще неоткрытых элементов и их свойства. Летом следующего года он опубликовал итоги своих исследований в немецком журнале «Annalen der Chemie und Pharmazie» на немецком языке.
Русский отклик на Периодическую систему, конечно, существенно отличался от зарубежного. Д.И.Менделееву, как авторитетному члену Русского химического общества, основанного в 1868 году, удалось убедить ведущих членов этого общества в важности Периодического закона. В Российской империи известный учебник Менделеева «Основы химии», изданный в 1868-71
годах и переизданный с переработкой 7 раз до конца его жизни, сыграл важную роль в распространении Периодической системы. Поскольку Россия не имела такой многолетней образовательной традиции, как Европа, новый подход, основанный на Периодической системе, был принят в Российских высших и в средних образовательных учреждениях еще до 1880-х годов.
Япония была одной из немногих стран за пределами Европы и Северной Америки, которая участвовала в серьезных научных исследованиях в девятнадцатом веке. Открытие Периодического закона в 1869-1871 и его распространение в 1880-е годах совпало с началом модернизации Японии в 1868 году после Реставрации Мэйдзи. Это помогло японским химикам принять Периодическую систему как одну из основ химии. Большинство японских профессоров химии первого поколения считали Периодический закон важнейшим открытием в области химии. Уже в начале 20-го века японские химики начали вносить свой вклад в изучение и дальнейшее развитие Периодической системы. Например, Масатака Огава [1,2] объявил об открытии нового элемента под названием шррошиш в 1908 году, но он ошибочно считал его элементом с атомным номером 43, т.е. менделеевским эка-марганцем - будущий «технеций». В 1990-х годах японский профессор Кэн-ити Йосивара, основываясь на данных Огавы, доказал, что шррошиш - это рений, элемент с атомным номером 75 - менделеевский тримарганец, , т.е. элемент находящийся ниже в Периодической системе, чем как думал Огава.
Можно сказать, что в России и в Японии признание Периодической системы происходило без затруднения. Но наше исследование показало, что во многих странах признание Периодической системы было не таким благополучным.
Например, в Швеции, где химия в основном развивалась как экспериментальная, а не теоретическая наука, Периодический закон не входил в образовательные пособия по химии, хотя шведские химики знали о его открытии. Новые элементы такие, как тулий (1879), гольмий (1879), скандий (1879), были открыты шведскими химиками после открытия Периодического закона, но это никак не было связано с Периодическим законом, поскольку шведские химики в то время были мало заинтересованы в теории химии, и к закону о Периодичности свойств элементов они относились без должного внимания и уважения. Например, шведский химик, Нильсон открыл скандий без знания предсказания Менделеева о экаборе. Периодическая система не использовалась как педагогический инструмент в образовательном процессе. Можно сказать, что
Периодическая система Менделеева в северной Европе не была по достоинству оценена. Например, в Норвегии Периодическая система впервые упоминается не в научных журнальных публикациях, а только в 1888 году в учебнике по химии, написанном профессором химии университета Кристиания Хиортдаль [3]. Много норвежских химиков начали опираться на периодическую систему в научных журнальных публикациях только в 1910-е годы, благодаря открытиям в области радиоактивности и атомной теории. А в учебный процесс в Норвегии Периодическая система была введена как педагогический инструмент в университетах только в 1940 году. Надо отметить, что в норвежских гимназиях информации о Периодической системе не имелось вплоть до начала 1970-х годов (!), так как в Норвегии использовался только один учебник по химии, Сверре Бруун [4], автор которого отрицал полезность Периодической системы.
Во многих странах с устоявшейся системой образования информация о Периодическом законе также не доносилась до учащихся. В Испании и Франции, где имелась своя традиция классификации веществ, многие ученые считали, что Периодический закон не помог выяснить проблемы классификации элементов. В Испании, были давние дебаты по классификации химических элементов и соединений, здесь выделяли искусственные, естественные и гибридные классификации. Поэтому испанские авторы учебников не были впечатлены Периодической системой. После открытия новых элементов, которые были предсказаны Менделеевым при построении Периодической системы, и после публикации статьи Менделеева во французских журналах, Периодическая таблица появилась в испанских учебниках. Тем не менее, авторы учебников не рассматривали систему как основу классификации элементов, только как способ введения теоретических аспектов в учебный материал, как существование атомов, гипотезы Праута, эволюции неорганической материи, и даже происхождения вселенной.
Поэтому можно сказать, Россия и Япония, где не было сильной традиции по образованию, стали исключением из общемировой практики. Даже в Германии Периодический закон вошел в учебники только после появления квантовой химии. Слишком тверды и непоколебимы были традиционные учебные программы по химии в этой стране.
Более интересен тот факт, что в конце девятнадцатого и начале двадцатого веков, многие метафизические и философские размышления о природе на основе Периодической системы
появились вне химии. Даже в России некоторые интеллектуалы, например, Борис Чичерин [5] и Николай Морозов [6] пытались спекулировать о причинах Периодического закона в конце девятнадцатого и начале двадцатого веков. Чичерин старался найти какой-то математический закон в Законе о периодичности свойств химических элементов. Морозов обсуждал сложность атомов Периодической системы элементов.
В Германии, долгое время информация о Периодической системе появлялась только в ограниченном масштабе в научных публикациях, а не в учебных пособиях. В популярных журналах Периодическая система упоминалась только в связи с проблемами происхождения элементов, эволюции неорганической материи,
происхождения видов [7-11].
В Испании система Менделеева использовалась в пространных публикациях по вопросам существования атомов, гипотезы Праута, эволюции неорганической материи, происхождении Вселенной. Однако ни практика, ни стратегия преподавании химии не изменились из-за открытия Периодической системы.
Оценка одного и того же события, сделанная соотечественником события, может существенно отличаться от оценки того же события, сделанной исследователем из другой страны. Для объективной оценки того или иного научного открытия независимо от национальной принадлежности в истории науки используют так называемые "сравнительные исследования", которые проводятся исследователями из разных стран. Использование в настоящей работе сравнительного исследования восприятия Периодической системы элементов в разных странах позволило объективно оценить значение открытия Менделеева для ученых в разных уголках мира. В данной работе мы постарались оценить роль иностранных ученых, работающих в России, Японии, Чехии.
Например, немецкие ученые, работающие в России, а также подданные Российской империи немецкого происхождения сыграли важную роль в
распространении Периодического закона за пределами России. В Чешских землях в девятнадцатом веке остро стоял вопрос чешско-германского антагонизма в химическом сообществе. Французские ученые, работавшие в южной европейской периферии, сыграли определенную роль в распространении Периодического закона. В Японии положительную роль в признании идей Менделеева сыграли британские химики, которые работали в качестве преподавателей в системе высшего образования вскоре после Реставрации Мэйдзи.
Настоящая работа предполагают проведение дальнейших исследований в этом направлении. Во-первых, это исследование проблем распространения и признания Периодического закона в других странах, например, в Ирландии, Канаде, Мексике, Бразилии, Аргентине, Китае, Индии и Австралии.
Во-вторых, расширение временного промежутка исследования. В настоящей работе мы остановились на периоде до 1920 года, до появления квантовой химии. Очевидно, что изучение проблемы после 1920-годов даст обширный и интересный материал.
В-третьих, необходимо проанализировать графические представления Периодической системы, которых насчитывается большое количество.
Продолжение работы в этом направлении должно дать импульс для появления новых вдохновляющих результатов.
Наш сравнительный анализ показал, что принятие Периодического закона в образовательную систему во многих странах был осложнен по многим причинам. Тем не менее, основываясь на Периодическом законе, были проведены новые метафизические и философские исследования даже вне химии.
В заключении я хочу поблагодарить профессора РХТУ им. Д.И.Менделеева Дмитрия Исхаковича Мустафина за участие в бсуждении результатов и за полезные замечания, сделанные им во время нашей совместной работы.
Масанори Кадзи, профессор Токийского технологического института, Токио, Япония
Литература
1. H. Kenji Yoshihara, "Ogawa's Discovery of nipponium and Its Re-evaluation," Historia Scientiarum, 9 (3), 257-269 (2000);
2. Masanori Kaji, "Ogawa's Discovery of a New Chemical Element "Nipponium": The Emergence of Modern Chemistry Research in Japan and Its Social Background," Historia Scientiarum, vol. 12-3 (2003): 215-218.
3. Thorstein Hallager Hiortdahl, Kortfattet lffirebog i anorganisk chemie, Kristiania: Cammermeyer, 1888.
4. Sverre Bruun, Lffirebok i kjemi for gymnaset [Учебник по химии для гимназия] .
5. А Б. Н. Чичерин, Система химических элементов; Законы образования химических элементов, М.: Печатня С. П. Яковлева, 1911.
6. Николай Александрович Морозов: учёный-энциклопедист, М.: Наука, 1982.
7. Hugo Roedel, "Die Genesis der Elemente" Die Natur 15 (1889): 41-43;
8. William Preyer, "Das genetische System der Elemente," Naturwissenschaftliche Wochenschrift 6 (1891): 523-525;
9. Gustav Wendt, Die Entwicklung der Elemente. Entwurf zu einer biogenetischen Grundlage für Chemie und Physik (Bonn: In Comm. d. Hirschwald'schen Buchhandlung, 1891);
10. Ernst Krause, "Die Entwicklung der chemischen Elemente," Himmel und Erde (1892): 236-243;
11. Ernst Haeckel, Die Welträtsel - Gemeinverständliche Studien über monistische Philosophie (Bonn: Strauß, 1899), 227.
Masanori Kaji
Tokyo Institute of Technology, Tokyo, Japan e-mail: kaji.m.aa@m.titech.ac.jp
COMPARATIVE STUDIES ON THE RECEPTION OF THE PERIODIC SYSTEM OF CHEMICAL ELEMENTS IN VARIOUS COUNTIRIES FROM THE 1870S TO THE 1920S
Abstract
Although a number of historians have already studied Mendeleev's discovery of the periodic system of chemical elements, there are few studies on how the world's scientific community perceived and employed it. The study covers ten countries (Russia, Germany, Great Britain, France, Sweden, Denmark, Norway, Spain, Portugal, Italy) and one region (the Czech Lands) in Europe and one from Asia (Japan) in the period spanning the 1870s to the 1920s, before the advent of quantum mechanics. The study shed light on a multitude of responses to the periodic system by analyzing research papers, reference books, and chemistry textbooks for higher education and middle schools as well as popular books and magazines. Many countries did not pay attention to it, for various reasons. Of even greater interest is the fact that in the late nineteenth and early twentieth centuries, many metaphysical and philosophical reflections on nature based on the periodic system appeared outside of chemistry.
Key words: history of chemistry, the periodic system of chemical elements of D. I. Mendeleev
