Электронное пособие

Содержание

Истоки кристаллографии.

С древнейших времен философы своего времени начинали изучать минералогию. В их трудах, сохранившихся до наших времен можно увидеть сведения о минералах, накопленные на основе изучения их внешней формы и свойств. Одним из первых, в чьих работах были упоминания об атомистике был великий древнегреческий философ Демокрит Абдерский (рис 1).

Рис. 1 Бюст Демокрита [1.jpg]

Демокри́т Абдерский - предположительно был учеником древнегреческого философа Левкиппа, и является одним из основателей атомистики и материалистической философии.

Согласно древним источникам, он родился в городе Абдеры во Фракии [1].

Его отец был зажиточным купцом в Абдерах – древнегреческом богатом торговом и культурном центре того времени. Он смог дать сыну хорошее образование. С ребенком занимались персидские мудрецы, греческие философы, поэты. С детства он ни в чем не нуждался, и обучение составляло смысл его жизни. После смерти отца, ему осталось большое наследсво и он решил отправиться путешествовать, чтобы познакомиться с разными странами, изучать окружающий мир, людей, животных, философские воззрения различных народов. Он посетил Древний Египет, Вавилон, Персия, Индия, Эфиопия. Слушал в Афинах пифагорейца Филолая и Сократа.

Но в Абдерах растрата наследства преследовалась в судебном порядке. В суде, вместо того что бы защищаться Демокрит, зачитал отрывки из своего произведения, «Великий мирострой». Чтение было настолько увлекательным, что люди приходили даже с улицы. Демокрит был полностью оправдан, и ему собрали деньги для дальнейших исследований [1].

Образ жизни Демокрита, казался окружающим непонятным, он постоянно уходил из города, ему нравилось на кладбищах, где вдали от города он предавался размышлениям. Иногда Демокрит разражался смехом, настолько смешными казались ему людские дела на фоне великого мирового порядка (отсюда его прозвище «Смеющийся Философ»). Сограждане сочли Демокрита умалишенным, и даже пригласили для его освидетельство-вания знаменитого врача Гиппократа. Тот встретился с философом, и постановил, что Демокрит абсолютно здоров как физически, так и психически, и помимо этого утвердил, что Демокрит один из умнейших людей, с которыми ему приходилось общаться.

Согласно Лукиану (Лукиан из Самосаты - древнегреческий писатель), Демокрит прожил 104 года [1].

Размышляя над первоосновой мира, Демокрит пришел к выводу, что ею являются мельчайшие неделимые частицы, которые он назвал атомами. Их великое множество. Весь мир состоит из них. Полностью заполненные изнутри атомы размещаются в пустоте. Атомы различаются формой и размером и находятся в постоянном хаотическом движении

Основные положения атомистики Демокрита:

  • Ничего не существует, кроме атомов и пустого пространства
  • Атомы невидимы глазом, бесконечны в числе и бесконечно различны по форме.
  • Различие всех предметов зависит от различия их атомов в числе, величине, форме и порядке. Качественного различия атомов не существует. Атомы не имеют «внутреннего состояния»; они действуют друг на друга посредством давления и удара и хаотически движутся.

Ровные плоские грани кристаллов возникают оттого, что они построены из одинаковых упорядоченно сложенных частиц, атомов.

Большинство сочинений Демокрита были утрачены, и многие его мысли дошли до нашего времени в воспоминаниях его учеников, последователей, а также критиков. Его главное учение об атомах оказало большое влияние на развитие философской и научной мысли, оно объясняло структуру материального мира, движение тел, их рождение и гибель [1].

Еще одним из философов, изучавшим минералогию стал Платон.

Рис. 2 Бюст Платона [2.jpg]

Точная дата рождения Платона неизвестна. Следуя античным источникам, считается что Платон родился в 428 - 427 годах до н. э. в Афинах или Эгине в разгар Пелопоннесской войны между Афинами и Спартой [2].

Платон родился в аристократической семье, род его отца, Аристона (465 - 424), восходил, согласно легендам, к последнему царю Аттики Кодру, а предком Периктионы, матери Платона, был афинский реформатор Солон.

В юности слушал софиста гераклитовской ориентации Кратила, в 20 лет познакомился с Сократом, начал регулярно посещать его беседы и отказался от реальной полити-ческой карьеры. Отличался крайней застенчивостью и замкнутостью.

Неизменным участником практически всех сочинений Платона, написанных в форме диалогов между историческими и иногда вымышленными персонажами, является Сократ.

Согласно Диогену Лаэртскому, настоящее имя Платона - Аристокл (др.-греч. Αριστοκλής; буквально, «наилучшая слава»). Платон - прозвище (от греческого слова «plato» - широта), означающее «широкий, широкоплечий», которое дал ему Сократ за его высокий рост, широкие плечи и успехи в борьбе [2].

После смерти Сократа в 399 г. до н. э., Платон уехал в Мегару. После, согласно древним источникам, он посетил Кирену и Египет в течение 399 - 389 годов. В 389 году отправился в Южную Италию и Сицилию, где общался с пифагорейцами. В 387 году Платон возвращается в Афины, где основывает собственную школу - Академию. Впоследствии он вновь посещал Сицилию в 366 и 361 годах до н. э.

Согласно древним источникам, Платон умер в день своего рождения в 347 году до н. э.

Рис. 3 Платоновы тела [3.img]

Форма кристаллов подсказала Платону идею частиц-многогранников - платоновых тел.

Сопоставление правильным многогранникам четырех стихий:

Тетраэдр олицетворял огонь, поскольку его вершина устремлена вверх, как у разгоревшегося пламени; икосаэдр - как самый обтекаемый - воду; куб - самая устойчивая из фигур - землю, а октаэдр – воздух. Додекаэдр отождествлялся со всей Вселенной и почитался главнейшим.

Он даже получил из этой модели формулу воды H2O. По Платону частица воды имеет вид икосаэдра – правильного многогранника, сложенного из 20 равносторонних треугольников. Платон показал, что частицу воды можно получить, соединив две частицы воздуха (водорода H) – 2 октаэдра, каждый из 8-ми треугольников, и одной частицы огня (кислорода O) – тетраэдра из 4-х треугольников: 2x8+4=20.

Правильное размещение частиц обеспечивает минимум энергии связи, к которому стремятся все системы. Атомам энергетически выгодней не надстраивать атомную плос-кость, а дополнять атомные слои до ровных, контактируя с возможно большим числом соседей. Так и возникают правильные многогранные формы кристаллов.

У Платона учеником был Аристотель. В своих исследованиях он достаточно глубоко погрузился в изучение горного хрусталя [3].

Рис. 4 Бюст Аристотеля [4.jpg]

Один из величайших философов античной Греции -Аристотель Стагирский, родился в 384 г. до н. э. в Стагире, греческой колонии во Фракии, недалеко от Афона. Отец Аристотеля Никомах и мать Фестида были благородного происхождения. Никомах был придворным врачом македонского царя Аминты III, он прочил своего сына на ту же должность и, вероятно, сам первоначально обучал мальчика врачебному искусству и философии, которая в то время была нераздельна с медициной.

Аристотель рано потерял родителей. После их смерти он отправился в Атарней, в Малой Азии, а затем, в 367 году, – в Афины. Там Аристотель стал учеником Платона и в течении 20 лет был участником платоновской Академии. В 343 г. Аристотель был приглашен Филиппом (царём Македонии) воспитывать его сына – 13-летнего Александра. В 335 г. Аристотель вернулся в Афины и создал там свою школу (Ликей, или перипатетическую школу). После смерти Александра Аристотель был обвинён в безбожии и покинул Афины. Аристотель переселился в Халкис на Эвбее, куда за ним последовала толпа учеников и где через несколько месяцев он скончался от болезни желудка [3].

Аристотель является натуралистом классического периода. Он наиболее влиятельный из диалектиков древности; основоположник формальной логики. Создал понятийный аппарат, который до сих пор пронизывает философский лексикон и сам стиль научного мышления.

Дошедшие до нас сочинения Аристотеля делятся по содержанию на 7 групп:

  • Логические трактаты, объединённые в своде «Органон»: «Категории», «Об истолковании», «Аналитики первая и вторая», «Топика».
  • Физические трактаты: «Физика», «О происхождении и уничтожении», «О небе», «О метеорологических вопросах».
  • Биологические трактаты: «История животных», «О частях животных», «О возникновении животных», «О движении животных», а также трактат «О душе».
  • Сочинения о «первой философии», рассматривающее сущее как таковое и получившее впоследствии название «Метафизики».
  • Этические сочинения: т. н. «Никомахова этика» (посвященная Никомаху, сыну Аристотеля) и «Эвдемова этика» (посвященная Эвдему, ученику Аристотеля).
  • Социально-политические и исторические сочинения: «Политика», «Афинская полития».
  • Работы об искусстве, поэзии и риторике: «Риторика» и дошедшая не полностью «Поэтика».

Аристотель рассматривал горный хрусталь (идеально прозрачный крупнокристаллический кварц) как окаменевший лёд - промерзший настолько, что уже никакая в природе сила не в состоянии его растопить: камень всегда оставался прохладным на ощупь, и находили его обычно высоко в горах - среди снегов и льдов.

Аристотель писал об этом камне: «Ex aqua generatur crystallus remoto totaliter calido». В свободном переводе - когда вода полностью утрачивает теплоту, она превраща-ется в кристаллус. По греческой легенде, горный хрусталь - это священный лёд. Боги оплакивали людей на Земле, а их слезы обратились прозрачными ледяными камнями.

Во многих музеях мира хранятся неповторимые изделия из горного хрусталя: в Оружейной палате - самовар Петра I, в Эрмитаже - восхитительные вазы, ароматницы и чаши. В художественном музее в Вене имеется флейта из горного хрусталя, отличающаяся великолепной отделкой и прекрасным тоном. Она была подарена Наполеоном в 1811 г. знаменитому флейтисту Друэ [4].

Однако самыми заменитыми изделиями из этого камня являются хрустальные черепа. В 1927 г. американская археологическая экспедиция в джунглях Гондураса на месте древнего города цивилизации майя нашла прозрачный отполированный череп - Череп Смерти. Это изумительно точная копия женского черепа из монокристалла горного хру-сталя весом около 5 кг изготовлена древними умельцами племени майя. Нижняя челюсть черепа сделана подвижной. Качество шлифовки и полировки - совершенное, по высшему классу чистоты. Археологи, геологи, историки попытались воссоздать обстановку, в которой мог быть использован этот жуткий амулет. Подвешенный на нити череп начинал вращаться от незначительного усилия и даже просто от движения воздуха, вызванного горением свечей. Причем, если луч света направлять в центр носовой полости, то весь череп начинает светиться, а глазницы - сиять.

Учеником же Аристотеля, стал Теофраст, автор свыше 200 трудов по естествознанию (физике, минералогии, физиологии и др.). Он описал очень много минералов и минеральных веществ [5].

Рис. 5 Бюст Теофраста [5.jpg]

Теофраст, или Феофраст, или Тиртамос, или Тиртам (лат. Theophrastos Eresios, родился около 370 до н. э., Эрес на острове Лесбос) - древнегреческий философ. Разносто-ронний учёный; наряду с Аристотелем является основателем ботаники и географии растений. Благодаря исторической части своего учения о природе, выступает как родона-чальник истории философии (особенно психологии и теории познания). Учился в Афинах у Платона, затем у Аристотеля (стал его ближайшим другом), а в 323 до н. э. - преемником на посту главы школы перипатетиков [5].

Написал две книги о растениях: «Историю растений» (лат. Historia Plantarum) и «Причины растений» (лат. De Causis Plantarum), в которых даются основы классификации и физиологии растений, описано около 500 видов растений, и которые подвергались многим комментариям и часто переиздавались. Теофраст создал одну из первых специальных работ по минералогии трактат «О камнях». В нем он описывал несколько десятков минералов и минеральных веществ, подразделив их на металлы, камни и земли. В своей работе он приводит данные о свойствах минералов, способах их извлечения, обработки и применения. Описаны также известные месторождения этих минералов.

Теофраст был превосходным оратором и, по преданию, за свое красноречие получил от Аристотеля прозвание "Theophrastos", что значит "божественный оратор"; оно заменило его первоначальное имя – Tyrtamos [5].

Теофраст умер между 288 до н. э. и 285 до н. э., в городе Афины.