История создания периодической системы и диалектическая логика

Не менее ярко субординация рассматриваемых трех категорий диалектической логики обнаружилась в истории подготовки создания периодической системы химических элементов.

 

До XIX в. классификация элементов фактически отсутствовала, тем более что само понятие «химический элемент» было окончательно установлено только в конце XVIII в. Элементы выступали лишь как случайное скопление единичных веществ. Об отдельных элементах тогда можно было утверждать только то, что каждый из них, независимо от остальных, представляет собой некоторый предел химического разложения сложных веществ. Так например, Дэви доказал, что хлор, который некоторые химики считали кислородным соединением соляной кислоты (и называли поэтому оксисоляной кислотой), обладает элементарным характером и не содержит в себе никакого кислорода. Отсюда вытекало суждение единичности: «хлор есть химический элемент». Это суждение регистрировало единичный факт, не устанавливая его связи с другими аналогичными фактами.

 

Первым приближением к раскрытию особенных признаков элементов явилась разбивка их на металлы и неметаллы, которую провел Лавуазье. В 1803 г. Джон Дальтон ввел в химию общий признак для всех элементов — атомный вес, как основу химической атомистики. Спустя пять лет Дальтон сделал попытку классифицировать элементы по этому признаку, расположив их по возрастанию атомных весов40.

 

Предвосхищение такой системы можно найти у Марне в конце XVIII в. Однако в то время не было еще известно никаких общих количественно измеримых свойств у элементов. Поэтому мысль Марне осталась на уровне натурфилософской догадки.

 

После открытия Дальтона дело изменилось коренным образом. Вильям Праут, основываясь на том, что известные в то время атомные веса приближались к целым числам, пошел еще дальше и в 1815 г. высказал идею образования всех элементов из водорода. «Я часто наблюдал,— пишет он,— что числа многих весов атомов близки к круглым величинам... Мы можем отметить... что все элементарные числа при водороде, принимаемые за 1, делятся на 4, исключая углерод, азот и барий, которые имеют элементарные числа, делящиеся на 2, показывая этим, что они представляют комбинации — высшие кратные — от элементарного числа (единицы) водорода» 41.

 

Классификация Праута (так же как и первоначальная Дальтона) исходила только из общего свойства всех элементов, но не из их индивидуальных и особенных (групповых) свойств. Вследствие этого на первый план у Праута были выдвинуты чисто количественные соотношения между элементами при полном игнорировании их качественных признаков. Такая система, учитывающая абстрактно только момент всеобщего без учета особенного и единичного в их связи со всеобщим, не могла укорениться в химии. К тому же, как показали более точные определения Берцелиуса и Стаса, большинство значений атомных весов в действительности отклонялось от целых чисел.

 

Хотя гипотеза Праута была отвергнута большинством химиков, тем не менее отдельные химики время от времени возвращались к мысли — расположить элементы в общий ряд по величине их атомных весов. Однако все такие попытки не приводили к желаемому результату.

 

Объяснялось это в значительной степени тем, что те химики, которые шли за Праутом, пытались сразу от единичного (отдельных элементов) перейти к всеобщему (общему ряду всех элементов) и перескакивали через логически неизбежный этап познания особенного (групп элементов) ; обойти же этот этап в данном случае было совершенно невозможно. Во второй четверти XIX в. главной задачей неорганической химии было — как можно полнее раскрыть те связи между элементами, которые выражают сходство элементов, их химические аналогии.

 

Пока эта задача не была решена, нельзя было создать и общую систему всех элементов. Последняя должна была строиться, очевидно, на основе общих свойств элементов, таких, как атомный вес, но взятых не в отрыве от их особенных и индивидуальных свойств, а в единстве с ними. Системы же, подобные праутовской, напротив, отрывали общее (атомный вес) от особенного и единичного и противопоставляли первые этим последним.

 

В результате подобные системы характеризовались чрезвычайной абстрактностью, которая по вполне понятным причинам не могла удовлетворить химиков. Следовательно, здесь, как и в других областях науки, путь к истине пролегал через единство единичного, особенного и всеобщего. Это понимал сам Менделеев. Он писал: «При желании обобщить свойства элементов (т. е. достичь всеобщего.— Б. К.), подвергнуть их строгому изучению, допускающему практические выводы и химическое предсказание, необходимо принять во внимание как общие свойства, принадлежащие той группе элементов, к которой относится данный из них, так и индивидуальные его свойства (т. е. особенное и единичное.— Б. К.), а в основу такого обобщения должно положить такое свойство, которое подлежит точному измерению» 42.

 

В дальнейшем момент особенного в классификации элементов стал заслонять момент всеобщего. Внимание химиков было направлено в первую очередь на разбивку элементов на особые группы. Этому отчасти способствовал процесс группового открытия элементов, которым подчеркивалась особенность их свойств и оправдывалось их соединение в естественные группы.

 

В течение второй четверти XIX в. химическая мысль искала сходства между «аналогичными элементами», как их назвал Деберейнер. В этих сходствах, или аналогиях, как раз и заключался момент особенного. Так, в 1829 г. Деберейнер выступил с «попыткой группировки элементарных веществ по их аналогии», установив несколько особых групп, или «триад», например: литий, натрий, калий; кальций, стронций, барий; хлор, бром, Нод; фосфор, мышьяк, сурьма.

 

Предвзятое допущение, что каждая группа должна состоять обязательно из трех элементов, помешала Деберей-неру увидеть связь между четырьмя и более аналогичными элементами, например связь элементов последней триады с висмутом и азотом.

 

Позднее классификацию элементов по их особенным свойствам разрабатывали химики Гмелин, Кремерс, Ленс-сен, Дюма, Петтенкофер и другие химики. Все они ограничивались, в конечном счете, тем, что разбивали элементы на группы и пытались установить закономерность их расположения внутри этих групп.

 

«Только относительно некоторых групп элементов замечает Менделеев,— не существует сомнения, что они образуют одно целое, представляют естественный ряд сходственных проявлений материи. Таковы группы: галоидов, металлов, щелочных земель, группа азота и отчасти серы, спутников платины, спутников церия, да немногие другие. Существуют уже многочисленные попытки открыть законность в тех отношениях, какие замечаются в рядах элементов, принадлежащих к одной группе... Но такого рода отношения представлялись и представляются до сих пор нашему уму, как некоторые отрывочные сведения, не ведущие к полной системе элементов, а только оправдывающие распределение их по естественным группам» 43.

 

Атомные веса, которые не рассматривались еще на этом этапе развития химии в качестве общей основы для классификации всех элементов, помогали химикам располагать элементы в пределах одной группы по признаку возрастания атомных весов. При этом проступали уже некоторые общие зависимости. Например, в 1850 г. Петтенкофер в статье «О правильных расстояниях между эквивалентными числами так называемых простых радикалов» показал, что разность между атомными весами элементов будущей I группы, так же как будущих II и IV групп, приблизительно равна 8 или величине, кратной 8. В работе Гладстона «О соотношениях между атомными весами аналогичных элементов» все элементы располагались в один ряд по величине их атомных весов. Все это дало толчок к воз-рождению идеи Праута о всеобщей связи элементов, которая в данном случае обосновывалась правильностью возрастания атомных весов.

 

Однако и эти попытки не приводили к цели, ибо на первое место в классификации элементов ставился момент особенного (т. е. групповые свойства и аналогии), а не момент всеобщего (т. е. связь всех элементов по их массе). «Исследования о кратности атомных весов,— писал Менделеев,— служили не раз, в особенности для Дюма, Петтен-кофера, Соколова и других, поводом к указанию численных отношений между атомными весами элементов, составляющих одну группу, но, сколько мне известно, не послужили для систематического распределения всех известных элементов». Попытку Лепссена «удовлетворить этому естественному требованию» Менделеев считает неудачной, поскольку в ее основании «не лежит прочного начала» 44.

 

Использование атомных весов в пределах отдельных групп, равно как и сама группировка элементов по особенным их признакам, явились подтверждением определения Гегеля: «Особенное содержит в себе ту всеобщность, которая составляет его субстанцию; род неизменен в своих видах; виды разнятся не от всеобщего, а только друг от друга. Особенное имеет с другими особенными, к которым оно относится, одну и ту же всеобщность» 45.

 

Теперь отдельные элементы можно было различать по их принадлежности к той или другой естественной группе. Отсюда вытекало суждение особенности. Например: «группа щелочных металлов отлична от группы галоидов». Этим суждением констатировалось наличие особых групп элементов, различающихся между собой по особым химическим свойствам.

 

Предложенные в 60-х годах XIX в. системы Ньюлендса, де-Шанкуртуа и Лотара Мейера, в которых элементы располагались уже по величине их атомных весов, явились переходом к раскрытию момента всеобщего, представленного атомными весами. Однако мышление большинства химиков не вышло еще из стадии, когда оно ограничивалось только моментом особенного. Поэтому все попытки найти общую связь элементов вызывали у большинства химиков недоумение и насмешки. По словам Менделеева, периодическая закономерность «имела под собой к 60-м годам подготовленную почву, и если высказана с определенностью лишь к концу 60-х годов, то этому причину, по моему мнению, должно искать в том, что сравнению подвергали только элементы, сходственные между собой. Однако мысль сличить все элементы по величине их атомного веса до того была чужда общему сознанию, что ни «vis tellurique» De Chancourtois, ни «Law of Octaves» New-lands46 не могли обратить на себя чьего-либо внимания, хотя у них обоих, как у Дюма и Штреккера, видно еще больше, чем у Петтенкофера и Ленссена, приближение к периодическому закону и даже его зародыш» 47.

 

Открывая в 1869 г. периодический закон как общий закон химических элементов, Менделеев сформулировал основную цель, которую он себе поставил и которую на языке логики можно определить как осуществление перехода от особенного к всеобщему в классификации элементов. «Цель моей статьи,— писал он,— была бы совершенно достигнута, если бы мне удалось обратить внимание исследователей на те отношения в величине атомного веса несходных элементов, на которые, сколько то мне известно, до сих пор не обращалось почти никакого внимания» 48.

 

Сближение несходных по их химическим свойствам элементов выступало как включение их в один ряд:

 

литий, бериллий, бор, углерод, азот, кислород, фтор; или:

 

натрий, магний, алюминий, кремний, фосфор, сера, хлор.

 

Это наблюдается в менделеевской системе по горизонтали (в пределах периода) и составляет существо самой системы и лежащего в ее основе закона.

 

В отличие от Праута момент всеобщего, выраженный в сближении всех элементов по атомным весам, не оторван у Менделеева от индивидуальных физических и химических свойств элементов (от единичного) и от групповых аналогий элементов и их сходства в рамках их отдельных семейств (от особенного), а дан в единстве с ними. Большинство ранее установленных групп органически вошло в менделеевскую систему, выразив соотношения элементов по вертикали. Теперь эти группы потеряли ту искусственную изолированность, полную самостоятельность, которая приписывалась им ранее; они вошли в менделеевскую систему как бы «в снятом виде», обнаружив свою подчиненность общей периодической зависимости всех элементов между собой.

 

Открытие такой общей зависимости стало возможным только потому, что оно явилось высшим этапом, следующим за обнаружением химических аналогий элементов, т. е. за этапом особенного. «...Периодическая зависимость свойств несходных элементов и их соединений от атомного веса элементов могла быть установлена только после того, как эта зависимость была доказана для сходных элементов. В сопоставлении несходных элементов заключается также, как мне кажется, важнейший признак, которым моя система отличается от систем моих предшественников. Как и эти последние, я принял, за небольшим исключением, те же группы аналогичных элементов, но при этом я поставил себе цель исследовать закономерность во взаимном отношении групп. При этом я пришел к вышеупомянутому общему принципу, который применим ко всем элементам и охватывает многие из ранее высказанных аналогий, но одновременно допускает также такие следствия, которые раньше были невозможны» 49.

 

В периодической системе мы видим единство моментов единичности, особенности и всеобщности, присущее химическим элементам, причем это единство дано в форме всеобщности. Здесь снова подтверждается и материалистически конкретизируется положение Гегеля: «Единичность смыкается через особенность со всеобщностью; единичное не непосредственно всеобще, а через посредство особенности; точно так же и, наоборот, всеобщее единично не непосредственно, но нисходит к единичности (правильно материалистически сказать: проявляется в единичности.— Б. К.) через особенность» 50.

 

Теперь любой элемент следовало уже определять не просто по его принадлежности к той или иной группе, а (что уже отмечалось выше) по месту, которое он занимает в периодической системе, как выражающей общую закономерную связь между всеми элементами. Отсюда вытекало суждение всеобщности: «каждый элемент занимает определенное место в периодической системе». Например, А. А. Яковкин дал такое определение: «Элемент представляет простое вещество, занимающее в системе Менделеева определенное место». А это место, как известно, определяется порядковым (атомным) номером элемента, который равен заряду ядра, т. е. числу протонов в ядре атома. Отсюда следует, что химический элемент (отдельное), определяемый через общий периодический закон, выступает теперь как вид атомов, ядра которых имеют одинаковый заряд.

 

Итак, рассматривая момент всеобщего в классификации элементов не абстрактно, а конкретно, Менделеев преодолел абстрактную односторонность всеобщего в праутовской системе. Химическая особенность (индивидуальность) элементов и их масса, или атомный вес, как их общее свойство, были даны в периодическом законе в их внутренней и неразрывной связи.

Категория: Наука и Техника | Добавил: fantast (24.01.2019)
Просмотров: 88 | Рейтинг: 0.0/0