XI Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
Дмитрий Иванович Менделеев - великий русский учёный XIX-XX века
Автор работы награжден дипломом победителя III степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Введение
Имя, результаты научного творчества и, в целом, деятельность Дмитрия Ивановича Менделеева известны всему миру. Заметим, что к этому следует относиться не только, как к достойному прошлому, но и как к важному ориентиру в будущем. Цель настоящей работы - показать, опираясь на значимые моменты жизни и творчества Д.И. Менделеева, их актуальность для современной науки и гуманитарного прогресса общества.
Один из самых значимых ориентиров в будущее нашей цивилизации связан с сохранением целостности биосферы Земли, преодоление приближающейся глобальной экологической катастрофы. Мир един, целостен, и эту целостность нужно сохранять.
О целостности окружающего мира и вселенной свидетельствуют результаты исследований великих ученых - Ньютона, Эйнштейна. Законы, открытые ими в земных условиях, действуют в космическом пространстве и на других планетах. Периодическая система химических элементов также открыта Д.И. Менделеевым в земных условиях, но она распространяется и на другие планеты, на всю вселенную.
Понимание этого доступно умам творческой молодежи современности. Однако нас удивляет другое. Почему Д.И. Менделеев не стал лауреатом Нобелевской премии? И нас поражает факт выдвижение его работ на соискание этой премии Академией наук Германии, а не России. Он не был избран действительным членом Российской академии наук, хотя состоял во многих зарубежных академиях.
В основе этих негативных обстоятельств не лежит непонимание сути научных работ Д.И. Менделеева. Они связаны с обыкновенной человеческой завистью и конъюнктурными соображениями, которые, в конечном итоге, тормозят научный прогресс. Преодоление этих негативных проявлений – актуальная гуманитарная проблема современности, и имя Д.И. Менделеева представляет собой значимый ориентир в решении этой проблемы.
1.Биография
1.1 Происхождение
Дмитрий Иванович Менделеев родился 27 января (8 февраля по новому стилю)1834 года в Тобольске в семье Ивана Павловича Менделеева, в то время занимавшего должность директора Тобольской гимназии и училищ Тобольского округа, и Марии Дмитриевны Менделеевой (Корнильевой). Дмитрий был в семье последним, семнадцатым ребёнком.
Окончив в 1804 году духовное училище, Иван Менделеев поступил на филологическое отделение Главного педагогического института. Окончив институт в числе лучших студентов в 1807 году, Иван был определён «учителем философии, изящных искусств и политической экономии» в Тобольск, где в 1809 году женился на Марии Корнильевой, происходившей из старинного рода сибирских купцов и промышленников.
В декабре 1818 года Иван Менделеев был назначен директором училищ Тамбовской губернии. С лета 1823 по ноябрь 1827 года семья Менделеевых жила в Саратове, а затем возвратилась в Тобольск, где Иван Менделеев получил место директора Тобольской классической гимназии. Его ум, культура и творческое начало определяли педагогические принципы, которыми он руководствовался в преподавании своих предметов. [5]
1.2 Семья и дети
Дмитрий Иванович был женат дважды. В 1862 году он сочетался браком с Феозвой Никитичной Лещевой, уроженкой Тобольска (падчерицей знаменитого автора «Конька-Горбунка» Петра Павловича Ершова). Супруга была старше его на 8 лет (1826-1906). В этом браке родились трое детей: дочь Мария (1863), умершая в младенчестве, сын Владимир (1865-1898) и дочь Ольга (1868-1950).
В конце 1876 года 42-летний Дмитрий Менделеев знакомится и страстно влюбляется в 16-летнюю Анну Ивановну Попову (1860-1942), дочь донского казака из Урюпинска. Во втором браке у Д. И. Менделеева родилось четверо детей: Любовь (1881-1939), Иван (1883-1936) и близнецы Мария (1886-1952) и Василий (1886-1922).
1. 3 Учеба и деятельность
1841 - поступил в Тобольскую классическую гимназию.
1855 - с золотой медалью окончил отделение естественных наук физико-математического факультета Главного педагогического института в Санкт-Петербурге.
1855 - назначен старшим учителем естественных наук Симферопольской мужской гимназии. По просьбе петербургского врача Н. Ф. Здекауэра в середине сентября Дмитрия Менделеева осмотрел Н. И. Пирогов, констатировавший удовлетворительное состояние пациента: «Вы нас обоих переживёте».
1855-1856 - старший учитель в гимназических классах при Ришельевском лицее в Одессе.
1856 - блестяще защитил диссертацию «на право чтения лекций» — «Строение кремнезёмных соединений» (оппоненты А. А. Воскресенский и М. В. Скобликов), с успехом прочёл вступительную лекцию «Строение силикатных соединений»; в конце января отдельным изданием в Санкт-Петербурге вышла в свет кандидатская диссертация Д. И. Менделеева «Изоморфизм в связи с другими отношениями кристаллической формы к составу»; 10 октября присвоена учёная степень магистра химии.
9 (21) января 1857 - утверждён в звании приват-доцента Императорского Санкт-Петербургского университета по кафедре химии.
1857-1890 - преподавал в Императорском Санкт-Петербургском университете (с 1865 года - профессор химической технологии, с 1867- профессор общей химии). В 1861/62 учебном году - во 2-м кадетском корпусе читал курс химии и физической географии; одновременно в 1863-1872 годах - профессор Санкт-Петербургского практического технологического института императора Николая I, руководил химической лабораторией института (1863-1872), в 1866-1872 годах преподавал органическую химию, также одновременно преподавал физику в Николаевских инженерных академии и училище; 1861-1864 - химию в Институте Корпуса инженеров путей сообщения.
1859-1861 - находился в научной командировке в Германии. [4]
2.Научные достижения
2.1 Периодический закон
Работа над учебным пособием «Основы химии» позволила Менделееву задуматься над природой химических элементов. В результате этих размышлений 1 марта (17 февраля) 1869 года был завершен самый первый целостный вариант Периодической системы химических элементов, который получил тогда название «Опыт системы элементов, основанной на их атомном весе и химическом сходстве», в котором элементы были расставлены по девятнадцати горизонтальным рядам (рядам сходных элементов, ставших прообразами групп современной системы) и по шести вертикальным столбцам (прообразам будущих периодов). Эта дата знаменует собой открытие Менделеевым Периодического закона, но более верным считать эту дату началом открытия, поскольку требовалось его осмысление и затем достижение формулировки.
Согласно окончательной хронологии первых публикаций Таблицы Менделеева, впервые Таблица была опубликована 26-27 марта (14-15 марта) 1869 года в 1-м издании учебника Менделеева «Основы Химии» (ч. 1, вып. 2). И уже после этого, осознав во время двухнедельной поездки по провинции великое значение своего открытия, Менделеев по возвращении в Петербург заказал в середине марта в типографии «Общественная польза» отдельные листки с этой таблицей, которые были напечатаны 29 марта (17 марта) 1869 года специально для рассылки «многим химикам». Позднее, уже в начале мая 1869 года «Опыт системы элементов» был напечатан с химическим обоснованием в программной статье Менделеева «Соотношение свойств с атомным весом элементов» (журнал Русского химического общества). Напечатанные листки достигли своей цели - в апреле 1869 года состоялась первая публикация Таблицы Менделеева в международной печати, согласно точной хронологии, она вышла в свет 17 апреля (5 апреля) 1869 года в лейпцигском «Журнале практической химии» и стала достоянием мировой науки [2,3].
Исследование газов
Одна из гипотез Д. И. Менделеева сводилась к тому, что специфическим состоянием газов воздуха при большом разрежении и мог оказаться «эфир» или некий газ с очень малым весом. Д. И. Менделеевым написано на оттиске из «Основ химии», на периодической системе 1871 года: «Легче всех эфир, в миллионы раз»; а в рабочей тетради 1874 года учёный выражает ещё более ясно ход мысли: «При нулевом давлении у воздуха есть некоторая плотность, это и есть эфир!». Тем не менее, среди его публикаций этого времени таких определённых соображений не высказано .В контексте предположений, связанных с поведением сильно разреженного газа (инертного — «наилегчайшего химического элемента») в космическом пространстве. При всей гипотетической направленности исходных предпосылок этих исследований, основным и наиболее важным результатом в области физики, полученным благодаря им Д. И. Менделеевым, явился вывод уравнения идеального газа, содержащего универсальную газовую постоянную. Также очень важным, но несколько преждевременным, было предложенное Д. И. Менделеевым введение термодинамической шкалы температур.
Учёным также было избрано правильное направление для описания свойств реальных газов. Вириальные разложения, использованные им, соответствуют первым приближениям в известных сейчас уравнениях для реальных газов.
Удельные объемы. Химия силикатов и стеклообразного состояния
Настоящий раздел творчества Д. И. Менделеева, не выразившись результатами масштабов естествознания в целом, тем не менее, как и всё в его исследовательской практике, будучи неотъемлемой частью и вехой на пути к ним, а в отдельных случаях - их фундаментом, чрезвычайно важен и для понимания развития этих исследований. Как станет видно из дальнейшего, он тесным образом связан с основополагающими компонентами мировоззрения учёного, охватывающими сферы от изоморфизма и «основ химии» до базиса периодического закона, от постижения природы растворов до взглядов, касающихся вопросов строения веществ.
Первые работы Д. И. Менделеева в 1854 году представляют собой химические анализы силикатов. Это были исследования «ортита из Финляндии» и «пироксена из Рускиалы в Финляндии», о третьем анализе минеральной глинистой породы - умбры - имеются сведения только в сообщении С. С. Куторги в Русском географическом обществе.
К вопросам аналитической химии силикатов, Д. И. Менделеев возвращался в связи с магистерскими экзаменами - письменный ответ касается анализа силиката, содержащего литий. Этот небольшой цикл работ послужил возникновению интереса у исследователя к изоморфизму: состав ортита учёный сравнивает с составами других сходных минералов и приходит к выводу, что такое сопоставление позволяет построить изменяющийся по химическому составу изоморфный ряд.
В мае 1856 года Д. И. Менделеев, вернувшись в Санкт-Петербург из Одессы, подготовил диссертационную работу под обобщённым названием «Удельные объёмы» - многоплановое исследование, своеобразную трилогию, посвящённую актуальным вопросам химии середины XIX века.
Большой объём работы (около 20 печатных листов) не позволил издать её полностью. Опубликована была только первая часть, озаглавленная, как и вся диссертация «Удельные объёмы»; из второй части позднее был напечатан только фрагмент в виде статьи «О связи некоторых физических свойств тел с химическими реакциями»; третья же часть при жизни Д. И. Менделеева не была полностью опубликована - в сокращённом виде она была представлена в 1864 году в четвёртом выпуске «Технической энциклопедии», посвящённой стекольному производству. Через взаимосвязь освещаемых в работе вопросов Д. И. Менделеев последовательно приближался к постановке и решению наиболее существенных в его научном творчестве проблем: выявлению закономерностей при классификации элементов, построению системы, характеризующей соединения через их состав, строение и свойства, создание предпосылок формирования зрелой теории растворов.
2.4 Кораблестроение. Освоение Крайнего Севера
Эта часть научного творчества Д. И. Менделеева в наибольшей степени определяется его сотрудничеством с адмиралом С. О. Макаровым. Она связана с рассмотрением научных сведений, полученных адмиралом в океанологических экспедициях и их совместными трудами по созданию опытного бассейна, идея которого принадлежит Дмитрию Ивановичу. Менделеев принимал активнейшее участие в этом деле на всех этапах его реализации. В 1894 году бассейн, наконец, был построен. Д. И. Менделеев поддерживал усилия С. О. Макарова, направленные на создание большого арктического ледокола.
Занимаясь изучением растворов, Д. И. Менделеев в конце 1880-х - начале 1890-х годов проявляет большой интерес к результатам исследований плотности морской воды, которые были получены С. О. Макаровым в кругосветном плавании на корвете «Витязь» в 1887-1889 годах. Эти ценнейшие данные чрезвычайно высоко оценивал Д. И. Менделеев. Он включил их в сводную таблицу величин плотности воды при разных температурах и привел в своей статье «Изменение плотности воды при нагревании».
Продолжая взаимодействия с С. О. Макаровым, начатые при разработке порохов для морской артиллерии, Д. И. Менделеев включается в организацию ледокольной экспедиции на Северный Ледовитый океан. Выдвинутая С. О. Макаровым идея этой экспедиции нашла отклик у Д. И. Менделеева, видевшего в таком начинании реальный путь решения многих важнейших экономических проблем: связь Берингова пролива с другими русскими морями, положила бы начало освоению Северного морского пути, что делало доступными районы Сибири и Крайнего севера [1].
Менделеев - экономист
В сентябре 1889 года министр финансов И. А. Вышнеградский предложил Менделееву заняться таможенным тарифом по химическим продуктам и представить доклад к январю 1890 года. Изучив необходимые материалы, Менделеев решил составить общий тариф, что предполагало разработку теоретических основ таможенной политики и системы распределения товаров. В январе 1890 года он представил доклад «Связь частей общего таможенного тарифа. Ввоз товаров», в котором разработал теоретические основы таможенного протекционизма и сформулировал принципы тарифной политики.
Он указывает на целесообразность беспрепятственного включения иностранных инвестиций в национальную промышленность. Учёный расценивает капитал как «временную форму», в которую «вылились в наш век некоторые стороны промышленности». Он до какой-то степени, подобно многим современникам, идеализирует его, подразумевая за ним функцию носителя прогресса: «Откуда бы ни пришёл, везде родит новые капиталы, так обойдёт весь ограниченный шар Земли, сблизит народы и тогда, вероятно, утратит своё современное значение». По мнению Д. И. Менделеева иностранные капиталовложения следует использовать, по мере накопления собственных российских, как временное средство для достижения национальных целей. При этом учёный отмечает необходимость национализации нескольких жизненно важных регулирующих экономических составляющих и потребность создания системы образования как части покровительственной политики государства.
Педагогика и просвещение
Д. И. Менделеев был не только выдающимся учёным-энциклопедистом, но и талантливым педагогом-практиком, успешно соединяя преподавательскую деятельность с научной. Одной из служб своих Родине Менделеев считал преподавательство, которому он отдал более 35 лет своей жизни. Об этом он написал в не отправленном письме, адресованном С. Ю. Витте. В XIII томе Собрания его сочинений опубликованы докладные записки, выступления, статьи, письма, посвящённые вопросам народного образования и просвещения.
После проведённой гимназической реформы 1871 года, которая ограничила возможность получения образования многим желающим, главной педагогической идеей Д. И. Менделеева стала идея непрерывности образования. Эта идея нашла своё отражение в таких статьях: «Заметка по вопросу о преобразовании гимназий» (1871), «В пользу образования» (1899), «По вопросам русского школьного образования» (1900).
В «Заметке по вопросу о преобразовании гимназий» Менделеев отмечал: «Учебные заведения для первоначального, среднего и высшего образования могут приносить наибольшую пользу только при условии непрерывности». Под непрерывностью образования Менделеев понимает возможность для талантливых выпускников низших училищ беспрепятственно переходить в высшие заведения.
Благотворительная деятельность
Д. И. Менделеев активно участвовал в благотворительной деятельности. Так, 15 декабря 1875 года он прочитал платную лекцию о сущности спиритизма, весь сбор от которой поступил в фонд помощи славянам Боснии и Герцеговины. 24 и 25 апреля 1876 году выступил на платных лекциях о спиритизме, организованных Русским техническим обществом в «пользу нуждающихся литераторов и учёных.». Дмитрий Иванович был членом Общества содействия учащимся в Санкт-Петербурге сибирякам и активно участвовал в его деятельности. Всё лето 1892 года Менделеев и другие известные учёные читали публичные лекции на курорте «Старая Русса». На вырученные от чтений средства была открыта колония для лечения детей [6].
Таким образом можно отметить, что Д.И. Менделеев - гениальный химик, плодотворный исследователь в области геологии, метеорологии, гидродинамики. Глубокий знаток химической, и вообще русской промышленности. К сожалению, ему не суждено было стать государственным деятелем, хотя он видел и понимал будущие задачи России. Он умел быть философом в химии, в физики и других сферах естествознания. Ему приходилось касаться проблем философии, политической экономики и социологии.
Заключение
Научные достижения Д.И. Менделеева, наиболее значительным из которых стала периодическая система химических элементов, выдвинули его в круг замечательных русских ученых. Среди них М.В. Ломоносов, А.М. Бутлеров, В.В. Докучаев, В.И. Вернадский. М.В. Ломоносов открыл закон сохранения массы, А.М. Бутлеров создал теорию строения органических соединений, а В.В. Докучаев и В.И. Вернадский обобщили явления биосферных масштабов. Все они проявили выдающиеся способности к обобщениям огромного количества научных фактов. В этом проявляется некая особенность русского характера, которая упомянута даже в школьных хрестоматиях. Мы полагаем, что эта черта ассоциирована с качественными особенностями целого по отношению к его частям, что отличает русскую научную мысль от западной научной мысли. Под влиянием западной научной мысли происходила специализация науки в Х1Х веке и уверенность в том, что свойства любого объекта могут быть получены из анализа его составляющих, т.е. путем расчленения. Эта уверенность себя исчерпала в ХХ веке, что прогнозировал В.И. Вернадский. Он отмечал, что синтетическое изучение природы вскрывает черты, которые упускаются при аналитическом (расчлененном) подходе. Эта синтетическая особенность характерна для наших великих русских ученых, которые отличились обобщением научных данных. В их ряду достойное место занимает Д.И. Менделеев.
Литература
Дмитриев И.С. «Особая миссия» Менделеева: факты и аргументы // Вопросы истории естествознания и техники. 1996. № 3. С. 126-141.
Дмитриев И.С. Скучная история (О неизбрании Д. И. Менделеева в Императорскую академию наук в 1880 г.). // Вопросы истории естествознания и техники. 2002. № 2. С. 231-280.
Дружинин П.А. Загадка «Таблицы Менделеева»: История публикации открытия Д.И. Менделеевым Периодического закона. М., Новое Литературное Обозрение. 2019. - 164 с. ISBN 978-5-4448-0976-1.
Летопись жизни и деятельности Д. И. Менделеева / Авторы: Р.Б. Добротин, Н.Г. Карпило, Л.С. Керова, Д.Н. Трифонов; Отв. ред. А. В. Сторонкин; Изд-во АН СССР. Л.: Наука. 1984. - 532 с.
Кузнецов Б. Г. Ломоносов, Лобачевский, Менделеев: очерки жизни и мировоззрения М.-Л.: Изд-во АН СССР, 1945.
Макареня А. А., НутрихинА.И. Менделеев в Петербурге. - Л.: 1982.