Question

矿物学的现状与发展

Answer 1

矿物学是一门很古老的学科，它的产生与发展是人类长期生产实践活动的结果。

随着社会生产力的发展，矿物学也在不断地发展着。新理论、新技术的引入和应用使其发生了深刻的变革，并由此而产生飞跃式进步。早在我国史前的旧石器时代，人们即开始认识矿物和岩石，并用来制作生产工具（石器）和装饰品。从奴隶社会向封建社会转化的大变革时期，也是由青铜器时代向铁器时代的过渡时期，反映了当时矿冶事业已大为发展。世界上最早记述与矿物有关的书籍是我国春秋战国时期（公元前700—前221年）的《山海经》，书中提到80多种矿物、岩石和矿石，其中水晶、雄黄等矿物名称沿用至今。这比西方的《石头论》等著作问世要早得多，且内容更丰富。明代我国著名科学家李时珍（1596年）和宋应星（1637年）在他们各自所著的《本草纲目》和《天工开物》中，描述了150种矿物的性状、鉴别方法、用途和产地。国外最先对矿物进行独立研究的标志性论著是德国医生阿格里科拉（Georgius Agricola）所著的《论矿物的起源》（1556年），首先将矿物与岩石区分开来，并引入“矿物”这个名词。他在总结民间积累的观察矿物现象的基础上，概括了几种矿物的物理性质，包括颜色、透明度、光泽、硬度和解理等。

19世纪中叶，偏光显微镜问世并成功应用于矿物物理性质的鉴定和研究后，同时配合化学分析及晶体测角等方法，人们逐渐开始对矿物的化学成分、几何形态、物理和化学性质、产状等进行系统研究，并提出了矿物的化学成分分类方法，对矿物学的发展起了很大的推动作用，从而使矿物学由表面现象的描述进入对矿物实质问题的研究阶段，值得一提的是，这期间的代表作是美国丹纳（Dana J D）的《描述矿物学》（1837—1892年，第1～6版），为形成独立的矿物学学科奠定了基础；20世纪20年代，由于将X射线成功地应用于矿物晶体结构分析后，在证实晶体结构几何理论的同时，又为统一矿物的化学成分和晶体结构之间的关系奠定了基础。30年代以来，对矿物形成的物理化学条件所进行的研究（包括晶体生长、矿物合成、相平衡、热力学计算等），结晶化学便开始成为矿物的系统研究和矿物晶体化学分类的重要基础，从而导致矿物学在研究内容上新的突破。尤其值得指出的是，近50年来，矿物学受到现代核子科学、宇航技术和计算机等高新科技领域中新成就和新成果的促进，尤其是由于物理学、化学中的一些近代理论，如晶体场理论、配位场理论、分子轨道理论和能带理论被应用于矿物学研究；由于一系列固体物理的理论和测试技术与方法的引入，各种谱学方法的应用，矿物热力学性质数据测定新技术，特别是高温高压、超高压等实验技术的实现；高分辨率电子显微分析和高精度物质分析技术对矿物晶体精细结构和矿物的微粒、微量的鉴定的应用；计算机技术在矿物学和晶体结构方面的广泛应用，等等，从而有力地促使和推动了矿物学发生全面深刻的变化，产生了许多交叉分支学科，如矿物科学与天文科学相结合产生天体矿物学或宇宙矿物学；与生命科学相结合，产生了生物矿物学，还有诸如量子矿物学、材料矿物学、宝石矿物学、医学矿物学，等等，其研究的内容已涉及和涵盖了多种学科领域。因此，可以说今天的矿物学无论在深度和广度上都已进入了一个前所未有的现代矿物学发展的新阶段。