Циклическая структура периодической системы химических элементов Д.И.Менделеева
Соколов Юрий Николаевич, д.ф.н., к.х.н., профессор
Кризис современной фундаментальной науки
В процессе познания окружающего мира наука вырабатывает совокупность определенных норм, правил, принципов, законов, которые позволяют все глубже проникать в суть вещей и явлений. Эта совокупность принципов и законов составляет метод познания или методологию наук.
В последнее десятилетие мы наблюдаем, что в фундаментальной науке возник и развивается кризис . Он заключается в том, что старые методы познания окружающего мира себя уже исчерпали. Возникли проблемы, которые, несмотря на упорные стремления ученых, не поддаются решению. Для их решения нужны новые методы, а они еще не выработаны.
Ситуацию, которая сложилась в науках, можно описать следующим образом. Представим, что идет наступление войска на хорошо укрепленную крепость. Войско - это совокупность различных наук, крепость - это тайны природы, непознанные ее законы. До некоторых пор наступление шло довольно успешно. Смяты первые, а затем вторые ряды обороны крепости. Отряды наступающих уже около стен крепости. Еще немного, и крепость будет взята. Но не тут-то было! Стены крепости тверды, их не берет оружие наступающих. Пробуются разные методы штурма, но и они не приносят положительного результата. В рядах наступающих, особенно в передовых (философия, физика, химия, биология) наблюдается замешательство. Возникает вопрос — что делать?
В этой ситуации ученые, безусловно, не сидят, сложа руки. Активно ведется поиск новой методологии, новых способов анализа реальности. Мы все помним, как в 80-е годы возник бум системных исследований. Казалось, что “системщики” дадут нам реально работающий универсальный метод познания. Увы, эти надежды не сбылись.
Поиски новой методологии шли в несколько ином направлении. речь идет о возникновении и развитии такой междисциплинарной науки, как синергетика. Возникнув на стыке физики, математики и философии, синергетика, безусловно, позволяет исследовать природу с новый позиций. Сегодня эта наука имеет определенную методологическую ценность. Однако, если говорить в общем, то ни синергетика, ни общая теория систем, ни диалектика в том виде, в каком она существует, не дают принципиального рывка в методологии. Все эти методы сегодня - это полумеры. Сегодня нужна принципиально новая, революционная методология. Ситуация, сложившаяся в науке, требует этого. Сегодня нужна такая методология, которая позволила бы кардинально изменить способы, принципы анализа природы, кардинально изменить общую картину мира.
Трудный путь общей теории цикла
Наблюдая и изучая окружающий мир, люди всегда пытались найти в нем нечто такое, что не изменяется, не исчезает, вечно существует. Они пытались понять, что является основой мира, т.е., они пытались найти то, из чего вещи возникают и во что превращаются. Этот “проклятый” вопрос на протяжении тысячелетий стоял и стоит до настоящего времени перед человечеством. Достаточно четкого и ясного ответа на данный вопрос до сих пор нет, как и нет ответа на вопрос, а стоит ли вообще искать основу мироздания, и может быть ее вообще не существует.
Были ли попытки хоть как-то ответить на поставленный вопрос в истории развития человечества и вместе с этим развитием в истории развития представления о мире? Безусловно, были. Религия, например, данный вопрос решает достаточно просто. В основе мира, утверждает она, находится Бог. Именно Бог все создает и всем управляет, все находится в руках Божьих. Данный постулат лежит в основе всех существующих на сегодняшний день религий. Философия пыталась по-своему ответить на вопрос об основе мира. В разных философских системах, начиная с древнегреческой и кончая философской системой Гегеля, ответы были неодинаковы. Одни считали, что основой мира выступает некая бестелесная идея, другие считали основой некие материальные шарики (атомы), третьи говорили о некоем универсальном законе “Дао, Логос, Субстанция”.
Основу мира усиленно искала и физика. Сначала физики пришли к мысли о том, что в основе мира лежат неделимые атомы. Атомы, как оказалось, делятся. Физики стали эксплуатировать идею, что в основе мироздания находятся элементарные частицы. У современной физики возникло серьезное опасение, что и элементарные частицы имеют сложное строение и могут делиться. Основа мира, в этой связи, снова становится призраком, и снова нет достаточно четкого и ясного ответа.
Существует ли вообще основа мироздания и если существует, то, что это такое? На этот вопрос мы достаточно ясно ответили в своей общей теории цикла, которую мы развиваем с 1981 года.
Да, основа мира существует, и она является универсальной структурой взаимодействия. Любое взаимодействие, а мир, по существу, это не что иное как взаимодействие материальных объектов, построено по универсальной схеме, своеобразному шаблону. Этот шаблон устроен циклически, т.е. время в нем движется по кругу, а изменения любого параметра описываются волнообразной кривой. Данный шаблон мы назвали квантом взаимодействия. Мир оказался устроенным по принципу “матрешка в матрешке”, то есть квант взаимодействия в кванте взаимодействия, более широком.
Изучение устройства кванта взаимодействия привело нас к выводу, что весь окружающий мир описывается одним единственным законом - законом циклической структуры пространства-времени кванта взаимодействия. Квант взаимодействия, в этой связи, выступает как своеобразный управитель и распорядитель окружающего мира, как своеобразный материалистический бог.
Идея, которую мы выдвинули, была оформлена в виде единой концепции, получившей название “Общая теория цикла”. Эту идею, естественно, мы стали пытаться внедрить в сознание ученых и стокнулись с ее резким неприятием. Наша борьба за ее внедрение в науку напоминала путь по краю пропасти. В любой момент можно было сорваться вниз. Однако всегда находились люди, которые подавали руку помощи.
В 1987 году на основе общей теории цикла нами была разработана циклическая структура периодической системы Д.И.Менделеева. Остро встал вопрос о ее публикации. Путь в центральные научные журналы ввиду нетривиальности идеи нам, как говорится, был заказан. Единственная возможность публикации – это депонирование в ВИНИТИ АН СССР. Однако, для этого необходимо было решение ученого совета любого высшего учебного заведения. Ученые двух ставропольских вузов, куда мы обратились, дали резко отрицательное заключение по содержанию статьи. Наше психологическое состояние было критическим. В это трудное время нашелся человек, который помог. Это был ректор Северо-Кавказского государственного технического университета академик Синельников Б.М. Благодаря его помощи работа была депонирована.
В 1985 году общая теория цикла теория в виде кандидатской работы по философии была представлена на кафедру философии института повышения квалификации при Ростовском государственном университете с целью выхода на защиту. Вердикт предварительной экспертизы был суров — автор-химик по первому образованию недостаточно хорошо разобрался в философии и написал нечто непотребное. Работа была решительно отвергнута. Нас, однако, это не остановило. С 1989 года по 1991 год работа еще дважды обсуждалась в Ростове на той же кафедре и трижды в Уральском университете на кафедре, которая в то время называлась кафедрой диалектического материализма. Результат был один и тот же — работа не соответствует уровню философских исследований, а автор предстает как возомнивший о себе дилетант. Единственным ученым, поддержавшим в то время работу был профессор Уральского университета Пивоваров Д.В.
В 1992 году с отрицательным заключением экспертного совета мы решили доказывать свою правоту на философском совете в Ростовском университете в виде защиты диссертации на соискание ученой степени кандидата философских наук. Около трех с половиной часов шел довольно острый разговор на Совете. Итог опять был не в нашу пользу. Десять членов Совета проголосовали “против” и только пять — “за”. Одним из ученых, выступившим “за”, был профессор Давидович В.Е.
После неудачной защиты для нас как бы наступило просветление. Мы очень хорошо поняли довольно простую и банальную истину, которая была для нас недоступна — если нам противостоит сила, то на эту силу надо ответить силой. Иными словами, нужно было собирать единомышленников, чтобы сломить сопротивление официальной философской науки и заставить ее признать общую теорию цикла. Так родилась идея проведения конференций по проблеме циклов природы и общества. Эту идею активно поддержал заведующий кафедрой философии Северо-Кавказского государственного технического университета профессор Горшков В.А. Идея о проведении конференций по проблеме циклов природы и общества была одобрена и претворена в жизнь ректором негосударственного ставропольского университета Чурсиным В.Д. В период с 1993 по 2001 год данным учебным заведением проводятся девять международных конференций по проблеме циклов. С 1999 года аналогичные конференции стали проводится в стенах СевКавГТУ.
История науки показывает очевидную истину, что новые идеи появляются в определенное время и обусловлены всем ходом развития науки, т.е. они являются своевременными и обязательно будут приняты, несмотря на сопротивление. Была ли идея цикла своевременной? Сегодня можно достаточно уверенно сказать, что да.
В марте 1997 года мы защитили диссертацию на тему “Циклы социальных систем: проблемы методологии” на соискание ученой степени доктора философских наук в Московском педагогическом государственном университете им. В.И. Ленина.
Конференции и успешная защита диссертации поставили точку под вердиктом: в науке возникло новое междисциплинарное циклическое направление с большими эвристическими возможностями.
Мы выражаем сердечную благодарность всем ученым, которые помогли нам на трудном научном пути. Это профессора Синельников Б.М.,Горшков В.А.,Пивоваров Д.В.,Давидович В.Е. и ныне покойный Чурсин В.Д. Выражаем сердечную благодарность председателю диссертационного Совета профессору Микешиной Л.А., членам совета профессорам Князеву В.Н., Егорову Ю.Л., а также всему коллективу Совета за компетентность, смелость, мужество и честность в оценке нашей работы.
Основные положения общей теории цикла
1. Структуру кванта взаимодействия составляют два полностью противоположных объекта, которые находятся в нем в процессе взаимоперехода. Квант выступает элементарным "строительным элементом" мира. Как дом сложен из кирпичей, так и все наше мироздание представляет собой систему взаимосвязанных квантов.
2. Главным и определяющим в кванте взаимодействия, его "душой", выступает противоречие как взаимоотношение двух противоположностей - направления и геометрии сил. Направление сил - это определенно направленный вектор силы или совокупность векторов сил. Геометрия сил - это геометрия движения основания вектора силы. Взаимоотношение этих двух составляющих цикла характеризуется взаимоотрицанием, взаимообусловленностью, взаимопроникновением и взаимовысвечиванием направления и геометрии сил. В совокупности это составляет их диалектическое тождество. Диалектическое тождество направления и геометрии сил выступает как закон кванта взаимодействия.
3. Время в кванте взаимодействия выступает как последовательность дискретных положений основания вектора. Эта последовательность дискретных положений образует линию. Время в цикле в этой связи тождественно линиям двух окружностей или развернутой ленте Мебиуса. Структура пространства определяется величиной результирующей силы взаимодействия, которая изменяется по волнообразной кривой.
4. Структура развития любого материального объекта в природе выступает как выведенная структура пространства-времени. Причем под объектом следует понимать не только единичное образование, но и некую цельную совокупность. Например, солнце выступает как один объект, но и солнечную систему можно рассматривать как единую совокупность. Выявление закона развития любого объекта выступает, по сути дела, как выявление его структуры пространства-времени, т.е. установление волнообразного характера изменения параметров объекта.
5. Любой материальный объект или некое их единство являются одним из полюсов кванта взаимодействия. Вторым полюсом выступает среда. Взаимосвязь объекта и среды составляет полный квант взаимодействия.
Рис.1. Принципиальная структура кванта взаимодействия.
Рис. 2. Принципиальная структура пространства и времени в кванте взаимодействия
Суть общей теории цикла
Сутью данной теории является выявленный механизм движения противоречия. В чем он состоит? Возьмем объект А, который имеет противоречие. Условно обозначим противоположности противоречия как плюс и минус. Противоречие данного объекта не остается, конечно, неизменным, оно меняется. С другой стороны, изменяясь, противоречие не может исчезнуть, оно должно сохраниться. Исчезновение противоречия было бы потерей источника самодвижения. Возникает следующий вопрос - как должно измениться противоречие, чтобы одновременно сохраниться хотя бы в каком-то новом качестве? Здесь существует, на наш взгляд, только единственный вариант. Противоположности противоречия должны поменять свои знаки. Плюс должен перейти в минус, минус в плюс. Противоречие как бы перевернется "вверх ногами", перейдет в свою зеркальную копию, в свою противоположность. А что произойдет с объектом А? Поскольку противоречие перешло в свою противоположность, то и объект перейдет также в свою противоположность, или в антиобъект А. Противоречие антиобъекта А изменяться будет аналогично. В результате антиобъект перейдет в объект. Мы получим в результате два полюса в виде объекта и его зеркальной копии, которые в результате изменения противоречия переходят друг в друга.
Возникает колебание противоречия. Оно колеблется между двумя противоположностями. Поскольку противоречие - это самое главное в объектах, выступает как бы "душой" всего материального мира, то колебание противоречия обусловливает все закономерности реального мира. Можно сказать более точно, колебание противоречия является универсальным законом природы. Смысл данной работы заключается в том, что нам удалось показать структуру и механизм данного колебания. Механизм колебания заключается в том, что противоположности в противоречии взаимообусловливают, взаимотрицают, взаимопроникают и взаимовысвечивают друг друга. Такую взаимосвязь мы назвали законом диалектического тождества противоположностей в противоречии. Данная взаимосвязь противоположностей действует, как мы показали, в универсальной материальной структуре. Эта структура имеет два полюса, которые в процессе жизни взаимопереходят друг в друга. Эту структуру мы назвали квантом взаимодействия и определили, что он выступает как первооснова мироздания. Закон диалектического тождества противоположностей имеет, и это тоже показано, универсальную структуру пространства-времени.
Таким образом, сутью теории цикла является положение о том, что любое взаимодействие в природе имеет универсальную и абсолютную структуру. Эта структура образуется в результате универсального и абсолютного механизма движения противоречия. Данная структура выступает как "элементарный атом" взаимодействия, как квант взаимодействия.
Квант элементарных химических форм
Если квант взаимодействия является всеобщим образованием мироздания, то он, следовательно, должен проявиться в структуре периодической системы. Периодическая система будет реализовывать, в этой связи, конкретный квант элементарных химических форм.
Прежде всего необходимо определить два противоположных полюса периодической системы. Введем для этого понятие “нулевого элемента”. Возьмем атом гелия и уберем из его ядра один протон. Мы получим ядро первого элемента периодической системы - водорода. Уберем из ядра водорода протон. В ядре останется один нейтрон. Нейтрон мы и будем считать “нулевым элементом” периодической системы.
Если периодическая система начинается с нейтрона, то, исходя из принципиальной структуры кванта взаимодействия, она должна закончиться своей противоположностью, то есть антинейтроном. С этой точки зрения все химические элементы выступают как промежуточные стадии движения нейтрона в антинейтрон. Антинейтрон дает начало периодической системе химических антиэлементов, которая, в свою очередь, закончится нейтроном. Возникает замкнутый цикл элементов и антиэлементов, своеобразная лента Мебиуса элементарных химических форм.
Расположим химические элементы по структуре времени и структуре пространства кванта взаимодействия. Данная структура представлена на рисунке 2.
Начнем заполнять “восьмерки” структуры времени. Начнем с нулевого элемента. После нулевого пойдет первый, а за ним второй (инертный газ)(рис.3). Один кругооборот времени закончен. Во втором цикле времени нижнею окружность займут элементы второго периода, а верхнею окружность элементы третьего периода. Общее количество элементов во втором цикле будет равно 16. В третьем цикле расположатся элементы четвертого и пятого периодов. Общее количество элементов в третьем цикле будет равно 36. Места в четвертом цикле займут элементы шестого и седьмого периодов (рис.3). Седьмой период мы продолжили до конца – до химического элемента с порядковым номером 118, который будет выступать как антинейтрон. Общее количество элементов в четвертом цикле будет равно 64. После 118-го элемента появятся первые антиэлементы (антиводород и антигелий), которые займут места на окружности, входящей в первый цикл (рис.3). Количество элементов в первом цикле будет равно 4. Последующие антиэлементы заполнят геометрические структуры времени, которые зеркально симметричны структурам времени периодической системы элементов.
Расположим теперь элементы по структуре пространства. По оси ординат будем откладывать некую “химическую силу”, которую, в первом приближении, можно отождествить с валентностью. По оси абсцисс будем откладывать порядковый номер элемента. В точки, которые лежат на оси абсцисс попадут все инертные газы, нейтрон и антинейтрон (рис.3).
Почему в нашей структуре последний элемент имеет порядковый номер 118? Весомые доводы относительно этого привести сложно. Основанием здесь служит гипотеза о том, что периодическая система может иметь только 118 элементов. Д.И. Менделеев высказывал предположение о появлении конечного элемента системы в. конце седьмого периода: “Десятым рядом (то есть седьмым периодом. – Ю. С.) прекращаются известные до сих пор элементы, и если в ряду типических элементов мы много встречаем кислотных элементов, что не повторяется в других рядах, то в десятом ряду мы встречаем много основных элементов, что так же не повторяется в других рядах, из чего есть повод заключить, что здесь мы уже близки к концу возможных форм элементарных соединений”
Периодический закон, как известно, формируется так: химические свойства элементов находятся в периодической зависимости от величины порядкового номера. Отрицает ли циклическая структура этот закон? Ни в коем случае! Наоборот, этот закон в ней воплощается наиболее полно. В самом деле, как в структуре времени, так и в структуре пространства “геометрия” периодически повторяется на все более высоком уровне.
Рис.3.Циклическая структура периодической системы химических элементов Д.И.Менделеева
Циклы-кругообороты времени расширяются, амплитуды волнообразных кривых увеличиваются. Периодическое повторение геометрических структур ведет к периодическому повторению химических свойств элементов. Циклическая структура – это как бы геометрическая интерпретация закона периодичности.
Числовые закономерности в периодической системе
Структура времени периодической системы состоит из четырех циклов (рис.3). Номер цикла-кругооборота является, на наш взгляд, очень важным параметром ввиду следующих обстоятельств:
Номер цикла определяет общее количество элементов в этом цикле.
В циклах находится следующее количество элементов:
в первом – 4, во втором – 16, в третьем – 36, в четвертом – 64. Это количество элементов через номер цикла можно представить таким образом: (N=22·n2) Мы видим, что количество элементов в циклах равно учетверенному квадрату номера цикла.
Номер цикла определяет побочное и магнитное квантовые числа.
Мы установили, что число элементов в циклах равно (N=22·n2) , где n – номер цикла. Из квантовой механики известно, что элементы в периодах не равноценны. Есть s,р,d,f элементы. Такое деление обусловлено энергетическим состоянием электронов, которые находятся на внешнем электронном слое атома. Известно также их число:s-элементов два, р-элементов шесть, d-элементов десять, f-элементов четырнадцать. Можно ли это объяснить на основе номера цикла?
Выпишем количество элементов в циклах таким образом:
первый цикл 2·2·1
второй цикл 2·2·(1 + 3)
третий цикл 2·2·(1 + 3 + 5)
четвертый цикл 2·2·(1 + 3 + 5 + 7)
Налицо определенная закономерность: количество элементов равно учетверенному значению суммы последовательности нечетных чисел от 1 до 7. Следовательно, можно сказать, что первый кругооборот будет содержать один вид элементов (1), второй два (1 + 3), третий три (1 + 3 + 5), а четвертый четыре
(1 + 3 + 5 + 7). Вполне понятно, что эти разновидности элементов отождествляются с s, р, d, f-элементами, то есть с побочным квантовым числом. В каждом виде элементов их содержится определенное количество, на это указывают цифры
1, 3, 5, 7, которые неявно отражают магнитное квантовое число.
Положение водорода в периодической системе
Водород, имея один электрон на своей электронной орбите, проявляет свойства, которые роднят его и с группой щелочных металлов, и с группой галогенов. Положение водорода, в этой связи, неясно.
На основе циклической структуры вопрос о положении водорода решается очень просто. В структуре пространства водород занимает вершину волнообразной кривой. В соседнем цикле вершины волнообразных кривых занимают углерод и кремний. Поэтому водород, с этой точки зрения, следует отнести в группу углерода и кремния.
Список литературы
Соколов Ю.Н. Цикл как основа мироздания. Изд-во “ЮРКИТ”, Ставрополь, 1996 г., с. 1-123, 7,8 п.л. (монография).
Соколов Ю.Н. Цикл как основа мироздания. Головной Совет СКНЦВШ. - Ставрополь, 1992 г., с. 1-128, 18 п.л. (монография в соавторстве) .
Соколов Ю.Н. Цикл как основа мироздания. Ставропольское книжное изд-во. - Ставрополь, 1990 г., с. 1-140, 7 р.л. (монография).
Соколов Ю.Н. Диалектика как теория цикла реального мира. - Ставропольское книжное изд-во, 1990 г., с. 1-180, 5 п.л. (монография).
Соколов Ю.Н. Общая теория цикла. Единая теория поля // Материалы четвертой международной конференции “Циклы природы и общества”. Часть 1. - Ставрополь, 1996 г., с. 17-36, 1 п.л.
Соколов Ю.Н. Общая теория цикла и ее эвристические возможности // Материалы Третьей международной конференции “Циклы природы и общества”. Вып. 1-2. - Ставрополь, 1995 г., с. 5-68, 7 п.л.
Соколов Ю.Н. Принципиальная структура элементарных частиц // Материалы Третьей международной конференции “Циклы природы и общества”. Вып. 3-4. - Ставрополь, 1995 г., с. 149, 0,1 п.л.
Соколов Ю.Н. Природа золотого сечения // Материалы Второй международной конференции “Циклические процессы в природе и обществе”. Вып. 2. - Ставрополь, 1994 г., с. 125-126, 0,1 п.л.
Соколов Ю.Н. Единая теория поля // Материалы Второй международной конференции “Циклические процессы в природе и обществе”. Вып. 2. - Ставрополь, 1994 г., с. 17, 0,5 п.л.
Соколов Ю.Н. Основные положения теории цикла // Материалы Второй международной конференции “Циклические процессы в природе и обществе”. Вып. 2. - Ставрополь, 1994, с. 7-17, 1 п.л.
Соколов Ю.Н. Проблема идеального // Циклы природы и общества. - Вып. 4. - Ставрополь, 1994, с. 5-15, 1 п.л.
Соколов Ю.Н. Общая теория цикла: проблемы методологии // Циклические процессы в природе и обществе. Вып. 1. - Ставрополь, 1994, с. 9-37, 0,5 п.л.
Соколов Ю.Н. Теория цикла // Материалы первой международной конференции “Циклические процессы в природе и обществе”. - Ставрополь, 1993, с. 5-38, 1 п.л.
Соколов Ю.Н. Диалектика взаимодействия. Бюллетень проблемного совета по педагогике и психологии высшей школы. Головной совет СКНЦВШ, выпуск 11, Ставрополь, 1993 г., с. 11-25, 1 п.л.
Соколов Ю.Н. Теория диалектического цикла и медицина: проблема и практика. Бюллетень проблемного совета по педагогике и психологии высшей школы. Головной совет СКНЦВШ, выпуск 10, Ставрополь, 1993 г., с. 54-58, 0,2 п.л.
Соколов Ю.Н. Новый методологический подход к научному исследованию и творчеству. Сборник “Научное творчество: теория, методология, практика”. - Ставрополь, 1992, с. 22-37, 0,2 п.л.
Соколов Ю.Н. Человеческая деятельность: проблемы диалектики. Сборник “Непрерывное образование”: актуальные проблемы. - Ставрополь, 1992, с. 55-57, 0,3 п.л.
Соколов Ю.Н. Общая теория цикла // Материалы V Международной конференции “Циклы природы и общества”, г. Ставрополь, 1997. - Ч. 1. - С. 47-77.
Соколов Ю.Н. Цикл как основа мироздания // НИИ “Циклы природы, экономики и общества”, г. Ставрополь, 1998г. - С. 91.
Соколов Ю.Н. Единство мировых констант // Вестник Ставропольского университета. - Вып. 3-4. - Изд-во Ставропольского университета, г. Ставрополь, 1997 (издано в марте 1998 г.). - С. 1550158.
Соколов Ю.Н. Единая теория поля. - Изд-во Ставропольского технического университета, г. Ставрополь, 1998 г.
Для подготовки данной работы были использованы материалы с сайта http://www.sciteclibrary.ru