发现时期

到那时门捷列夫发表了他的第一张元素周期表1869年，在所有元素中，他远远不是唯一一个发现已知元素如何根据化学性质进行分类的人。最著名的是，德国人洛萨·迈耶(Lothar Meyer)几乎推导出了相同的排列，而且两者都建立在约翰Döbereiner、亚历山大-Émile Béguyer德Chancourtois、威廉·奥德林(William Odling)和(以及其他一些人)的早期工作的基础上约翰·纽兰兹他认为碱金属或卤素之间存在家族关系。¹到了19世纪60年代，某种形式的元素周期表已经不可避免。

当时机成熟时，这种科学思想的融合是一种常见的模式:想想19世纪50年代查尔斯·达尔文和阿尔弗雷德·拉塞尔·华莱士共同发现的自然选择进化，或者是支撑希格斯玻色子的所谓希格斯机制，20世纪60年代中期，至少有6位物理学家推论出了希格斯玻色子。(然而，彼得·希格斯(Peter Higgs)值得称赞，因为他意识到这意味着10年前利用欧洲核子研究中心(CERN)的大型强子对撞机发现的粒子的存在。)

然而，数据和见解的积累是如何凝聚成对理解的突破的呢?人们很容易认为，一旦超过了某个临界点，就会不可避免地在任何足够细心和聪明的人的脑海中形成这个想法。但这是建立在这样一个前提下的:这些人拥有所有必要的资源。即使在门捷列夫的时代，化学文献也太庞大了，任何人都无法全部追踪。今天，即使是分支学科也产生了压倒性的新成果。

这引发了一个诱人的想法:一些尚未被发现的发现可能已经在那里，所有在文献中可用的组件都尚未组装起来。量子引力的解决方案是否只需要一个足够细心的人把现有的线索拉到一起?

一个新的研究莱比锡马克斯·普朗克科学数学研究所的研究人员让这种情况变得合理。²他们分析了在门捷列夫和迈耶提出他们的元素周期表之前的几十年里，关于“化学空间”的知识是如何发展的，并得出结论，在已知化合物中所揭示的表格的“骨干结构”在19世纪40年代早期就已经被清楚地识别出来了。换句话说，他们说，组织元素的系统“在形成之前大约25年就已经在[化学]空间中编码了”。

甚至在19世纪，化学家们就开始收集和系统化关于我们现在所说的化学空间的知识。在1881年,弗里德里希·康拉德·贝尔斯坦他是迈耶的朋友，也是门捷列夫在圣彼得堡帝国技术学院的继任者，出版了他的《手册》的第一版列出了当时已知的15000种有机化合物．^3.贝尔斯坦于1906年去世后，其他人继续扩展后续版本。德国化学家利奥波德·格梅林(Leopold Gmelin)在1817年出版了《无机化学手册》(Handbook of Inorganic Chemistry)，此后也定期更新。Gmelin和Beilstein的收藏现在被合并到一个名为Reaxys的数据库中，该数据库仍在维护和更新——这是自18世纪晚期以来已知化学空间如何演变的唯一记录。

由吉列尔莫·雷斯特雷波领导的莱比锡团队研究了从1800年到1869年门捷列夫第一张表发表前两个月的雷克斯记录，到1869年，门捷列夫的第一张表包含了11356种由60种左右元素组成的化学物质。这些记录记录了化学重点的变化。1830年以前，大多数已知的化合物都是金属化合物，但随后有机化学蓬勃发展，记录的元素主要是C、H、O和N。

随着化学空间的扩大，元素之间的关系成为焦点——但并不完全顺利。1826年是一个关键的时刻，显然是因为发现元素的速度暂时放慢了，促使化学家们更深入地探索那些已知的化学元素。雷斯特雷波和他的同事估计，1826年发现的元素之间大约有40%的相似之处仍保留在最终表中。1835 - 1845年也是基本组织体系出现的重要时期。

为什么不是呢?是否像莱比锡研究小组推测的那样，社会和制度因素推迟了这一步?这是一个科学历史学家的问题，但也许只有深入研究数据才能揭示这个问题。