Chemie Diplom

星期日, 六月 11, 2006

Geschichte der Chemie

Vievegs Geschichte der Chemie
William H. Brock
Dass alle Pflanzen unmittelbar und substantiell von Element Wasser abstammen, erfuhr ich aus folgendem Experiment: Ich nahm ein irdenes Gefäss und schütterte zweihundert Pfund Erde hinein, die ich zuvor in einem Ofen getrocknet hatte. Ich wässerte sie mit Regenwasser und pflanzte ein Weidenbäumchen ein, das fünf Pfund wog. Fünf Jahre später hatte sich daraus ein Baum entwickelt, der hundertneundsechzig Pfund und etwa drei Unzen wog. Nur Regen(oder destilliertes Wasser) wurde hinzugefügt. Das große Gefäss wurde in Erde eingelassen und oben mit einer werzinkten Eisenplatte abgedeckt, in der viele kleine Löcher waren. Ich habe das Gewicht der Blätter, die in den vier Herbstzeiten abfielen, nicht gewogen. Schließlich trocknete ich die Erde in dem Gefäß wieder und fand in etwa dieselben zweihundert Pfund vor, allerdings zwei Unzen weniger. Also entwickelten sich hundertvierundsechzig Pfund Holz, Äste und Wurzeln, allein aus Wasser.
Johann Baptist van Helmont, 1648
Helmonts spannendes Experiment und seine Schlußfolgerund betreffen den Kern des Problems chemischer Veränderungen. Wie und warum werden Wasser und Luft zum Material eines Baumes - oder, falls das zu sehr nach Biochemie klingt - wie und warum werden Wasserstoff und Sauerstoff zu Wasser? Warum nimmt die unbelebte, bolße Materie häufig eine symmetrisch geordnete, feste Form an? Helmonts Experiment stellt auch die Frage nach dem Verhältmis von qualitativer und quantitativer Überlegung in der Geschichte der Chemie. Helmonts Beobachtungen sind quantitativ korrekt, aber weil er dei Luft udn ihren möglichen Anteil an der Reaktion nicht einbezog, nichts von den im Wasser gelösten Nährstoffen woßte und ebensowenig von der Rolle der Sonne, die die Energie für die Photoynthese liefert, erweisen sich seine Überlegungen als qualitativ falsch.
Chemie lässt sich am ehesten als die Wissenschaft definieren, die mit den Eigenschaften und Reaktionen verschiedener Arten von Materie befasst ist. Historisch gesehen erwuchs sie aus einer Interessenkonstellation: Da ist einerseits die empirisch entwickelte Technologie der frühen Hüttenarbeiter, Färber, Brauer, Gerber, Kalkbrenner und Pharmazeuten; andererseits fragen die spekulativen griechischen Philosophen nach Veränderbarkeit oder Unveränderbakeit der Materie; weiterhin gab es die tatsächlichen oder gedanklichen Versuche der Alchemisten, niedere Metalle in Gold zu verwandeln; schließlich kommt das Interesse der Iatochemiker an der Chemie und Pathologie tierischer und meschlicher Organe dazu. Wegen der Komplexität chemischer Phänomene, dem Mangel an Kriterien und Reinheitsstandeards, der unsicheren Bestimmung und Identifizierung der Elemente (der kleinsten Einheit im Gebäude der Chemie), vor allem aber, weil man keinen Begriff vom gasförmigen Zustand der Materie hatte, blieb die Chemie bis in die Mitte des 18. Jahrhunderts eine planlose, chaotische und wirre Ecke der Naturphilosophie. Die Entwicklung der Gaschemie nach 1740 sorgte für neue empirische und begriffliche Grundlagen, die die Erklärung von Reaktionen auf der Ebene elementarer und atomarer Vorgänge erlaubten.
Mit dem Paradigma der anorgnischen oder mineralischen Chemie schufen die Chemiker des 19.Jahrhunderts die organische Chemie. Hier bildeten sich die fruchtbaren Vorstellungen von Valenz und Struktur. Die Ausarbeitung des Periodensystems nach 1870 bot den Chemikern eine umfassende Klassifizierunsmöglichkeit der Elemente und eine logische, ahistorische Unterrichtsmethode. Um 1880 verbanden sich Physik und Chemie in der Subdisziplin der physikalischen Chemie. Die Entdeckung des Elektrons 1897 ermöglichts es den Chemikern des 20. Jahrhunderts, das grundlegend Problem chemischer Affinität und Reaktivität zu lösen und sich Reaktionsmechanismen zu widmen. Von dem besseren Verständnis der Synthese profitierte die chemische und pharmazeutische Industrie.
Um auf Helmonts Versuch mit der Weide zurückzukommen - die Metather des Baumes kann mit Gewinn hier eingebracht werden. Die geschichtlichen Wurzeln der Chemie waren vielfältig, führten aber bis ins 18. Jahrhundert nicht zu einem nachhaltigen Wachstum. In dieser gesund Verfassung erlebte sie im 19. Jahrhundert eine Verzweigung in die Disziplinen der organischen, anorganischen und physikalischen Chemie, im 20. Jahrhundert setzte sich dieser Prozess als Folge ständig verfeinerter Analysetechniken mit aller Macht fort. Das Wachstum hing jedoch immer auch von sozialen und Umweltbedingungen ab, die bestimmte Theorien und experimentelle Techniken förderten oder hemmten.
Auch wenn diese Geschichte der Chemie als Zusammenschau für die neunziger Jahre gedacht ist (seit Aaron Ihde 1964 kam keine umfassende Geschichte der Chemie in einem Band heraus), geht sie dach ausführlich auf einige Themen und Persönlichkeiten ein, die ich in meiner eigenen Forschungsarbeit behandelt habe und die auch in der Arbeit anderer Historiker der Nachkriegszeit berücksichtigt wurden. Die Tage von Kopp und Partington sind vorbei; heute kann man die Geschichte der Chemie nicht mehr in vier voliuminösen und detailreichen Bänden veröffentlichen. Mein Buch soll weder umfassend noch bis ins letzte Detail berichten, und es wird auch kein Referenzwerk sein, auf das man sich bezieht wie auf James R. Partingtons History of Chemistry, der ich wie jederHistoriker der Chemie zutiefst verpflichter bin. Ich weiß, dass ich einige Entwicklungen wie die der Fotografie (der chemischsten aller Künste des 19. Jahrhunderts), Spektroskopie, russische Chemie oder die Herkunft der Vorstellung einer Atomstruktur weggelassen habe. In machen Fällen, beispielsweise der eher summarischen Darstellung der Rhetorik und Sprache auf die Chemie, habe ich mich dazu entschlossen, nicht eine zeitgenössische historiographische Mode in einem Buch zu verwenden, das sich weitgehend an Chemiker und Studenten richtet.
In wieder anderen Fällen beruht die Auswahl und damit auch das Weglassen bestimmter Bereiche auf der Entscheidung, die Kapitel auf Quellentexte abzustellen sowie auf die Verfasser dieser Quellenteste und die chemischen Richtungen, die mit ihrem Namen verbunden sind. Dieses Prinzip habe ich bei Derek Gjertsens The Classics of Science (New York: Lilian Barber 1984) abgeschaut und bei der von Jack Meadows herausgegebenen History of Scientific Discovery (Oxford: Phaidon 1987), and der ich mitgearbeitet habe,. Um eine Metapher aus der organischen Chemie zu benutzen: Dieses Buch gruppiert sich um Textbeispiele, die jeweils für ein Paradigma stehen, für eine theiretische, instrumentelle oder organisatorrische Entwicklung, der der Historker der Chemie Bedeutung beimißt. Ich habe versucht, der praktischen (analytischen) Chemie ebenso große Aufmerksamkeit zuschenken wie ihrem theoretischen Gehalt und dem Leser zudem eine Ahnung von der Anwendung dieser Erkenntnisse zu vermitteln, obwohl die Entwicklung der chemischen Industrie ein eigenes Buch wäre. Wo immer möglich, habe ich die Rolle der Chemie in der Entwicklung der anderen Wissenschaften haerausgehoben. Beiallem wurden falsche Schritte und Holzwege ebenso auf genommen wie die Richtungen, die noch immer Gültigkeit haben. Als Echo auf Ihdes bestehchende Arbeit bietet diese Geschichte der Chemie ein allgemeines Bild der Chemie des 20. Jahrhunderts, wenn auch eingeschränkt auf die von mir ausgewählten Themen und Typologein. Wo es möglich war, habe ich die internationale Natur der chemischen Forschung seit dem 1. Jahrhundert aufgezeigt.
Helmonts Baum führt und, zeitlich gesehen, sowohl vorwärts wie rückwärts. Vorwärts in die Zeit in der man erkannte, dass Luft (und Gase) ihren Anteil and er chemischen Veränderung hatte, rückwärts in die antike Theorie von den Elementen und der Transmutation, die zu dem Erbe gehörten, das Helmont antrat. Dieses Buch beginnt mit den Wurzeln der Chemie und den sozialen, ökonomischen udn reigiösen Bedingungen, die sie in der Zeit vor Helmont bestimmten. Besonders das erstes Kapitel widmet sich rühen chemischen Techniken und ihrer Rationalisierung bei den griechischen Denkern in der Theorie der Elemente, oder weniger bildlich, in den Begriffen der Korpuskel udn Atome. Hier kommt Helmonts Baum insofern wieder ins Speil, als einer der ältesten Beweise für die Existenz von Elementen und für alle Destillationstechniken lieferte) und kognitiv wichtiges Phänomen, das den Ursprung der Begriffe Analyse und Synthese bildet. Chemie war und ist mit der Analyse der Stoffe in Elemente und der Synthese der Stoffe aus ihren Elementen oder Prizipien befasst.
Die Möglichkeit, elementare Materie so zu verändern, dass man daraus einen wirtschaftlich wertvolleren oder im Extremfall spirituellen Wert erhielt wie Silber, Gold oder ein Lebenselixier führte zur Alchemie. Ihr Ursprung und ihre formalen Verbindungen zur Chemie sind komplex und strittig. Dennoch kann man unsere heutige Forderung nach empirischer Bestätigung in der Chemie und unseren Respekt vor der technischen Beeinflussung natürlicher Ressourcen zum Nutzen der Menschheit auf den philosophischen Impuls zurückführen, der hinter den alchemistischen Untersuchungen stand. Selbstredend versorgte die Alchemie die Chemie in ihrer Anfangsphase mit zahlreichen Apparaturen und Techniken und mit der Idee einer formalen Symbolsprache, die den Eingeweihten zugänglich ist.
Jede Wissenschaft hat zweifelsohne ihre eigenen Schwierigkeiten und Besonderheiten, wenn man ihre historische Entwicklung für ein so weitgespanntes Publikum vom Berufshistoriker über studenten bis hin zum Laien darlegen will. Der Chemie ist jedoch wie der Mathematik eine besonders abschreckende Sprache und Symbolik eigen, die einfache experimentelle Techniken und theoretische Vorstellungen verdunkeln kann. 1865 schrieb William Crookes anlässlich eines Buches über das Stottern, das den Chemical News irrtümlich zur Besprechung zugegangen war:
Chemiker stottern üblicherweise nicht. Es wäre sehr unpraktisch, wenn es anders wäre das sie von Zeit zu Zeit Wörter wie Methylethylamylophenylium aussprechen müssen.
Und dennoch, wenn der Historiker (wie Peter Morris anmerkte) chemische Termini und Enzelheiten vermeidet, gerät die Geschichte dieser Wissenschaft zu dünn und wird trivial. Während die ersten zwölf Kapitel dem allgemein gebildeten Leser wenig Schwierigkeiten bereiten dürften, habe ich deshalb icht gezögert, die Fachsprache in den fünf der Chemie des 20. Jahrhunderts gewidmeten Kapiteln zu verwenden. Da es sich um eine Geschichte und nicht um ein Lehrbuch der Chemie handelt, habe ich die Symbole, Gleichunge4n und Fachbegriffe weder definiert noch erklär. Diese Kapitel sind nur einem Leser, der die Grundlagen der Chemie im Gymnasium oder im Grundstudium gelernt hat leicht verständlich (sie haben das Privileg, meine Abhandlung kritisch lese zu können). Dennoch hoffe ich , dass die Gedankenwelt und die Experimente von Pauling, ingold, Nyholm, Woodward und den anderen Giganten der Chemie des 20. Jahrhunderts genügend menschlich Interessantes bieten, um auch die chemisch nicht vorgebildeten Leser bis zur letzen Seite bei der Stange zu halten.
Dei Geschichte der Chemie diente vielen Interessen, und so wird es bleiben: Sie kennt didaktische und pädagogische, berufliche und militärische, patriotische und nationalistische, liberalistische und humanistische Ziele. Die Führungskräfte der chemischen Industrie und die Ausbilder sehen in der Geschichte der Chemie eine Möglichkeit, ihrer Disziplin wieder Anerkennung zu verschaffen, da besonders in Amerika Worte wie >chemisch<, >synthetisch< und >additiv< unglücklicherweise mit Umweltverschmutzung, Vergiftung und von Menschen verursachten Katastrophen assoziert werden. Sie versprechen sich von der Chemiegeschichte, dass sie nicht nur die grundlegend Rolle der Chemie in der Natur und in unserem Verständnis kosmischer Prozesse, sondern auch ihre Unentbehrlichkeit in der Wirtschaft und Gesllschaft des 20. Jahrhunderts vermittelt. Die Geschichte der Chemie informiert unds also nicht nur über das große chemische Erbe, sondern rchtfertigt die Zukunft der Chemie selbst. Eine solche Rechtfertigung ist ein Echo auf die liberalen und ergeifenden Worte des sersten bedeutenden Histrikers der Chemie, Hermann Kopp:
Die Alchemisten vergangener Jahrhunderte bemühten sich, das Lebens= Elixir darzustellen : ein Mittel, welches den Menschen eine unbegrenzte Zeit hindurch körperlich und geistg gesund erhalte. Es ist nicht nöthig, auf Betrachtungen einzugehen, in wie fern damit dem Individuum eine Wohlthat erwiesen wäre oder nicht , in vie vern der Wissenschaft ein Nutzen bei so lange forgesetzter Beschäftigung derselben bedeutenden Individuen in ihr. Jene Bemühungen waren vergeblich; die Erfahrungen und Ansichten der Zukunft durch Verlängerung unseres Lebens in dieses hinein, vorwärts, uns zu eigen zu machen, steht nicht in unserer Macht Wohl aer vermögen wir unser Leben in gewissem Sine rückwärts zu verlängern, indem wir uns die Erfahrungen Derer, die vor uns da ware, aneignen und die Ansichten derselben so kennen lernen, wie wenn wir Zeitgenossen von ihnen gewesen wären. Sas Mittel dazu ist auch ein Lebens=Elixir; möge der hier gebotene Versuch, von ihm Vortheil ziehen zu lassen, mit Nachsicht beurtheilt werden.

0 Comments:

发表评论

<< Home