Entdeckungsgeschichte(n) der Chemie

Entdecker, Forscher und Erfinder der Chemie
 
 
TWENTYSIX (Verlag)
  • 1. Auflage
  • |
  • erschienen am 20. August 2020
  • |
  • 439 Seiten
 
E-Book | ePUB mit Wasserzeichen-DRM | Systemvoraussetzungen
978-3-7407-6878-2 (ISBN)
 
Als 2018 die Erstauflage der Printversion dieses Buches erschien, erlangte es trotz kleiner Auflage recht schnell die Aufmerksamkeit der Fachwelt. P. Hegersberg von der Max-Planck-Gesellschaft schrieb in seiner Rezension (in: Max-Planck-Forschung, Ausgabe März 2019, S.80):

"Michael Wächter gelingt es ... mit der konzentrieren Darstellung, die großen Linien der Entwicklungen nachzuzeichnen ... Besonders viel Spaß macht das Buch, wenn Michael Wächter die Lebens- und Erfahrungswelt der Forscher greifbar macht... hilft das Buch dem Leser, die Fortschritte der Chemie ... einzuordnen ...".
B. Hörning vom ekz.bibliotheksservice Reutlingen schrieb:

"Das ... reich illustrierte Sachbuch bietet eine lebendig erzählte Entwicklungs- und Entdeckungsgeschichte ... eingebettet in historische Zusammenhänge und versehen mit spannend geschriebenen Episoden aus dem Leben ... empfohlen für Schüler, Lehrer ... und interessierte Laien."

Da nur noch ein kleiner Rest der Printversion im Buchhandel erhältlich ist (Titel: Kleine Entdeckungsgeschichte(n) der Chemie im Kontext von Zeitgeschichte und Naturwissenschaften, Verlag Königshausen und Neumann, ISBN: 978-3-8260-6510-1), liegt nun auch die ebook-Version vor.

Zum Inhalt:

Quecksilber, Quacksalber und Quereinsteiger, Quanten und Quarks - dieses Buch bietet die Chance zu einer abwechslungsreichen, interdisziplinären Expedition durch die Erkenntnisgeschichte der Chemie und der Naturwissenschaften insgesamt - eine informativ-unterhaltsame Forschungsreise von der Hobbychemie in der Waschküche bis zur Urknallforschung im Zyklotron, vom explodierenden Laborkittel Schönbeins bis zum Atommeiler Fermis in der Squash-Halle. Wer aber steckt hinter Fachbegriffen wie Glaubersalz und Liebigkühler, Nobelpreis und Erlenmeyerkolben, Baeyerprobe und Bunsenbrenner? Welche Köpfe hatten diese Ideen?

Das Sachbuch erzählt von erfolglosen Goldmachern und erfolgreichen Urinverwertern wie Hennig Brand, von Rettern vor Hungersnot und Voraussagen globaler Katastrophen, von Alchemisten, Erbsenzählern und Improvisationstalenten. Die Entdeckungen der Forscher und Erfinder werden dabei immer wieder in den jeweiligen zeit- und wissenschaftsgeschichtlichen Zusammenhang gestellt. Die Leser/innen stoßen auf winziges Transistor-Graphen am Klebeband, auf "Leberklöß-Atommodelle", das "Ozonloch" am Himmel - und viele andere Früchte der Erkenntnis- und Wirkungsgeschichte der Naturwissenschaften, die didaktisch aufbereitet und gut verständlich erklärt werden.
1. Auflage
  • Deutsch
  • 73,37 MB
978-3-7407-6878-2 (9783740768782)
Der Autor ist Lehrkraft für Chemie(berufe) am Hans-Böckler-Berufskolleg in Münster, Autor vieler Sach- und Schulbücher, Romanautor, und er studierte neben Chemie auch Geschichte und Theologie.

1 Alchimie und Iatrochemie




1.1 Der Motor des Fortschritts -
Wie Entdecker und Erfinder die Wissenschaft beflügel(te)n


1.1.1 Neugier, Wissbegierde, Spekulation


Abb. 1: Das Feuer

Der Mann hätte mehrere Nobelpreise verdient gehabt. Stattdessen wurde er enthauptet. Er hatte das Gas entdeckt, das Erstickenden das Leben retten und Feuer unterhalten kann, doch am 8. Mai 1794 sahen die Revolutionäre ihn nur als Angeklagten, schuldig der Steuereintreiberei für den gestürzten König. Lavoisier hatte entdeckt, dass Sauerstoff ein Element ist und Wasser eine chemische Verbindung. Er erkannte das grundlegende Prinzip der Oxidation und 1789 das Naturgesetz der Massenerhaltung bei chemischen Reaktionen - riesige Fortschritte in der Chemie.

Entdecker und Erfinder wie Lavoisier beflügelten die Wissenschaft. Was aber trieb sie an, Erscheinungen wie zum Beispiel Verbrennungsvorgänge zu untersuchen?

Am Anfang stand das Feuer. Das Staunen, dass die ersten Menschen über die Magie des Feuers empfanden, setzte ihre Entdeckungsgeschichte in Gang. Sie fragten sich: Warum wird das Holz im Feuer zu Asche? Weshalb ist das Feuer über dem Holz so hell und heiß, dass Fleisch darin gar und Wasser zu Dampf werden kann? Aus dem Staunen wurde Neugier, und aus Neugier wurde das Feuer getestet und ausprobiert, was sich im Feuer tat, was es bewirkte und was sich mit Feuer anstellen ließ.

Das anfängliche Staunen über natürliche Erscheinungen wich einer Neugier, die auf Interesse an Wissen ausgerichtet ist. Die antiken Philosophen nannten diese Neugier auch Wissbegierde (gr. philomathía ), und sie führte dazu, dass die Menschen immer wieder probierten, neue Stoffe herzustellen und zu nutzen. Das Vorgehen wurde geplant. Es wurde systematisch. Und aus der oft noch ziellosen Probierkunst des Mittelalters, dem Geheimwissen der Goldmacher, Metallurgen, Färber und Kräuterhexen, wurde im 16., 17. und 18. Jahrhundert allmählich ein zielgerichtetes, methodisches Experimentieren - die empirisch forschenden Naturwissenschaften kamen auf. Alte Vermutungen wie z. B. über das Feuer wurden nun messend untersucht. So griff Georg E. Stahl im 17. Jahrhundert eine alte Vermutung von Aristoteles auf, die Thomas von Aquin überliefert hatte. Man vermutete, im Feuer entweiche das Phlogiston (das "Brennbare"), das in allen "verkalkbaren" (brennbaren) Stoffen enthalten ist. Es werde in der Flamme (griechisch:  phlox ) brennender Körper freigesetzt und gehe durch die Luft über in Blätter und Hölzer. Lavoisier untersuchte diesen Vorgang 1775 mit der Waage. Er fand, dass aus verbrennenden Stoffen gar kein Stoff austritt, sondern dass stattdessen bei jeder Verbrennung Luft hinzutritt. Er konnte seine Theorie beweisen: Die Verbrennungsprodukte waren unter Einbezug gasförmiger Produkte stets schwerer. Jeder Zweifler konnte die Experimente messend wiederholen, beliebig oft. An die Stelle magischer Vorstellungen, wilder Spekulationen und antiker Philosophien traten wissenschaflich überprüfbare Theorien.

Der Zündfunke dieser Entwicklung war das Staunen, ihr Motor die Wissbegierde. Sie stand am Anfang der Entdeckungsgeschichte(n), die zu den heutigen Naturwissenschaften führte(n). Erste "chemische Versuche" gab es also sozusagen schon vor über einer Million Jahren, denn als der Mensch das Feuer entdeckte, da untersuchte und nutzte er Stoffumwandlungen ("chemische Reaktionen") in Form von Verbrennungsvorgängen, wenn man es in heutigen Vorstellungen ausdrückt und Chemie als das Wissen von Stoffen und Stoffumwandlungen versteht. Am Anfang der "Chemie" jedoch stand das Ausprobieren, die "Probierkunst". Sie arbeitete mit Vermutungen und Behauptungen, und noch ohne die exakt definierten Methoden der heutigen Wissenschaft.

Wie aber kann man unbewiesene Behauptungen von unzweifelhaft gesichertem Wissen unterscheiden? Diese Frage stellte sich schon Platon (griech. ???t?? Pláton , lat. Plato , 427-347 v.Chr., ein Schüler des Philosophen Sokrates ), und er setzte beim Staunen an:

"Das Staunen ist die Einstellung eines Mannes, der die Weisheit wahrhaft liebt, ja es gibt keinen anderen Anfang der Philosophie als diesen.", stellte Platon in seinem Werk Øea?t?t?? Theaítetos , 155D) fest. Hierin ging es ihm um die Grundfrage, was Erkenntnis ist. Wie lässt sich unzweifelhaft gesichertes Wissen erreichen und von bloßen Meinungen unterscheiden?

Wissen, so Platon , kann sich nicht auf die stets wandelbaren Objekte der Sinneserfahrung beziehen. Es müsse auf unkörperlichen, unveränderlichen und ewigen Gegebenheiten einer rein geistigen, der Sinneswahrnehmung unzugänglichen Welt ruhen, auf "Ideen". Diese seien die Ur- und Vorbilder der Sinnendinge. In der Naturkunde ließe sich die Ursache aller Dinge nicht finden, denn der Naturphilosoph Anaxagoras habe sich nur mit dem sinnlich Wahrnehmbaren beschäftigt und sei die Antwort auf das eigentliche "Warum" schuldig geblieben. Platon vermutete daher, es gebe einen Geist, der sich an der Ideenwelt orientiert und aus der chaotisch-regellosen Ur-Materie (???a chóra ), dem "Rohmaterial", das Bestmögliche herstellt, etwa wie ein Handwerker. Diese Ur-Materie sei gestaltlos, aber form- und gestaltbar. Sie sei der gebärfreudige "Schoß des Werdens", aus dem die Körper entstehen, das Formlose, das alle Formen aufnimmt. Feuer, Luft, Wasser und Erde seien die vier Grundformen (Elemente), und sie bestünden aus vier Arten von regelmäßigen Polyedern, die sich ihrerseits aus zwei Arten von kleinen rechtwinklig-gleichschenkligen Dreiecken zusammensetzen. Weitere Naturphilosophen erweiterten diese Spekulationen - andere widersprachen.

Auf der einen Seite brachte das Staunen und Probieren praktisch-technische Fertigkeiten hervor, auf der anderen Seite wurden aus den ersten Spekulationen über das Feuer (und über andere Vorgänge in der Natur) philosophische Lehren wie die von Platon und seinem späteren Schüler Aristoteles .

Abb. 2: Georg E. Stahl

Mit der Entdeckung der Bedeutung der Vernunft ( ratio ) begann man dann, theoretische Vorstellungen über natürliche Erscheinungen kritisch zu überprüfen, mit Hilfe praktisch-technischer Fertigkeiten. Forscher wie Stahl und Lavoisier bildeten Theorien - Erkenntnisse, die auf einem exakt überprüfbaren Wissen beruhen sollten. Experimentell überprüfbare Vermutungen wurden als Hypothesen bezeichnet und von philosophischen Vermutungen unterschieden: Stahl stellte die Phlogistontheorie auf, Lavoisier konnte sie mit seinen Wäge-Experimenten widerlegen (Beweis: Bei Verbrennungen entweicht kein "Feuerstoff", sondern es tritt Luft hinzu), und die späteren Chemiker verfeinerten sie zu den heutigen Redox-Theorien.

Diese Methode der wissenschaftlichen Erkenntnisgewinnung aus Hypothese und Experiment wurde zur Basis des anbrechenden Erfolges, nicht nur in der Chemie. Das kritische Beobachten, Messen und Experimentieren der Wissenschaftler erwies sich als sicheres Fundament. Ihre Erkenntnisgewinnung wurde nur auf be- und erwiesene Theorien und Modelle gestützt, und es wurde nur von messbaren , im Experiment überprüfbaren Fakten ausgegangen (Positivismus), ohne zu spekulieren (wie in der Philosophie) und ohne die Existenz unbeweisbarer, übernatürlicher Mächte und Gewalten vorauszusetzen (wie in den Religionen). Entsprechend der Messbarkeit werden die modernen Naturwissenschaften auch unterteilt in die exakten, messenden Naturwissenschaften (Biologie, Physik, Chemie) und in die eher beschreibenden Naturwissenschaften (Geographie, Geologie, Mineralogie). Sie probieren nicht aus, sie messen und beschreiben.

1.1.2 Die Probierkunst der Natur - Chemische Evolution




Abb. 3: Evolution - Try and error

Eine "Probierkunst", ein Austesten aller Möglichkeiten, gab es eigentlich schon lange vor dem Menschen. Die Natur selbst probierte aus. Sie testete, was sich im Laufe der Zeit durch zufällige Kombination ihrer materiellen Bausteine entwickeln kann: Aus Elementarteilchen entstanden Wasserstoff und Helium, aus deren Atomkernen schwerere Elemente (Nukleosynthese, Elemententstehung), aus deren Verbindungen große Moleküle und aus organischen Molekülen erste Kleinlebewesen (chemische Evolution). Aus den ersten Urzellen entsprang die Fülle aller heutigen Lebensformen (biologische Evolution). Sicher: Viele Lebensformen scheiterten bei diesem Test und starben wieder aus - aber eine Lebensform begann ihrerseits, natürliche Erscheinungen auszutesten und zu nutzen - der Mensch. (Hominisation, Menschwerdung, etwa vom Jungpaläolithikum an).

1.1.3 Die erste Entdeckungen - Auftritt des Menschen


Abb. 4: Wissbegierde treibt den Menschen an -...

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