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Die Schönheit der exakten Messung, der Pedanterie und der Geduld

Im frühen 17. Jahrhundert ließ der flämische Arzt Jan Baptista van Helmont eine Weide in einem Blumentopf wachsen und führte nichts als Wasser zu. Er wollte so zeigen, dass alle Dinge letztendlich aus Wasser bestehen, was nach damaliger Auffassung im Einklang mit der biblischen Schöpfungslehre stand.

Dies ist das erste von insgesamt zehn chemischen Experimenten, die der britische Wissenschaftspublizist Philip Ball, langjähriger Redakteur der Zeitschrift "Nature", für den interessierten Laien zusammengestellt hat. Die Spannbreite reicht zeitlich von den Zeiten van Helmonts bis in die Gegenwart, inhaltlich von der physikalischen Chemie bis zur organisch-chemischen Synthesechemie. Dabei gibt Ball dem Leser zu jedem Experiment nicht nur einen Einblick in den historischen Zusammenhang, sondern auch in die Denkweise und Vorstellungswelt der jeweiligen Wissenschaftlergeneration. So sind an van Helmonts Versuch vor allem das systematische Umgehen mit Fehlerquellen sowie der Versuch der Quantifizierung erstaunenswert, maßen doch seine Zeitgenossen dem Glauben an Überliefertes weitaus mehr Bedeutung zu als einer kritischen Überprüfung.

Jede der Stationen steht exemplarisch für einen Aspekt, der zur "Schönheit" eines Experiments beiträgt. Im Falle van Helmonts ist es die Schönheit der exakt durchgeführten Messung. Das Experiment, mit dem Henry Cavendish (1731 – 1810) zeigte, dass Wasser kein Element ist, bezieht dagegen seinen Reiz aus der Liebe des Experimentators zum Detail. Der wahrscheinlich am Asperger- Syndrom leidende englische Aristokrat entdeckte dank seiner Pedanterie nicht nur den Wasserstoff, sondern auch das Edelgas Argon. An der Entdeckung der Elemente Radium und Polonium durch Marie(1867 – 1934) und Pierre Curie (1859 – 1906) preist Philip Ball die "Schönheit der Geduld": Eindrucksvoll schildert er, wie sie unter Aufbringung all ihrer (auch körperlichen) Kräfte in einem leeren Lagerraum der Hochschule für Chemie und Physikin Paris Tonnen von Pechblende aufarbeiteten, um daraus schließlich blassblaugrün leuchtende Lösungen zu gewinnen, in denen Radium und Polonium enthalten waren.

Stets ist der Autor bemüht, den Akteuren der Wissenschaftsgeschichte durch Charakterskizzen und Anekdoten Leben zu verleihen. So beschreibt er Ernest Rutherford (1871 – 1937) als den Prototyp des massigen Neuseeländers – stets zu einem Scherz und zu oft falschem, aber lautem Gesang aufgelegt.

Wie die Wissenschaft sich gewandelt hat, wird an den Projekten aus neuerer Zeit deutlich. Die Herstellung und Untersuchung des superschweren Elements Seaborgium (1995 – 1997) erfolgte nicht mehr durch Einzelpersonen, sondern durch ein ganzes Forscherteam. Grenzen ausloten, so heißt ein Ziel der modernen Wissenschaft: Zur Charakterisierung des neuen Elements bedurfte es insgesamt nur dreier Atome.

Das Gebiet, das dem Autor besonders am Herzen liegt, ist zweifelsohne die synthetische Chemie. Hier kommt der Chemiker dem Idealbild, das Francis Bacon 1627 in seinem Werk "New Atlantis" zeichnet, sehr nahe: Der wahre Wissenschaftler sollte sein wie eine Biene, die "aus den Blumen der Gärten und Felder Grundstoffe gewinnt, die sie durch eigene Anstrengung zu etwas Neuem formt". Seinem Lieblingsgebiet widmet Ball die letzten beiden Kapitel: zur Synthese des Vitamins B12 durch Robert Woodward 1972 und des Dodecahedrans durch Leo Paquette 1982. Während beim Ersteren die schiere Schwierigkeit des Projekts seinen besonderen Reiz ausmacht – Vitamin B12 war damals das komplizierteste je totalsynthetisierte organische Molekül –, ist es beim Dodecahedran, dessen Kohlenstoffatome an den Ecken eines platonischen Dodekaeders sitzen, der rein ästhetische Aspekt.

Leider führt der Autor den interessierten Laien, für den er das Buch geschrieben hat, an dieser Stelle auch an die Grenzen seines Verstehens. Die Lektüre ist dennoch lohnend, bekommt man hier doch einen Einblick, wie sehr der moderne Wissenschaftler unter Leistungs- und Konkurrenzdruck steht und welche Persönlichkeiten in diesem Umfeld Erfolg haben.

Durch das gesamte Buch zieht sich das Bemühen, eine wahrheitsgetreue, dem aktuellen Stand der Forschung entsprechende Darstellung der Geschichte zu geben. So räumt der Autor mit der Legende auf, die Entdeckung der Chiralität – die Eigenschaft von Gegenständen oder Molekülen, sich wie Bild und Spiegelbild zueinander zu verhalten – durch Louis Pasteur sei das Produkt eines einzigen stringenten Gedankengangs gewesen. Im Gegenteil scheint es so, als habe der Wissenschaftler lange im Nebel herumgestochert. Das Experiment ist dennoch bestechend einfach: Durch das Sortieren von Kristallen (von Hand), die sich auf makroskopischer Skala wie Bild und Spiegelbild verhalten, zeigt Louis Pasteur, dass die optische Aktivität von Molekülen mit der Chiralität zusammenhängt.

Unterbrochen wird die ausgesprochen spannend geschriebene Zeitreise durch die Wissenschaftsgeschichte durch Einschübe, in denen sich Philip Ball Gedanken über die Darstellung der Chemie in der bildenden und darstellenden Kunst macht. Seine Exkurse zur magisch-spirituellen Wirkung der Chemie wirken allerdings in dem streng wissenschaftlichen Umfeld seines Buchs seltsam deplatziert.

Trotz einiger kleinerer Kritikpunkte: Philip Ball gelingt es, Wissenschaftsgeschichte auf unterhaltsame Art und Weise zu präsentieren und dem Leser zugleich eine Vielzahl an Informationen zu vermitteln. Die Lektüre lohnt sich!

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  • Quellen
Spektrum der Wissenschaft 01/09

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