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Muss man vor der Chemie Angst haben?
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Philsosophie der Chemie

Das negative Image der Chemie, in der Gesellschaft weit verbreitet, stößt bei den Chemikern in der Regel auf Unverständnis. Man fühlt sich abgewertet und reagiert ein wenig hochnäsig: wenn die Leute nur mehr Ahnung von der Chemie hätten, würden sie eine andere Meinung haben. Muss man vor der Chemie Angst haben? lautet der Titel eines Buches, das dieses Thema aufgreift, historisch-philosophisch untersucht und das ich euch hier vorstellen möchte. Die Autorin, Bernadette Bensaude-Vincent (*1949), ist Dozentin für Wissenschaftsgeschichte und Wissenschaftsphilosophie in Paris. Das Buch ist hochinteressant, allerdings mit einem Problem behaftet: es ist bisher nur in französischer Sprache erschienen.

Wenn ich die Kernaussage des Essays von Bensaude-Vincent kurz zusammenfassen sollte würde ich so formulieren: Die Chemiker sollten sich darüber klar sein, daß die Ablehnung, mit denen ihre Disziplin zu kämpfen hat, nicht einfach in einem Mangel an Kenntnis oder gar in einer fehlenden naturwissenschaftlichen Bildung des „Publikums“ zu suchen ist. Sie hat vielmehr tiefreichende historische und kulturelle Wurzeln. Außerdem nimmt die Chemie innerhalb der Naturwissenschaften eine Sonderstellung ein. In der Begründung dieser Thesen nimmt die Autorin den Leser mit auf eine faszinierende Reise durch die Kultur- und Ideengeschichte des Abendlandes. Und en passant werden dabei auch erkenntnistheoretische Fragestellungen gestreift.

Nach Bensaude-Vincent ist es ein Charakteristikum der Chemie, daß sie immer wieder Grenzen überschreitet. Und zwar nicht nur Grenzen der Erkenntnis oder des Machbaren sondern auch kulturelle Grenzen. Die Unterscheidung zwischen „natürlich“ und „künstlich“ gehört zu den prägenden Begriffen unserer Kultur. Das Wort „künstlich“ hält Einzug in den allgemeinen Sprachgebrauch erst im 17. Jahrhundert, als chemische Manufakturen begannen, bislang natürlich vorgefundene Stoffe wie Alaun, Soda oder diverse Vitriole synthetisch herzustellen. Dabei ist „synthetisch“ und „künstlich“ nicht dasselbe! Der Terminus „künstlich“ war zu Beginn eine neutrale Beschreibung dessen, daß ein Produkt durch menschliche Intervention entstanden ist. Der Wein wird als „künstliches Getränk“ bezeichnet, da er sich in der Natur so nicht findet. Auch die Wolle, aus der unsere Kleidung gemacht ist, ist durch künstliche Prozesse verändert und nicht das Naturprodukt, das das Fell des Schafes bildete. Es gibt somit verschiedene Grade der Künstlichkeit.

Wie „Kunstprodukte“ bewertet werden hat sich im Laufe der Geschichte mehrfach geändert. Im 18 und zu Beginn des 19. Jahrhunderts wurden sie als legitimer und willkommener Ersatz für den Mangel an natürlich Gegebenem angesehen. Aber sie bleiben ein Ersatz, das Natürliche blieb das „Echte“, das zu erstrebende. Gegen Ende des 19 und zu Beginn des 20 Jahrhunderts ändert sich die Wahrnehmung, wie Bensaude-Vincent eindrucksvoll am Beispiel der Kunststoffe beschreibt. Plötzlich stehen Materialien zur Verfügung, die Eigenschaften haben, wie sie bei Naturprodukten nicht vorkommen. Sie sind leicht formbar, vielfältig verwendbar, beständig, von konstanter Qualität. Statt der früheren „Kunstseide“ gab es auf einmal „Nylon“. Das Nylon löste einen Sturm der Begeisterung aus. Die künstlichen, sich an alle Gebrauchsweisen plastisch anpassenden Kunststoffe wollten nicht mehr die Natur imitieren, sie wurden als „Plastik“ geschätzt. Der amerikanische Konzern Du Pont prägte 1930 den bezeichnenden Slogan „Better things for better living … through chemistry!“ Das Künstliche war auf einmal besser als das Natürliche. In den 60er und 70 Jahren des letzten Jahrhunderts ändert sich die Bewertung erneut. Unter dem Eindruck von Umweltkatastrophen (Minamata Mitte der 50er), spektakulärer Chemieunfälle (Seveso 1976, Bhopal 1984) und der sichtbaren Umweltverschmutzung durch nicht biologisch abbaubare Kunststoffabfälle erschallt der Ruf „zurück zur Natur“. Das „Plastik“ wird jetzt zu einem Symbol des geistlosen Konsums, der Oberflächlichkeit und des Unechten.

Schon Aristoteles setzte sich mit der Frage auseinander, was denn eigentlich das Künstliche vom Natürlichen unterscheide. Und das durchaus dialektisch. Die Gleichwertigkeit von Kunst und Natur rechtfertigt er mit der causa finalis. Das Ziel der Kunst ist es, etwas zu schaffen wie die Natur. Dabei bedient sie sich der in der Natur wirkenden Kräfte und ahmt diese damit nach. So würden das auch heutige Chemiker problemlos sehen können. Aber das Gegenargument wiegt schwer: die grundlegenden Eigenschaften der Stoffe sind uns unbekannt. Solange wir sie nicht vollständig erfassen können, ist das Kunstprodukt von einem natürlichen Produkt streng verschieden. Hier scheiden sich die Geister. Dazu passend ist eine andere Unterscheidung: natürlich ist, was sich aus sich selbst heraus hervorbringt. „Ein Mensch wird aus einem Menschen geboren, aber ein Bett nicht aus einem Bett“. Es besteht ein wesensmäßiger (ontologischer) Unterschied zwischen Natur und Kunst. In der mittelalterlichen Scholastik wurde diese Unterscheidung zugespitzt zu der Aussage: die Kunst kann nichts Essentielles hervorbringen. Alles Künstliche ist letztlich unecht, nur ein Imitat. Daß es möglich sei, Gold herzustellen, wurde angenommen. Aber das Gold der Alchemisten ist eben kein echtes Gold, es sieht nur so aus. Der arabische Arzt Avicenna (980-1037) verfasste auf der Grundlage dieser Argumente einen wirkmächtigen Text, der mit den Worten beginnt „Sciant artifices…“ – „Wisset ihr Künstler…“! Gemeint sind die Alchemisten, denen hier klar gemacht wird, daß es unmöglich ist, Metalle ineinander zu verwandeln – eben weil a) ein grundlegender Unterschied zwischen Natur und Kunst besteht und weil ihnen b) die Kenntnisse der Essenz der Metalle unzugänglich sind. Einen anderen Kritikpunkt der Alchemie brachte Thomas von Aquin (1225-1274) vor: die Alchemie sei nicht wider die Natur, noch übernatürlich sondern praeter naturam, „paranatürlich“, „neben der Natur“ – sprich es handelt sich um dämonisches Wirken. Es gab somit nur zwei Möglichkeiten: entweder die Alchemisten waren Betrüger oder sie waren mit dem Teufel im Bunde.

Von den Alchimisten führt ein kurzer Weg zu ihrer Wirkstätte, dem Laboratorium. Das Labor, so Bensaude-Vincent, verrät viel über die Chemie, ihr Wesen und ihre Stellung in der Wissenschaft und der Kultur. Zunächst ist das Laboratorium – wie aus dem Namen eindeutig hervorgeht - ein Ort, an dem gearbeitet, laboriert wird. Dabei ist es sehr bedeutend, daß die Chemie eine grundlegend praktische, angewandte Wissenschaft ist. Sie hat ihren Ursprung und ihr Ziel in dem Bemühen, die Materie zu verändern, sei es um aus Asche und Fett Seife herzustellen, oder komplizierte organische Moleküle zu synthetisieren. Den Alchemisten - und ihren Erben, den Chemikern - gelang es, den ontologischen Unterschied zwischen Natur und Kunst immer mehr in Frage zu stellen, die Grenzen zu verwischen. Im Gegensatz zur Physik ist die Chemie hier entstanden: in der Praktik, im Machen, eben im Labor der chemischen Umwandlungen. Bensaude-Vincent sagt, die Chemie betrachte die Welt nicht von einem archimedischen Punkt außerhalb, sondern der Chemiker steht sozusagen mitten in den Prozessen, die er gleichzeitig zu verstehen und zu beeinflussen versucht. Und der spezifische Ort dieser Wissenschaft ist das Labor. Das Labor ist kein Ort der Demonstration, sondern der Transformation. Diese Eigenschaft macht das Labor zu einer kleinen Welt in der Welt. Anders als in der Physik werden hier nicht primär Theorien bewiesen, sondern Stoffe verwandelt. Dabei wird das Labor oft mit einer Küche (oder gar einer Hexenküche) verglichen. Und Bücher spielen darin – wie in der Küche – eine große Rolle. Die Chemie ist eine ungemein praktische Disziplin und das Wissen darüber, wie man laboriert, wird in Büchern weitergegeben. Es kann nicht durch reine Logik oder geistige Übungen erworben werden, sondern nur arbeitend, am Labortisch. Auch wenn er forscht, muss der Chemiker erst Bücher gelesen haben. Er kann nicht einfach drauflos experimentieren, denn mit den hochreaktiven Substanzen, die er in Händen hält, können ihn die Prozesse, die er in Gang setzt, Kopf und Kragen kosten.

In der abendländischen Kultur sind es genau diese Eigenschaften, die der Chemie unter den Wissenschaften nur einen zweiten Rang zuweist. Das hat mit der Tradition zu tun, das Geistige immer höher zu schätzen als das Materielle. Im Gegensatz zur Physik ist die Chemie nicht darauf aus, die Welt in ihrem Letzten zu erklären. Sie befasst sich nicht in erster Linie mit geistreichen Theorien über das Wesen der Welt sondern mit den sehr sinnlichen Eigenschaften der Materie. Sie arbeitet nicht deduktiv sondern induktiv, vom Konkreten ausgehend. So betrachtet ist die Physik die Königin unter den Wissenschaften, während die Chemie als Magd in der Küche, den Vorschriften des Kochbuchs folgend, etwas zusammenrührt.

Diese Betrachtungen leiten über zu der Frage der Stellung der Chemie unter den Naturwissenschaften. Ist Chemie auf Physik reduzierbar? Ist sie nichts weiter als etwas oberflächlichere Physik, der Einfachheit halber die wirklichen (atomaren und subatomaren) Gegebenheiten außer Acht lassend und sich an empirische Regeln haltend? Bensaude-Vincent verneint dies, indem sie den Chemiker Berthelot mit den Worten zitiert „Die Chemie selbst schafft ihren Gegenstand. Diese schöpferische Kraft, ähnlich der Kunst, unterscheidet sie grundlegend von den anderen Natur- und Geisteswissenschaften“. Und der Philosoph Gaston Bachelard sagte „Als die Natur wirklich Chemie machen wollte, schuf sie den Chemiker“. Die Chemiker haben sich nie wirklich davon irritieren lassen, was den von ihnen erforschten Phänomenen als abstraktes Letztes zugrunde liegt. Chemiker, könnte man sagen, sind Spezialisten für die Qualitäten der Materie. Mögen sich die Theorien ändern wie sie wollen, Salzsäure und Natronlauge werden immer Kochsalz und Wasser ergeben und jede theoretische Herleitung der Eigenschaften einer Substanz bedarf der Überprüfung im Laboratorium, um als chemische Tatsache anerkannt werden zu können. Der Reduktionismus (nämlich die Chemie in der Physik aufgehen zu lassen) ist, daran lässt Bensaude-Vincent keinen Zweifel, für die Chemie keine Option und noch viel weniger eine Bedrohung. Schlagender Beweis ist der ungerührte Fortbestand der Chemie als eigenständige Disziplin trotz aller Fortschritte der Quantenmechanik und physikalischen Chemie, die heute sogar das Design von Molekülen am Computer erlaubt. Aber hergestellt werden müssen sie wie eh und je im Laboratorium. Und ob ihre Eigenschaften den vorherberechneten entsprechen wird man erst glauben, wenn man sie einer chemischen Prüfung unterzogen hat.

Bensaude-Vincent stellt zwei Strömungen in der Philosophiegeschichte vor, die beide für eine theoretisches Fundament der Chemie herangezogen wurden, um die Chemie schließlich doch woanders zu verorten. Gemeint sind der Positivismus und der Realismus. Positivismus meint dabei ein Theoriegebäude, ausgehend von überprüfbaren Sinneswahrnehmungen, unter Zurückweisung aller Spekulation über zugrundeliegende aber nicht direkt beobachtbare Mechanismen. Der Realismus geht davon aus, daß die Natur in ihrer Wirklichkeit erkenntnismäßig erfasst werden kann. Beide Positionen sind klar voneinander verschieden aber nicht eigentlich konträr zueinander. Keine war in der Chemie je alleine federführend. Bensaude-Vincent zeigt dies am Beispiel der Atomtheorie. Im 19 Jahrhundert lehnten führende Chemiker (Ostwald, Kekulé) es ab, die Existenz von Atomen als real anzunehmen. Für sie waren Atome gut passende Symbole, die ihnen halfen, die Zusammensetzung der Materie und den Ablauf chemischer Reaktionen zu verstehen. Dennoch hatten sie keine Schwierigkeiten, den Nachweisen Jean Perrins (1870-1942) zu folgen, der 1913 auf dreizehn verschieden Wegen, ausgehend von so differenten Phänomenen wie der Brown´schen Molekularbewegung, der Osmose, den Gasgesetzen und der Leitfähigkeit von Salzlösungen die Avogradro´sche Zahl N (Anzahl der Teilchen pro mol eines Stoffes = 6,022 x 1023) ableitete und stets zu dem gleichen Ergebnis gelangte. Eine solche Übereinstimmung, so folgerten die Chemiker, konnte nur bedeuten, daß Teilchen wie Atome und Moleküle tatsächlich existierten. Aber letztlich, so Bensaude-Vincent, sind diese Fragen für den Chemiker sekundär. Er hat es vor allem mit den Reaktionen zu tun, die die Stoffe untereinander eingehen. Die Chemie ist die Wissenschaft der Qualitäten und der Reaktionen der Stoffe. Sie ist untrennbar mit der Arbeit im Labor verbunden. Die Chemie ist daher essentiell zweiseitig: Wissenschaft und Handlung sind in ihr untrennbar verwoben. Bensaude-Vincent bezeichnet diese Haltung als „operativen Realismus“.

Eine sehr interessante Argumentation befasst sich mit der Frage Was ist ein chemisches Element? Im Jahre 1895 griff der Chemiker Wilhelm Ostwald (1852-1932) die längst beantwortet geglaubte, auf Aristoteles zurückgehende, Frage auf, ob die chemischen Elemente denn wirklich erhalten bleiben, wenn sie sich zu einer Verbindung vereinigen. Ostwald fordert seine Leser auf, einen Moment darüber nachzudenken, ob man wirklich behaupten könne, daß im Eisenoxyd Eisen und Sauerstoff unverändert erhalten geblieben seien, obwohl diese Substanz keine einzige der Eigenschaften der Ausgangsstoffe besitzt. Schon Aristoteles hatte die Frage gestellt, wie sich die Entstehung und Trennung zusammengesetzter Stoffe - er unterschied damals noch nicht zwischen Mischungen und Verbindungen - erklären lässt. Kann man einer Salzlösung mit Recht behaupten, daß sie aus Salz und Wasser besteht ist, obwohl sich diese „Elemente“ erst dann erkennen lassen, wenn man die Mischung wieder trennt? Aristoteles löste den Widerspruch mit dem Konzept der Potentialität: die Salzlösung enthält „potentiell“ Salz und Wasser. Unser Begriff des Elementes ist nicht mehr der von Aristoteles. Aber die Bedeutung, die ein chemisches Element heute für uns hat, ist sehr ähnlich. Woran erkenn wir es? Mit der Definition von Lavoisier verhält sich ein Stoff, der sich nicht in einfachere Körper zerlegen lässt, für uns wie ein Element. Das „verhält sich“ ist dabei von großer Bedeutung. Die Chemie definiert die Elemente nach ihren Reaktionen. Daß Elemente vom Standpunkt der Physik betrachtet aus nur einer Art von Atomen bestehen (was außerdem nicht stimmt, da es verschiedene Isotope geben kann) ist dabei zweitrangig. Wir erkennen Elemente - darauf beruht alle Analytik - anhand charakteristischer Reaktionen. Auch Mendelejew konstruierte sein Periodensystem anhand der Reaktionen, die die Elemente eingehen. Er fand periodisch wiederkehrende Eigenschaften: jedes achte Element bildet eine Verbindung vom Typ H3X beispielsweise. Bensaude-Vincent hebt pointiert hervor, daß ein chemisches Element im Sinne von Mendelejew sich nicht physisch fassen lässt. Es handelt sich um ein abstraktes Konzept, dessen Charakteristikum darin besteht, daß es sich in Relation zu anderen Elementen definiert und Aussagen über chemische Reaktionen erlaubt. Elemente sind keine Bausteine, sondern Knotenpunkte in einem Netz von Interaktionen. Das Periodensystem ist Ausdruck einer Ordnung in den Reaktionen zwischen den Elementen und nicht ein Setzkasten, in den Atome einsortiert werden. Mendelejew trennte scharf zwischen einem einfachen Stoff (im Gegensatz zum Gemenge) und einem Element. Es ist sein Verdienst erstere gedanklich mit dem Konzept des Moleküls, zweitere mit dem des Atoms zusammengebracht zu haben, was sich als zukunftsweisend erwies. Im Lichte der heutigen Atomphysik und physikalischen Chemie vergessen wir leicht, daß die Definition des Elements eine originär chemische und keine physikalische ist.

Zusammengefasst also: Warum macht die Chemie Angst? Hauptsächlich weil sie Grenzen überschreitet und unser Weltbild ständig in Frage stellt. Sie fordert uns heraus, unsere Konzepte von natürlich und künstlich, theoretischer Wissenschaft und praktischer Anwendung, Lebendigem und Totem immer wieder zu überdenken. Seit der mittelalterlichen Alchemie waren die Chemiker Vertreter eines technologischen Optimismus. Sie ist die Wissenschaft, die den direkten Interessen des Menschen am nächsten steht. Da die Chemie die Welt nicht von außen, von einem „archimedischen Punkt“ aus betrachtet, kann sie die Welt nie beherrschen. Bensaude-Vincent schlägt den Chemikern vor, sowohl den Kampf gegen den Ökologismus aufzugeben, als auch faustischen Phantasien von übermächtigen Erfindungen abzuschwören. Sie sieht die Chemiker als bestens aufgestellt, den Herausforderungen der Zukunft zu begegnen. Dazu schlägt sie „einen neuen Vertrag mit der Natur“ vor. Sie stellt dem Konzept des homo faber, des schaffenden Menschen, das des homo laborans als arbeitendem, gestaltendem Menschen gegenüber. Ersterer will die Natur beherrschen, zweiterer sie lenken, sich ihrer Methoden bedienen ohne wirklich ihr Herr und Meister zu sein. Unter diese Option fallen exemplarisch die Anwendung reversibler Prozesse oder die Nachahmung biologischer Prozesse im Labor („biomimetische Chemie“, nicht Biotechnologie!). In dieser Richtung sieht die Autorin die Zukunft der Chemie.


Bernadette Bensaude-Vincent: Faut-il avoir peur de la chimie?
Les empêcheurs der penser en rond / Le Seuil 2005; ISBN 2-84671-126-7

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Hab vorerst nur mal kurz überflogen, muss mir das nachher nochmal genauer durchlesen aber schonmal KLASSE!

Ich verschiebe allerdings mal zur Bücherkritik.

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GEILE SACHE! GROßES KINO!

DANKE!


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Mir ist eben aufgefallen, daß das folgende Buch, das von Bernadette Bensaude-Vincent und Jonathan Simon verfasst wurde, sich offenbar in Aufbau und Inhalt sehr an "Faut-il avoir peur de la chimie" anlehnt. Jedenfalls liest sich das Inhaltsverzeichnis fast identisch.

Bernadette Bensaude-Vincent und Jonathan Simon: "Chemistry - the impure science"
(z.B. bei Amazon hier)

Der Vorteil: es ist auf Englisch erschienen! Sicher lesenswert!

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