Wir nennen es Chemie

Als Chemiker ist man ein bisschen dran gewöhnt, dass die meisten Leute mit Chemie wenig bis gar nichts anfangen können. Euer Verlust, nicht meiner[1]. Aber da 2011 ja nun extra ein Jahr der Chemie ist, hat sich Ashutosh Jogalekar drüben in seinem Blog Gedanken darüber gemacht, wie man daran etwas ändern kann, und da würde ich heute gerne anknüpfen. Grundsätzlich interessieren sich ja sehr viele Menschen für Naturwissenschaft. Aber warum gibt es zum Beispiel tonnenweise populärwissenschaftliche Bücher über Physik oder Biologie, über Chemie aber nicht? Zu kompliziert ist Chemie jedenfalls nicht. Lego kapieren selbst Kinder, und viel anders ist Chemie auch nicht.

Es gibt allerdings, wie Ashutosh anmerkt, einen wichtigen Unterschied zwischen den Fächern. Der Chemie mangelt es an einer plakativen “großen Idee”, die Chemie als Fach in der öffentlichen Wahrnehmung repräsentiert. Sowas wie Urknall und Schwarze Löcher für die Physik oder Evolution in der Biologie, handliche Konzepte, die in der Popkultur ein Fach und seine Bedeutung verkörpern. Spezialisten dürften zwar mit den Zähnen knirschen angesichts dessen, was die Popkultur aus diesen Konzepten gemacht hat, man kann aber kaum bestreiten, dass diese Ideen unzähligen Menschen den Weg zur Wissenschaft geebnet hat. Es gibt bisher keine Idee in der Chemie, die auch nur ansatzweise die gleiche Strahlkraft entfaltet hätte.

Dabei mangelt es der Chemie nicht an großen Ideen, man muss sich nur die richtige herauspicken. Ashutosh entscheidet sich da für den Ursprung des Lebens, die Chemische Evolution. Das gefällt mir natürlich erstmal, schließlich ist das mein Lieblingsthema und zweifellos auch eine der bedeutendsten Fragen der Kulturgeschichte. Bei näherer Betrachtung muss ich allerdings widersprechen: Craig Venter hat das Thema, genauer gesagt eines aus der unmittelbaren Nachbarschaft, leider schon besetzt. Gegen seine laborgezeugte Sackbazille kommt ein abstraktes Konzept wie Chemische Evolution nicht an.

Der eigentliche Grund ist aber, dass ich eine bessere Idee habe, die den Kern der Chemie wesentlich genauer trifft: Die Synthese. Dass die Chemie ihre Bausteine in unendlicher Kombination zu neuen, vorher nie dagewesenen Stoffen aller Art zusammensetzen kann, macht sie wirklich einzigartig unter den Wissenschaften.

Verwandlungen sind seit Jahrtausenden Stoff von Märchen und Legenden. Magier, Propheten und Götter zeichnen sich unter anderem dadurch aus, dass sie die Materie selbst ihrem Willen unterwerfen: Transmutation. Wo der Mensch Holz, Lehm und Stein nur formt, verwandeln die übernatürlichen Akteure das Vertraute in Neues, wundersam und hilfreich. Ihr Zauber macht den heilenden Trank, die unzerstörbare Waffe und Leben aus Lehm und Staub. Heute kennen wir das Geheimnis selbst – wir nennen es Chemie.

Any sufficiently advanced technology is indistinguishable from magic.
– Arthur C. Clarke

Jetzt reden wir auch nicht mehr nur von Chemie, sondern inzwischen von Kultur, unserer Kultur. Es wäre jetzt ein bisschen müßig, hier noch mal die Beiträge der chemischen Synthese zu unser aller Gesundheit, Wohlbefinden und nicht zuletzt materiellem Wohlstand aufzuzählen. Erst die industrielle Chemie hat aus Spezialprodukten Massenware für breite Bevölkerungsschichten gemacht. Vom Zusammenhang zwischen dem Haber-Bosch-Verfahren und den Lebensmittelpreisen ganz zu schweigen.

Trotzdem – siehe Clarke’s drittes Gesetz – scheint ein beträchtlicher Teil der Bevölkerung davon auszugehen, dass Textilfarben aus Baumrinde gekocht, Medikamente aus Krötenhirn destilliert werden[2] und aus Ölquellen bleifreies Superbenzin direkt in den Tank sprudelt. Das ist natürlich kein Zustand. Einerseits ist dieser erbärmliche Unverstand eine Beleidigung des Menschengeschlechts an sich, zum anderen ist es natürlich auch politisch relevant, dass unser gesamter materieller Wohlstand ebenso wie Lebensmittel und Medizin ein Ergebnis der chemischen Synthese ist. Die Details ihrer Herstellung zu kennen ist gar nicht notwendig – sie alle als Kunstprodukte zu durchschauen ist die entscheidende Kulturtechnik.

Das ist die wirkliche große Idee der Chemie: Das Schöpferische, das mit der Kontrolle über die Bausteine der Materie selbst freigesetzt wird. Kein Stoff, den man in der Natur findet findet, macht aus Sonnenlicht Strom für ein ganzes Haus, und kein Seil der Welt ist stark genug, um einen Fahrstuhl in die Erdumlaufbahn zu ziehen. Aber Chemiker können diese Dinge erschaffen, Eigenschaften und Möglichkeiten in die Welt setzen, die vorher schlicht nicht da waren. Mit der chemischen Synthese ist der Mensch tatsächlich zum Baumeister geworden, zum Schöpfer seiner Welt.
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[1] Stichwort Herrschaftswissen.
[2] Was natürlich auch schlecht für die Kröten wäre.

Ich bin gelernter Chemielaborant und habe ab 1999 in diesem Beruf gearbeitet. Anschliessend habe ich an der Uni Hamburg Chemie studiert. Seit dem Abschluss Ende 2006 veröffentliche ich Beiträge in meinem Fischblog und verkaufe Artikel an andere Publikationen. Seit 2008 wohne ich im Raum Heidelberg und bin bei Spektrum der Wissenschaft für das Blogportal Scilogs verantwortlich. Daneben arbeite ich als freier Journalist und Redakteur unter anderem für die digitalen Angebote von Spektrum, veröffentliche auf verschiedenen Social-Media-Plattformen und experimentiere mit Mobile Reporting. Zu meiner Webseite

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  1. Chemie-Fragestunde

    OK, dann will ich mal im Jahr der Chemie die Fragestunde für chemische Laien eröffnen:

    Die Alchemisten wollten ja Blei in Gold verwandeln. Was ist die chemische Erklärung dafür, dass das (noch?)nicht funktioniert.

    Warum wollten sie ausgerechnet Blei in Gold verwandeln? Gibt es dafür einen chemischen Grund?

  2. Blei zu Gold

    Man kann bereits Blei in Gold verwandeln, man muss das Zeug halt nur mit Neutronen beschießen, bis der Bleikern zu Gold zerfällt. Seaborg hat das m.E. mal gemacht, aber das ist natürlich geringfügig unökonomisch.

    Das die Alchemisten so scharf darauf waren, hat nicht in erster Linie mit dem materiellen Wert des Goldes zu tun. Die Alchemisten haben Stoffumwandlungen nicht als exklusiv physische Vorgänge gesehen (Stoff Blei wird zu Stoff Gold), sondern als eine Transmutation intrinsischer Qualitäten, die dann physikalische Folgen hat.

    Die Grundidee war, dass ein Elixier, das (unedles) Blei in (edles) Gold verwandelt, auch einen (weltlichen) Sterblichen zum (göttlichen) Unsterblichen veredeln könne. Die Transmutation der Stoffe war also vor allem ein Mittel (aus heutiger Sicht eine Metapher) für die Transmutation des Menschen.

  3. Egal wie ihr es nennt

    Ich würde zustimmen, dass viele andere Wissenschaften auch vor allem über ihre großen plakativen Ideen wahrgenommen werden. Es kann dann tatsächich der Eindruck entstehen, Physiker seien Menschen, die sich mit Schwarzen Löchern beschäftigen, obwohl das nur eine kleine Minderheit betrifft. Die Arbeiten der meisten anderen Physiker finden öffentlich auch nicht statt.

    Das große Paradigma der Chemie (kurz gesagt: man kann aus Atomen Moleküle bauen) wird sicherlich zu selten spannend aufbereitet. Ich denke aber, die Chemie hat auch das Problem, dass sie als Wissenschaft der Stoffumwandlung für den technischen Aspekt einer Innovation steht, der außer für den Fachmann keine allgemeine Relevanz hat. Nehmen wir das Beispiel Medikamente: Uns interessiert wie sie wirken, was die Nebenwirkungen sind, wieviel sie kosten und wer sie bezahlt. Die Frage wie man die Wirkstoffe synthetisiert ist halt genauso wenig von allgemeinen Interesse, wie die Frage, wie man eigentlich ein Handy baut. Wenn über die Zukunft der Telekommunikation geschwafelt wird, dann selten mit Leuten, die in den Fabriken die Hardware entwickeln.

    Zusammenfassend würde ich sagen, dass die Medienagenda generell nicht der akademischen Unterteilung der Welt in Wissenschaften folgt, sondern eigene Themen setzt. Egal, wie ihr es nennt, spannend muss es sein.

  4. Ein Hoch auf die Chemie

    Der Text spricht mir aus der Seele. Die Möglichkeit, Grundbausteine gezielt anordnen zu können, um neue Möglichkeiten zu erschaffen, ist unglaublich faszinierend. Und das eben auf einem (Größen-)Niveau, das den Sinnen verborgen bleibt, auf dem dieses aber schließlich beruht.

    In Sachen “Verwandlung” sei noch auf das japanische Wort für Chemie verwiesen: 化学 (kagaku). Das erste Zeichen steht für “Verwandlung”, das zweite für “Wissenschaft” (bzw. “Studium”).

    @Joe Dramiga: Streng genommen, kann man diese Verwandlung via Chemie nicht durchführen, da sie sich mit der Verknüpfung der Atome beschäftigt. Für die Umwandlung von Blei zu Gold muss jedoch das Atom selbst geändert werden (vor allem weniger Protonen) — siehe Lars Fischers Kommentar.

  5. Ein paar Gedanken…

    Ich sehe das Hauptproblem am negativen Image: Chemie erzeugt Stiffe ja künstlich! Igitt! In Hipp-babybrei ist ja keine Chemie drinne… 😉

    Was ich spannend finde: Alles besteht aus 120 Elementen. Alles. Vom Meerwasser bis zum Sandstrand bis zur Muschel, bis zum Ressort. Und die Zusammensetzung von Elementen sorgt für atemberaubend verschiedene Stoffe, sondern man kann sogar herausfinden, warum die Soffe sind, wie sie sind… Und ja, man kann sie auch herstellen! Vor allem aber kann man erklären, warum sie rot sind, warum sie fest sind, warum sie salzig schmecken… Das ist cool. Finde ich jedenfalls.

    In der Bevölkerung wird die Chemie in naher Zukunft aber durch die Molekularküche bekannt werden, da bin ich recht sicher. Ist vielleicht nicht der Urknall, aber dafür “handlicher” 😉

  6. Aus der Seele

    Hallo Lars,

    du sprichst mir aus der Seele. Als gelernter Atom- und Molekülphysiker habe ich nämlich genau das selbe Problem. Molekülphysik ist ja von physikalischer Chemie kaum zu unterscheiden und es sehr auffällig, dass sich populärwissenschaftliche Bücher und Zeitschriften zum großen Teil mit den spekulativen Theorien der Kosmologie oder mit den Mysterien der Zwillingsparadoxa und Quantenverschränkungen beschäftigen. Die wirklich interessanten Phänomene der Alltagsphysik bleiben dabei fast immer auf der Strecke.

    Und du weißt ja: Für uns Physiker ist die Chemie ein wichtiges Teilgebiet der angewandten Physik. 😉

  7. Chemie für Kids

    “Als Chemiker ist man ein bisschen dran gewöhnt, dass die meisten Leute mit Chemie wenig bis gar nichts anfangen können.”

    Ja, aber es ist natürlich ein Unterschied, ob jemand nur ein paar Jahre Chemie in der Schule hatte oder ob er studierter Chemiker ist. Wenn man Kinder hat wird man oft automatisch mit Fragen zur Chemie konfrontiert, da sind natürlich auch Experimente hilfreich. Ganz interessant finde ich da diese Seite:
    http://www.chemlin.de/chemie/experimente.htm

  8. Chemiker und Kirche

    Gibt es einen Chemiker, der ähnlich wie Galileo Galilei, von der Kirche vor Gericht gezehrt wurde? Also diese Idee der Synthese (Schöpfung im weiteren Sinne)….sich nicht mit dem zufrieden zu geben was man in der Natur vorfindet sondern selber was herzustellen mit möglicherweise ganz neuen Eigenschaften hat im Mittelalter/Neuzeit bestimmt nicht jedem gefallen.

  9. Chemische Affairen bei Goethe

    Kleine Rückschau auf vergangene Höhenflüge der Chemie: Um 1800 hatte die Chemie in Goethe einen wortmächtigen Fürsprecher, der sie aus dem Labor via Literatur in breitere Kreise hineintrug. Von Goethe, den neben der Chemie auch die Alchemie faszinierte (Faust!), stammt der Satz: “Die Chemie ist eine Wissenschaft, welche der ausgebreitesten Anwendung und von dem gränzenlosesten Einflusse aufs Leben sich erweist.” Kein Imageproblem weit und breit. In dem berühmten Roman “Die Wahlverwandschaften” ist das chemische Gleichnis sogar die Folie für die gesamte Romanhandlung.

    Es gibt auch aktuelle Fälle, in denen die Literatur eher abgelegene naturwissenschaftliche Gebiete popularisiert hat: Schätzings “Schwarm”, Franzens ornithologisches Steckenpferd…
    Vielleicht braucht die Chemie einfach mal einen populären Roman als Trojanisches Pferd? (Bitte mal bei Schätzing anfragen!)

  10. Chemie

    Vielleicht ist sie deshalb momentan so wenig populär, weil sie ihr “grosses Problem”, das alchymische Geheimnis des “mutabor/mutabo” und der Wahlverwandtschaften schon längst zu jedermanns Zufriedenheit gelöst hat. Aber eine Wissenschaft, der das Rätsel abhanden gekommen ist, ist eben keine mehr, sondern: “techne”, “Legokasten”.

    Ein neues Rätsel müsste man ihr stellen, der Chemie. Ich weiss aber keines.

  11. Wie weiter und so fort

    Die molekulare Küche war doch ein viel versprechender Ansatz… Und die Alchemie hat immerhin in der Homöopathie noch ein paar gläubige Anhänger.

  12. Fortsetzung

    Ihre Fortsetzung findet die Chemie in der Molekularbiologie, in der Nanotechnologie, und in der Mechanochemie.

    In allen drei Fällen arbeitet man mit einzelnen Molekülen, und nicht mit einer großen Menge davon.

  13. Ich finde das ein weiteres herausragendste Experiment der Chemie die Harnstoff- und Oxalsäuresynthese von Wöhler war.
    Durch diese Synthese durchbrach er die damals scheinbare Trennung zwischen belebter und unbelebter Natur und zerstörte somit auch die Lebbenskrafttheorie.

    @Joe Dramiga
    Ein Grund weshalb Chemiker mE nicht in ähnlicher weise wie Galileo Galilei von der Kirche vor Gericht gezehrt wurden besteht darin, das diese zu Anfang häufig handfeste, durch die Sinne überprüfbare Ergebnisse vorweisen konnten.

    @ Karl Bednarik
    na da will ich aber sehen wie so ein picomol Moleküle (immerhin noch 10^11) einzeln bearbeitet werden.
    Die genannten Bereiche sind Spezialgebiete der Chemie. Es werden aber immer noch sehr viele Moleküle gleichzeitig bearbeitet, nur die Methoden werden präziser.

    @Joachim
    Für den Chemiker ist die Physik nur das Substantiv für physikalischen Chemie 😉

  14. @Maulwurf

    Da gibt es viele Gegenbeispiele:

    Molekularbiologie mit einem einzigen Molekül:

    Sequenzierung:

    http://www.nanoporetech.com/sequences

    Abbildung:

    http://malone.bioquant.uni-heidelberg.de/…97.pdf

    Eine prokaryotische Zelle enthält normalerweise nur ein einziges, mehrere Millimeter langes DNA-Molekül.

    Das Molekül von vorhin ist aber viel kürzer.

    Der Geisselantrieb von Bakterien kann nur verstanden werden, wenn man ein Einzelstück davon betrachtet, und nicht, wenn man 10^10 davon in einer Suspension hat.

    http://www.tu-ilmenau.de/…/Nanotechnologie11.pdf

    Mechanochemie mit einem einzigen Molekül:

    http://www.physics.uci.edu/~wilsonho/N0100.htm

    Natürlich gibt es in der Molekularbiologie auch noch ältere Methoden, die mehrere Moleküle verwenden.

    Aber der Trend geht eindeutig in die Richtung zum einzelnen Molekül.

  15. Das Problem der Chemie ist auch dass sie eigentlich nur eine Unterwissenschaft ist. Alle chemischen Prozesse haben physikalische Erklärungen. Letztlich gilt das natürlich auch für die Biologie. Die Unterteilung dieser Wissenschaften hat historische Gründe, aber im Grunde ist das alles nur Physik.

  16. Man denke nur an an den Übergang von der Bronzezeit zur Eisenzeit.
    Wenn da nicht einer schwer rumexperinemtiert hätte, sähe die Welt heute ganz anders aus.

    Sie sprechen mir aus dem Herzen.
    Ich bin Chemielehrerin und genau das ist mein Anliegen: die Faszination zu wecken, anzuzünden, dann brennt die Begeisterung von alleine.
    Was sagte eine Schülerin heute “Wenn Du die Chemie nicht verstehst, hast Du einen schlechten Chemielehrer. Chemie ist nämlich ganz einfach.”

  17. @Lars: Aufgeschmissen

    Du wärst überrascht wie aufgeschmissen ein Physiker in einem Physiklabor sein kann

    Physik ist ein weites Feld. Wenn du mich als Experimentalphysiker in das Labor eines anderen Experimentalphysikers schickst, dann brauch mich mit Sicherheit erstmal eine gründliche Einführung, bevor ich dort ein paar Experimente hinbekomme.

    Im Chemielabor erginge es mir nicht anders.

  18. Oops

    kein html, na denn:
    http://de.wikipedia.org/wiki/Friedrich_Cramer

    hat seinerzeit an intellektuellen Interessen des “New Age” Zeitgeistes angeknüpft – auf verdienstvolle Weise, meine ich – die jetzt wohl fast ganz den esotherischen “Sudelecken” anheim gefallen sind, was ich schade finde.

    Resonanz, das allg. Cramersche Konzept mal naiv genommen, erklingt in größter Vielfalt auf der Ebene der chemischen Aggregate und mit dem Thema könnte man dem esotherischen Unfug der “Emergenz”, der im populärwissenschaftlichen Mainstream zunehmend Platz greift, was handfestes entgegensetzen, oder?
    Nicht wirklich “poppig”, das Ganze, ich weiß, aber … na, mit den Allmachtphantasien der altvorderen Technologiebegeisterung a la Clarke dürfte auf Dauer kein Blumentopp mehr zu gewinnen sein 🙂

    herzliche Grüße
    TG

  19. Der Chemie gebührt meinen vollsten Respekt, denn die AC-,OC- und PC-Vorlesungen und -Praktika haben mich fertig gemacht…aber auf gute Art und Weise! Letztendlich besteht das ganze Universum ja aus Chemie und um mal ein bischen philosophisch zu werden, gibt es die ganzen Elemente ja nur, weil irgendwelche Sterne vor sehr langer Zeit mal explodiert sind. Ich finde mit solchen Sprüchen sollte man den Chemieunterricht anfangen. Zumindest ich würde da dann garantiert zuhören und manche Schüler das Fach vielleicht nicht abwählen. Was ich wiederum nicht mag, ist die Chemie nur Chemie sein zu lassen. Ich bin ja ein großer Anhänger der Interdisziplinarität und vielleicht sollte man genau da ansetzen: anstatt zu erklären, dass die Chemie die Lehre von Atomen und Molekülen und deren Synthese ist, sollte man gleich einen Schritt weitergehen und eben erklären, dass so Medikamente hergestellt werden. Was du hier kritisierst Lars, finde ich notwendig. Mag sein, dass da jetzt der Biologe aus mir sprichtst und du siehst es als Chemiker sicherlich anders, aber ich weiß, dass keine Medikamentenherstellung ohne Chemie vonstatten geht. Nix geht ohne Chemie und ebenso geht nix ohne Physik. Diese beiden Naturwissenschaften erklären das elementarste, was es überhaupt gibt und wie es miteinander wechselwirkt. In diesem Zusammenhang sollte man es auch darstellen. Dass jedes Fachgebiet unter einem Magel an Ansehen leidet, ist ja jedem bekannt. Da können alle Naturwissenschaftler ein Lied von singen. Ich finde es aber pädagogisch durchaus wertvoller, wenn man die Chemie in Zusammenhang mit anderen Dingen erklärt und so einen Weg von Anfang bis Ende erzählt. Für mich ist die Chemie nämlich eben nicht nur die Synthese von neuen Verbindungen, sondern noch so viel mehr. Chemie rettet Leben und Chemie macht unser Leben einfacher. Wer sie als böses und unnatürliches Irgendwas abstempelt, hat – tut mir Leid – die Schule verschlafen.

  20. Ja, da zitier ich doch den alten Spruch aus der OC, 5. Stock:

    Früher starben die Leute mit 35
    heute schimpfen sie noch mit 80 über die Chemie!

  21. Attraktivität?

    Es ist nicht der Mensch der die Stoffe synthetisiert, die tun das schon selber. Man kann aber ein bisschen nachhelfen, indem man die richtigen zusammen bringt, und geeignete Umstände herstellt.

    Die grosse Frage ist doch: warum tun die Stoffe das was sie tun? Warum paaren sie sich, trennen sich, etc.? Die Chemie der Menschen ist alltäglich bekannt, daran könnte man locker anknüpfen.

  22. Hallo TomGard,

    Zitat: “mit den Allmachtphantasien der altvorderen Technologiebegeisterung a la Clarke dürfte auf Dauer kein Blumentopp mehr zu gewinnen sein”

    Da bin ich ganz anderer Meinung.

    In wenigen Jahrzehnten werden die Molekularbiologie und die Nanotechnologie so gut zusammenarbeiten, dass es weder Krankheiten noch Invalidität geben wird.

    In wenigen Jahrhunderten werden wir auf die riesigen Rohstoffmengen und Energiemengen des inneren Sonnensystems zugreifen können.

    Ohne positive Phantasien und ohne technische Begeisterung wird man selbstverständlich keinen Blumentopp gewinnen können.

    Sir Arthur Charles Clarke hat schon im Jahre 1945 geostationäre Kommunikationssatelliten genau beschrieben.

    Ihm zu Ehren wird daher der geostationäre Orbit auch “Clarke Orbit” genannt.

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