Shifting and Rearranging – Physical Methods and the Transformation of Modern Chemistry
von Carsten Reinhardt, Science History Publications, Watson Publishing International, Sagamore Beach, MA, U.S.A., 2006, 428 S., XX,XX Euro, ISBN 0-88135-354-X.
Zur Strukturbestimmung chemischer Substanzen wurden bis in die Mitte des 20. Jahrhunderts im wesentlichen zwei physikalische Geräte eingesetzt: die Waage und das Thermometer. Es gab zwar bereits Geräte zur Bestimmung des Dipolmoments, des Brechungsindex, des pH-Werts und anderer physikalischer Größen, sie spielten aber im Alltag präparativer Chemiker eine eher untergeordnete Rolle. Das Thermometer (Schmelzpunkt, Siedpunkt, Mischschmelzpunkt) diente der Reinheitskontrolle, auf die Waage war man bei der Bestimmung der Elementarzusammensetzung angewiesen. Dass diese einfachen Geräte so wirkungsvoll eingesetzt werden konnten, lag jedoch vor allen Dingen daran, dass im Zentrum der Strukturbestimmung die chemische Reaktion, bzw. die Verknüpfung chemischer Reaktionen durch den Experimentator stand und die die eigentliche intellektuelle Leistung bei der Strukturbestimmung bildete.
Das sollte sich nach dem Zweiten Weltkrieg so tiefgreifend ändern, dass mit Fug und Recht von einer Revolution gesprochen werden kann. Diese hatte sich bereits durch die (recht langsame) Einführung von UV- und auch IR-Spektrometern angekündigt, brach jedoch erst dann wirklich aus, als NMR-Spektroskopie und Massenspektrometrie zu Routinelabormethoden wurden. Mit der „Übernahme“ der Strukturbestimmung durch diese beiden physikalischen Methoden beschäftigt sich das vorliegende Buch und auf sie bezieht sich auch der zunächst vielleicht ein wenig rätselhafte Titel.
Die Dynamik und Dramatik von Revolutionen zu beschreiben, hat schon immer besonderes schriftstellerisches Talent verlangt und die obige instrumentelle Revolution ist davon keine Ausnahme und kann sich freuen, in Carsten Reinhardt einen Polyhistor von hohen Graden gefunden zu haben.
Das Buch ist von sandwichartiger Struktur: Auf ein einführendes Kapitel („Physical Methods Ante Portas“) folgt der Hauptteil, der sich mit der Etablierung, Einführung und dann weltweiten Verbreitung der beiden physikalischen Methoden in die Laboratorien der Praktiker beschäftigt und im abschließenden Teil, werden die Gedanken des Eingangskapitels wieder aufgenommen und grundsätzliche Überlegungen darüber präsentiert, was es bedeutet, wenn sich zwischen das beobachtete Phänomen und seiner Interpretation in immer stärkerem Maße ein „Messinstrument“ schiebt, das für die meisten Nutzer im übrigen nicht mehr als eine black box ist. Auch Fragen der Forschungsorganisation und -politik werden in diesem Schlussteil angesprochen – kein Wunder, denn die eher handwerklich-werkstattartig organisierte Chemie begann sich mit diesen häufig sehr teuren instrumentellen Methoden auf dem Weg zur „big science“ zu machen, die ja für die Physik längst etabliert war.
Damit die überaus detailreiche, verzweigte Geschichte der „Maschine im Laboratorium“ (so eine Kapitelüberschrift) überhaupt strukturierbar – und d.h. auch erzählbar – wird, führt Reinhardt sechs Protagonisten ein, die zu diesen revolutionären Veränderungen besonders nachhaltig beigetragen haben: Herbert S. Gutowsky, John D. Roberts, Richard R. Ernst für die NMR-Spektroskopie und Fred W. McLafferty, Klaus Biemann und Carl Djerassi für die Massenspektrometrie. Zwar hätten auch andere Wissenschaftler für diesen Zweck ausgewählt werden können, aber gerade an und mit diesem Sextett lässt sich besonders gut zeigen, worauf es Reinhardt ganz wesentlich ankommt: dass für die Etablierung dieser beiden Techniken in der Praxis die Verknüpfung von Grundlagenforschung, den ersten „lead usern“ (v. Hippel), der chemischen Industrie, den Forschungseinrichtungen, die diese Methoden auch (möglichst rasch) bei sich einführen wollten und den Geräteherstellern von alles bestimmender Bedeutung war. Dass gerade die Herstellerfirmen eine so wichtige Rolle spielen sollten, war in weiten Teilen der klassischen Chemie unbekannt. Um dieses feingeknüpfte Netzwerk zu beschreiben, greift der Autor auf Quellen aus mehreren „Ebenen“ zurück: Das beginnt mit persönlichen Gesprächen, die Reinhardt mit seine Protagonisten geführt hat, setzt sich mit z.T. autobiographischem Material fort, und reicht bis in die verschiedenen Privat-, Universitäts- und Firmenarchive. Wer im übrigen in diese Quellen weiter eintauchen will, kann das mit Hilfe eines exzellenten, über 30 Seiten langen Appendix tun. Durch diese „mehrlagige“ Vorgehensweise erhält der gesamte Text eine enorme Dichte und Tiefe, die nicht zuletzt dafür verantwortlich ist, dass er sich trotz des überwältigenden Detailreichtums flüssig und spannend lesen lässt: Die Hauptakteure werden auch als Personen erkennbar. Immer wieder geht der Autor auch explizit auf wissenschaftliche Fragen, theoretische Probleme und solche der Gerätekonstruktion ein und auch hier gelingt es ihm, die komplexen Sacherverhalte fehlerfrei und auch für Laien gut verständlich zu schildern.
Chemiegeschichtlich Interessierten war der Reinhardtsche Text bereits seit mindestens 2004 bekannt, als der Autor für sein hervorragendes Werk mit dem Paul-Bunge-Preis der Hans-R.-Jenemann-Stiftung ausgezeichnet wurde, der für Arbeiten zur Geschichte wissenschaftlicher Instrumente vergeben wird.
Fazit: Gerade denjenigen, die von den praktischen Folgen dieser „Zweiten Chemischen Revolution“ (die Lavoisiersche war die erste) am meisten betroffen waren, die am meisten von den Leistungen der obigen Pioniere profitierten – also den meisten „Stoffherstellern“ und „Strukturbestimmern“ – sei die Lektüre des Reinhardtschen Buchs wärmstens empfohlen, an dem ich nur als einzige, kleine Kritik anbringen möchte, dass ich mich darüber gefreut hätte, wenn der Text von allen der erwähnten Entwickler und Erstnutzer Fotos gebracht hätte, wenigstens diese nicht bei weitem von denjenigen diverser Spektrometer und Spektren übertroffen würden.
Henning Hopf,
Braunschweig