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Chemie

Chemie

Die Chemie (von arabisch al-kimiya' ) ist die Lehre vom Aufbau, Verhalten und der Umwandlung der chemischen Elemente und ihren Verbindungen sowie den dabei geltenden Gesetzmäßigkeiten. Die Chemie entstand in ihrer heutigen Form als exakte Naturwissenschaft im 17. und 18. Jahrhundert allmählich aus der Anwendung rationalen Schlußfolgerns auf Beobachtungen und Experimente der Alchemie. Einige der ersten großen Chemiker waren Robert Boyle, Humphry Davy, Jöns Jacob Berzelius, Joseph Louis Gay-Lussac, Joseph-Louis Proust, Marie und Antoine Lavoisier und Justus von Liebig. Justus von Liebig

Was ist Chemie?

Definition

Die Chemie ist die Wissenschaft, die sich mit Stoffen (Substanzen), deren Umsetzung(en) (chemischen Reaktionen), sowie der Darstellung (Synthese), der Bestimmung und der Anwendung dieser Stoffe (bzw. deren Eigenschaften) beschäftigt. Da die für die Chemie relevanten Eigenschaften der Atome fast ausschließlich in ihrer elektronischen Struktur (Elektronenhülle) begründet liegen, können grundlegende Aufgabengebiete der Chemie auch als „Physik der äußeren Elektronenhülle“ betrachtet werden. Der Atomkern hat praktisch keinen Einfluss auf chemische Prozesse. Untersuchungen zum Aufbau von Atomkernen fallen nicht in den Bereich der Chemie, sondern sind Bestandteil der Kernphysik.

Stoff und Stoffumsetzung

Die chemisch kleinsten Grundbausteine, aus denen alle uns umgebenden Materialien bestehen, sind die Elemente, welche sich zu chemischen Verbindungen zusammenschließen. Eine Stoffumsetzung nennt man chemische Reaktion; sie steht im Zentrum der Chemie. In einer chemischen Reaktion kommt es niemals zu Elementumwandlungen, was die Chemie als Naturwissenschaft grundsätzlich von der mittelalterlichen Vorstellung der Alchemie abgrenzt. Elementumwandlungen sind rein physikalische Prozesse (z.B. radioaktiver Zerfall).

Atom und Molekül

Alchemieen umkreisen einen Kern aus zwei Protonen und zwei Neutronen]] Atome sind für den Chemiker die Grundbausteine der Materie, da sie sich chemisch nicht in kleinere Einheiten spalten lassen. Ein chemisches Element besteht aus Atomen mit einer bestimmten Anzahl an Protonen im Kern. Chemische Elemente können dennoch aus verschiedenen Atomen (Isotope) bestehen, die sich in der Anzahl an Neutronen im Kern unterscheiden. Verschiedene Isotope zeigen gleiches chemisches, aber unterschiedliches physikalisches Verhalten (z.B. Siedepunkt, Schmelzpunkt). Die chemischen Elemente können in mannigfaltiger Weise chemische Bindungen untereinander eingehen. Dann spricht man von einer chemischen Verbindung. Je nach Polarität der Bindung zwischen den Elementen unterscheidet man unpolare kovalente Bindungen, polare kovalente Bindungen und ionische Bindungen, in denen mindestens ein Elektron der miteinander eine chemische Verbindung eingehenden Elemente oder Moleküle ganz bei einem Bindungspartner lokalisiert ist. Verbindungen, in denen die Elemente kovalent miteinander gebunden sind nennt man Moleküle. Verbindungen, die ionisch aufgebaut sind, nennt man Salze. Von Molekülionen spricht man, wenn elektrisch geladene Moleküle vorliegen. Des weiteren spricht man von einer metallischen Bindung, wenn die äußeren Elektronen, die für eine chemische Bindung zur Verfügung stehen, zwischen den Atomen delokalisiert und frei beweglich sind. Die chemischen Elemente selbst liegen als Metalle, als Moleküle (z.B. die zweiatomigen Gase der 2. Periode: O2, N2, F2) oder als Atome (ausschließlich die Edelgase: He, Ne, Ar, Kr, Xe und Rn) vor. Die Art und Weise, wie sich die Atome eines Elementes verbinden, kann dabei immer noch unterschiedlich sein und zu so unterschiedlichen Substanzen wie Graphit und Diamant führen, beides Modifikationen elementaren Kohlenstoffs. Auch kann ein Element als eine metallische und als eine Modifikation mit kovalenten Bindungen vorliegen, z.B. Zinn. Für die chemischen Eigenschaften einer Verbindung ist es jedoch nicht nur entscheidend, welche Atome sie enthält, sondern wie diese miteinander verbunden sind (siehe Chemische Bindung). Bei bestimmten chemischen Verbindungen, vor allem bei Proteinen, sind nicht nur die Bindungen zwischen den Atomen maßgeblich für die chemischen Eigenschaften sondern auch die räumliche Ausrichtung dieser Bindungen. Die Herausforderung bei der chemischen Synthese besteht in der Regel darin, selektiv Bindungen zwischen einzelnen Atomen der Reaktandmoleküle zu lösen und/oder zu knüpfen, um dadurch eine gewünschte Substanz (Reaktionsprodukt) herzustellen.

Bedeutung der Chemie

Geschichte der Chemie

Hauptartikel: Geschichte der Chemie Die Chemie entwickelte sich aus der Alchemie, die in China, Europa und Indien schon seit Jahrtausenden praktiziert wurde. Alchemie war die Untersuchung von Materie, wobei die Vorstellungswelt der Alchemisten nicht auf wissenschaftlichen Untersuchungen basierte, sondern auf Erfahrungstatsachen und empirischen Rezepten. Das Ziel ihrer Untersuchungen war eine Substanz mit dem Namen Stein der Weisen, die Stoffe wie Blei in Gold verwandeln sollte. Alchemisten führten eine große Auswahl Experimente mit vielen Substanzen durch, um diesen Stoff zu finden. Sie notierten ihre Entdeckungen und verwendeten für ihre Aufzeichnungen die gleichen Symbole, wie sie auch in der Astrologie üblich waren. Die mysteriöse Art ihrer Tätigkeit und die dabei fabrizierten farbigen Flammen, Rauch oder Explosionen führten dazu, dass sie als Magier und Hexer bekannt und teilweise verfolgt wurden. Für ihre Experimente entwickelten die Alchemisten die gleichen Apparaturen, wie sie heute noch in der chemischen Verfahrenstechnik verwendet werden. Ein bekannter Alchemiker war Albertus Magnus. Er befasste sich als Kleriker mit diesem Themenkomplex und fand bei seinen Experimenten ein neues chemisches Element, das Arsen. Kein Alchemiker hat allerdings je den Stein der Weisen entdeckt und im 17. Jahrhundert wurde die alchemistische Arbeitsweise durch wissenschaftliche Methodik ersetzt. Einiges vom Wissen der Alchemisten wurde von den ersten Chemikern verwendet, die ihre Arbeit auf logische Schlussfolgerungen ihrer Beobachtungen gründeten und nicht auf der Idee, beispielsweise Blei in Gold zu verwandeln. wissenschaft Entscheidende Impulse erhielt die Chemie als Wissenschaft im 19. Jahrhundert. Die Arbeiten von Justus von Liebig über die Wirkungsweise von Dünger begründeten die Agrarchemie und lieferten wichtige Erkenntnisse über die anorganische Chemie. Die Suche nach einem synthetischen Ersatz für den Farbstoff Indigo zum Färben von Textilien waren der Auslöser für die bahnbrechenden Entwicklungen der organischen Chemie und der Pharmazie. Auf beiden Gebieten hatte man in Deutschland bis zum Beginn des 20. Jahrhunderts eine absolute Vorrangstellung. Dieser Wissensvorsprung ermöglichte es beispielsweise, den zur Führung des ersten Weltkrieges notwendigen Sprengstoff statt aus importierten Nitraten mit Hilfe der Katalyse aus dem Stickstoff der Luft zu gewinnen (siehe Haber-Bosch-Verfahren). Die Autonomiebestrebungen der Nationalsozialisten gaben der Chemie als Wissenschaft weitere Impulse. Um von den Importen von Erdöl unabhängig zu werden, wurden Verfahren zur Verflüssigung von Steinkohle entwickelt (Fischer-Tropsch-Synthese). Ein weiteres Beispiel war die Entwicklung von synthetischem Kautschuk für die Herstellung von Fahrzeugreifen. In der heutigen Zeit ist die Chemie ein wichtiger Bestandteil der Lebenskultur geworden. Chemische Produkte umgeben uns überall, ohne dass wir uns dessen bewusst sind. Allerdings haben Unfälle der chemischen Großindustrie wie beispielsweise die von Seveso und Bhopal der Chemie ein sehr negatives Image verschafft, so dass Slogans wie "Weg von der Chemie!" sehr populär werden konnten. Die Forschung entwickelte sich um die Wende zum 20. Jahrhundert soweit, dass vertiefende Studien des Atombaus nicht mehr zum Bereich der Chemie gehören, sondern zur Atomphysik bzw. Kernphysik. Diese Forschungen lieferten dennoch wichtige Erkenntnisse über das Wesen der chemischen Stoffwandlung und der chemischen Bindung. Weitere wichtige Impulse gingen dabei auch von Entdeckungen in der Quantenphysik aus (Elektronen-Orbitalmodell).

Chemie im Alltag

Chemische Reaktionen im Alltag finden zum Beispiel beim Kochen, Backen oder Braten statt, wobei oft gerade die hier ablaufenden, recht komplexen Stoffumwandlungen zum typischen Aroma der Speise beitragen. Weiterhin wird Nahrung chemisch zerlegt und mit körpereigenen Abbauvorgängen in Bestandteile und auch Energie umgewandelt (Biochemie). Eine gut beobachtbare chemische Reaktion ist die Verbrennung. Haarfärbung, Verbrennungsmotoren, Handy-Displays, Waschmittel, Dünger, Arzneimittel u.v.m. sind weitere Beispiele für Anwendungen der Chemie im alltäglichen Leben. Im Alltag wird der Begriff 'Chemie' oft in einem eingeschränkten Sinn als Abkürzung für 'Produkt der chemischen Industrie' verwendet, zum Beispiel bei der 'Chemischen Reinigung': Diese reinigt Textilien mit (synthetischen) Lösungsmitteln. Der Reinigungsvorgang selbst ist in der Regel ein Lösen der Verunreinigung (beispielsweise eines Fettflecks) im Lösungsmittel und damit kein chemischer Prozess (Stoffumwandlung) im eigentlichen Sinne, sondern ein physikalischer Vorgang (Lösen)! Im Gegensatz dazu ist das manchmal als 'Putzen ohne Chemie' gepriesene Auflösen von Kalkflecken mit Essig oder Zitronensaft sehr wohl ein chemischer Vorgang, da dabei festes Calciumcarbonat (Kalk) durch die Säuren zu löslichem Hydrogencarbonat bzw. Kohlenstoffdioxid umgesetzt wird.

Chemie als Wissenschaft

Die Chemie befasst sich mit den Eigenschaften der Elemente und Verbindungen, mit den möglichen Umwandlungen eines Stoffes in einen anderen, macht Vorhersagen über die Eigenschaften für bislang unbekannte Verbindungen, liefert Methoden zur Synthese neuer Verbindungen und Messmethoden um die chemische Zusammensetzung unbekannter Proben zu entschlüsseln. Obwohl alle Stoffe aus vergleichsweise wenigen "Bausteinsorten", nämlich aus etwa 80 bis 100 der 118 bekannten Elemente aufgebaut sind, führen die unterschiedlichen Kombinationen und Anordnungen der Elemente zu einigen Millionen sehr unterschiedlichen Verbindungen, die wiederum so unterschiedliche Materieformen wie Wasser, Sand, Pflanzen- und Tiergewebe aufbauen. Die Art der Zusammensetzung bestimmt schließlich die chemischen und physikalischen Eigenschaften der Stoffe und macht damit die Chemie zu einer recht umfangreichen Wissenschaft.
Wie in allen Naturwissenschaften ist auch in der Chemie das Experiment die tragende Säule. An ihm werden Theorie über die Art der Umwandlung eines Stoffes in einen anderen Stoff entworfen, überprüft, erweitert und wenn nötig auch verworfen. Fortschritte in den verschiedenen Teilgebieten der Chemie sind oftmals die unabdingbare Voraussetzung für neue Erkenntnisse in anderen Disziplinen, besonders in den Bereichen Biologie und Medizin, aber auch im Bereich der Physik (zum Beispiel Herstellung neuer Supraleiter). An der Schnittstelle zwischen Chemie und Biologie hat sich als weites Fachgebiet die Biochemie etabliert, die für das Verständnis der Lebensvorgänge, die untrennbar mit Stoffumsätzen verbunden sind, unentbehrlich ist. Dieser Sachverhalt wird manchmal mit dem Satz "Alles Leben ist Chemie" zum Ausdruck gebracht, da die meisten 'greifbaren' und messbaren Vorgänge im lebenden Organismen auf chemischen Reaktionen beruhen. Für die Medizin ist die Chemie bei der Suche nach neuen Medikamenten und bei der Herstellung von Arzneimitteln unentbehrlich. Die Ingenieurwissenschaften suchen häufig je nach Anwendung nach maßgeschneiderten Materialien (leichte Materialien im Flugzeugbau, beständige und belastbare Baustoffe, hochreine Halbleiter...). Hier hat sich als Schnittstelle zwischen Chemie und den Ingenieurswissenschaften die Materialwissenschaft entwickelt.

Wirtschaftliche Bedeutung der Chemie

Die chemische Industrie ist - gerade auch in Deutschland - ein sehr bedeutender Wirtschaftszweig: In Deutschland liegt der Umsatz der Chemieindustrie bei über 100 Milliarden Euro, die Zahl der Beschäftigten lag nach der Wiedervereinigung Deutschlands bei über 700 000 und ist jetzt unter 500 000 gesunken. Sie stellt einmal Grundchemikalien wie beispielsweise Schwefelsäure oder Ammoniak her - oft im Maßstab von Millionen von Tonnen jährlich -, die sie dann zum Beispiel zur Produktion von Düngemitteln und Kunststoffen verwendet. Andererseits produziert sie viele komplexe Stoffe, insbesondere Medikamente, maßgeschneidert für spezielle Zwecke. Auch die Herstellung von Computern, Kraft- und Schmierstoffen für die Automobilindustrie und vielen anderen technischen Produkten ist ohne industriell hergestellte Chemikalien unmöglich.

Ansehen der Chemie

Die Chemie hat in der Öffentlichkeit - auch aufgrund von Chemiekatastrophen und Umweltskandalen - ein relativ schlechtes Ansehen. Viele Fachleute empfinden dies angesichts des Nutzens und der allgemeinen Bedeutung der Chemie und bezogen auf die heutige Situation in Europa für nicht gerechtfertigt, weil hier unter anderem durch eine ziemlich strikte Gesetzgebung (Chemikaliengesetz, Gefahrstoffverordnung) eine vergleichsweise sichere Handhabung von Chemikalien gewährleistet ist. Um dem entgegenzuwirken, wurde das Jahr 2003 von verschiedenen Trägerorganisationen zum "Jahr der Chemie" ([http://www.jahr-der-chemie.de Netseite]) erklärt.

Fachrichtungen

Üblicherweise wird die Chemie in drei große Bereiche eingeteilt.
- Anorganische Chemie (Chemie der Elemente und der Verbindungen ohne Kohlenstoffkette)
- Organische Chemie (Chemie der Kohlenstoffverbindungen)
- Physikalische Chemie (Anwendung mathematisch-physikalischer Methoden auf chemische Problemstellungen) Die traditionelle aber auch etwas willkürliche Unterscheidung zwischen anorganischer und organischer Chemie wird auch heute noch beibehalten. Ein Grund besteht darin, dass die organische Chemie stark vom Molekül bestimmt wird, die anorganische Chemie oft von Ionen, Kristallen, Komplexverbindungen und Kolloiden. Ein Gebiet, in dem sich die beiden Fachbereiche stark überlappen, ist die Organometallchemie. Die Physikalische Chemie unterscheidet sich von Anorganik und Organik nicht durch das Untersuchungsobjekt, sondern dadurch, dass hier versucht wird, selbiges mittels physikalischer Modelle zu beschreiben. Neben diesen drei großen Bereichen gibt es noch eine ganze Reihe weiterer Fachgebiete, die oft in einem Grenzbereich zu einer anderen Wissenschaft angesiedelt sind.
- Die Allgemeine Chemie befasst sich mit den Grundlagen der Chemie
- Die Technische Chemie beschäftigt sich mit der Umsetzung von chemischen Reaktionen im Labormaßstab auf großmaßstäbliche Industrieproduktion.
- Die in lebenden Organismen vorkommenden und umgesetzten Stoffe sind Thema der Biochemie
- Die für lebende Organismen schädlichen Substanzen werden in der Toxikologie behandelt
- Die Kernchemie, auch Radiochemie genannt, behandelt die Eigenschaften und Umsetzungen radioaktiver Stoffe
- Die Theoretische Chemie versucht durch Rechnung und/oder Computersimulation Eigenschaften von Stoffen vorherzusagen und physikalische Modelle zu entwickeln.
- Die Makromolekulare Chemie befasst sich mit Polymeren
- Die Chemie im Weltall wird von der Kosmochemie behandelt
- Das Hauptziel der Computerchemie ist es, Software zu erstellen und anzuwenden, um Eigenschaften von Molekülen zu berechnen.
- Die Geochemie beschäftigt sich mit dem stofflichen Aufbau der Erde
- ... Eine weitere Möglichkeit ist es, die Chemie nach der Zielrichtung in die untersuchende, 'zerlegende' Analytische Chemie und in die aufbauende, produktorientierte Präparative- oder Synthetische Chemie aufzuspalten. In der Lehrpraxis der Universitäten ist die Analytische Chemie oft als Unterrichtsfach vertreten, während die Synthetische Chemie im Rahmen der organischen oder anorganischen Chemie behandelt wird.

Chemie in der Wikipedia

Das Wikipedia-Chemie-Portal

Allgemeine Chemie

:Chemische Grundbegriffe :Elemente (alphabetisch) :Periodensystem der chemischen Elemente :Atommodell :Substanzen :Chemische Reaktionen :Verbindungen :Chemikalienliste :Liste der Säuren :Liste der Laborgeräte :chemische Gefahrenzeichen :Liste der Liganden-Abkürzungen

Anorganische Chemie

:Metalle :Nichtmetalle :Festkörperchemie :Komplexchemie

Organische Chemie

:Namensreaktionen :Nomenklatur :Kunststoffchemie :Naturstoffchemie :Petrochemie :Stereochemie

Physikalische Chemie

:Thermodynamik :Kinetik :Quantenmechanik :Elektrochemie :Kristallographie :Molekülspektroskopie

Biochemie

:Genetik :Biotechnologie :Medizinische Chemie :Pharmazeutische Chemie

Theoretische Chemie

:Quantenmechanik :Quantenchemie :Thermodynamik :Statistische Mechanik

Analytische Chemie

:Qualitative Analyse :Quantitative Analyse :Anorganische analytische Chemie :Organische analytische Chemie :Lebensmittelchemie :Mikrochemie und Spurenanalyse :Klinische Chemie (vgl. Labormedizin) und Toxikologie :Chemometrik :Chromatographische Analysenverfahren :Spektroskopische Analysenverfahren

Technische Chemie

:Chemische Verfahrenstechnik :Chemische Reaktionstechnik

Spezielle Chemie

:Bioanorganische Chemie :Geochemie :Kosmochemie :Lebensmittelchemie :Metallorganische Chemie (oder Organometallchemie) :Umweltchemie :Wasserchemie

Chemische Grundbegriffe


- Chemische Grundbegriffe

Chemischer Formalismus


- chemischer Formalismus

Berühmte Chemiker


- Bedeutende Chemiker (chronologisch) (nach Geburtsdatum geordnet)
- Bedeutende Chemiker (alphabetisch)
- Bedeutende Chemiker (Kategorien) (nach den Fachgebieten geordnet, dort alphabetisch)
- Liste der Nobelpreisträger für Chemie, Nobelpreisträger

Literatur


- Eine Zusammenstellung von ausgewählten Beiträgen aus Spekturm der Wissenschaft: Digest: Moderne Chemie. Spektrum der Wissenschaft Verlagsgesellschaft mbH, Heidelberg, Juni 1995,
- Pedro Cintas: Der Weg zu chemischen Namen und Eponymen: Entdeckung, Priorität und Würdigung. Angewandte Chemie 116(44), S. 6012 - 6018 (2004),
- Joachim Kranz; Manfred Kuballa: Chemie im Alltag, Berlin, 2003, 3-589-21692-1

Weblinks


- [http://dc2.uni-bielefeld.de Prof. Blumes Bildungsserver für Chemie]
- [http://www.versuchschemie.de Chemieforum und Experimente]
- [http://www.chemikalien.de Portal mit Forum zur Chemie]
- [http://www.chemie-lk.de Chemie-Portal mit Forum für den Chemie-Leistungskurs]
- [http://www.TOMCHEMIE.de Chemie-Portal mit Forum und einem Chemiechat, Tomchemie]
- [http://www.chemie.de Deutsches Chemie-Portal]
- [http://www.Netchemie.de Netchemie - Chemie für Schule Studium und Alltag: Lexika, Versuche, Software und Forum]
- [http://www.cci.ethz.ch/de/start.html Chemische Experimente auf dem WEB] - Ziel dieses Angebotes der ETHZ ist es, den Studierenden und Dozierenden auf Video aufgezeichnete Experimente jederzeit bereitzustellen
- [http://www.experimentalchemie.de Experimentalchemie.de] - Chemische Experimente für Unterricht und zu Showzwecken ---- ! als:Chemie ja:化学 ko:화학 ms:Kimia simple:Chemistry th:เคมี

Naturgesetz

Ein Naturgesetz ist eine Regelmäßigkeit, die bei Erscheinungen in der Natur auftritt und durch zahlreiche Beobachtungen oder Experimente untermauert wird. Von einem Naturgesetz spricht man vor allem dann, wenn ein allgemein notwendiger, wesentlicher Zusammenhang zwischen Ursache und Wirkung zu bestehen scheint.

Einleitung

Ob Naturgesetze Bestandteil der Natur sind und den Vorgängen zugrunde liegen, oder ob sie vielmehr Konstrukte zur Beschreibung von Naturvorgängen sind, ist umstritten. Nach der erstgenannten Auffassung sind die Naturgesetze unumgängliche Regeln, nach denen sich die Natur verhält. Ziel der Naturwissenschaften ist es dann, diese Gesetze zu erforschen. Der Wissenschaftler ist Entdecker der Naturgesetze. Als Mittel zur Aufdeckung der Naturgesetze wird entweder das Experiment und die Beobachtung (Empirismus) oder die Vernunft und das analytische Denken (Rationalismus) bevorzugt. Nach der letztgenannten Auffassung werden die Naturgesetze von Menschen als Abstraktionen der beobachteten Naturvorgänge geschaffen. Der Wissenschaftler ist Erfinder der Naturgesetze. Diese Auffassung liegt zum Beispiel dem Konstruktivismus zugrunde. Oft wird es auch vermieden, von Naturgesetzen zu sprechen, da die spätere Falsifikation eines für richtig gehaltenen Gesetzes nie ausgeschlossen werden kann.

Göttliche Gesetze für die Natur

Auch wenn in der Neuzeit überall Mythen durch wissenschaftliche Erklärungen ersetzt wurden, lehren doch viele Religionen die Erschaffung der Welt und ihrer Naturgesetze durch einen göttlichen Schöpfungsakt. Auch dort, wo kein Gott konkret in das Geschehen eingreift, laufe alles nach göttlichen Regeln ab. Danach wären die Naturgesetze etwas, das außerhalb oder über der Natur steht. In jedem Fall sind sie nach diesem Verständnis für sich existent, und nicht nur beschreibende Konstrukte des menschlichen Geistes. Auch viele nicht-religiöse Menschen gehen von einer solch realen Existenz der Naturgesetze aus, wie auch immer sie entstanden und dokumentiert sein mögen.

Gültigkeit von Naturgesetzen

In der modernen Wissenschaftstheorie, wie sie vor allem auf Karl Popper zurückgeht, können Naturgesetze nicht bewiesen, sondern nur widerlegt werden. Die wissenschaftliche Methode besteht also nicht darin, ein Naturgesetz zu beweisen, sondern ein Modell für die Wirklichkeit aufzustellen und zu versuchen, dieses mit Experimenten zu falsifizieren. Liefern die Experimente keine Widersprüche zu den Voraussagen des Modells, so kann das Modell als Naturgesetz angenommen werden. Dieses gilt nur, solange nicht neuere Experimente einen solchen Widerspruch zeigen. Ein hinreichend oft bestätigtes Gesetz wird durch seine Falsifikation jedoch nicht wertlos, denn die vielen vorherigen Experimente beweisen, dass es in einem bestimmten Bereich dennoch in guter Näherung gilt. Jedes neu aufzustellende Gesetz muss daher dieses Gesetz als Grenzfall enthalten. Ein solches Gesetz wird daher in der Regel auch nicht als falsch, sondern als nur eingeschränkt gültig angesehen.

Naturgesetze als Spiegel des wissenschaftlichen Fortschritts

Im Laufe der Zeit wurden immer wieder scheinbar unabhängige Gesetze auf jeweils einen zu Grunde liegenden Zusammenhang zurückgeführt. Ein Beispiel hierfür sind die zahlreichen in der Mechanik beschriebenen Kräfte und die Gesetze ihres Wirkens, die letzten Endes alle auf elektromagnetische Wechselwirkungen und die Gravitation zwischen und in den involvierten Körpern zurückgeführt werden können. Der Übergang von der Newton'schen Physik zur Relativistik Albert Einsteins zeigt wie sich als unumstößlich erkannt geglaubte Gesetze dann doch nur als Modell für einen Spezialfall erweisen. Diese Überlegung führt zur Suche nach "letzten" und grundlegenden Gesetzen, einem Weltgesetz, auf dem aufbauend "alles" erklärt und aufgebaut werden kann, vergleichbar den mathematischen Axiomen. "Stringtheorie", "Quantengravitation" und "Große Vereinheitlichte Theorie" sind Beispiele für diese Bemühungen nach Vereinheitlichung. Jedes Naturgesetz, das auf ein allgemeineres Gesetz zurückgeführt werden kann, hat nur noch den Rang eines Modells. Ein Argument für die Vermutung, alle uns bekannten Naturgesetze seien tatsächlich nur Konstrukte des menschlichen Geistes.

Formulierungsschema

Um die Vorgänge exakt zu beschreiben, werden Naturgesetze meist mathematisch formuliert. Ein Beispiel dafür ist das Gravitationsgesetz von Isaac Newton. Es lautet: Die Anziehungskraft F zwischen zwei Massen m_1 und m_2 ist proportional der Größe der Massen und umgekehrt proportional zum Abstandquadrat r^2. : F = G \frac. G ist dabei ein Proportionalitätsfaktor, der die Massen m_1 und m_2 und das Inverse des Abstandsquadrats 1/ miteinander in Relation setzt. Da dieser als Gravitationskonstante bezeichnete Faktor in allen denkbaren physikalischen Systemen den exakt gleichen Wert besitzt und eine fundamentale physikalische Wechselwirkung (die Anziehung von Massen untereinander) beschreibt, spricht man von einer Naturkonstante.

Beispiele für Naturgesetze


- Licht breitet sich im Vakuum mit einer universellen Geschwindigkeit aus.
- Wenn biologische Organismen Vererbung haben und ihre Nachkommen sich unterscheiden, wird ihre Population durch Evolution verändert (Natürliche Selektion).
- Der Zweite Hauptsatz der Thermodynamik, der aussagt, dass die Entropie abgeschlossener Systeme nicht abnimmt.

Kein Naturgesetz

Die Abgrenzung was ein Naturgesetz ist und was keines, ist nicht immer ganz scharf.

Widerlegte Naturgesetze


- Die Genetische Information fließt immer von der DNA zur RNA und nicht umgekehrt.
  - Dieses Dogma der Genetik wurde mit dem Auftauchen der Retroviren wie zum Beispiel HIV und ihre reverse Transkriptase widerlegt.
- Das Licht braucht den Äther als Trägermedium.
  - Die Ätherlehre wurde am Anfang des 20.Jahrhunderts durch genaue Messungen der Lichtgeschwindigkeit abgeschafft.
- Leben entsteht immer wieder neu. (Heuaufgusstheorie)
  - Leben entsteht immer durch Zeugung anderer Lebewesen.
  - Nur am Anfang des Lebens auf der Erde ist das Leben aus dem Unbelebten neu entstanden.
- Organische Stoffe können nicht aus anorganischen hergestellt werden - es wird eine Art "Lebenskraft", die "Vis Vitalis" benötigt.
  - Durch Friedrich Wöhlers erfolgreiche Harnstoffsynthese wiederlegt.
- Phlogiston (griechisch phlogistós – verbrannt) oder Caloricum ist eine hypothetische Substanz, von der man im späten 17. und 18. Jahrhundert glaubte, dass sie allen brennbaren Körpern bei der Verbrennung entweicht, sowie bei Erwärmung in sie eindringt.
  - Die Phlogiston-Theorie wurde Ende des 18. Jahrhunderts von Antoine Lavoisier durch die Oxidationstheorie abgelöst. Er untersuchte die Gewichtsveränderung verschiedener Stoffe bei Oxidation bzw. Reduktion und entdeckte, dass das gerade entdeckte Element Sauerstoff dabei die entscheidende Rolle spielt.

Historisches Ereignis, aber kein Naturgesetz


- Der genetische Code gilt für alle Lebewesen gleichermaßen.
  - Die Aussage ist wahr, beruht aber auf einem historisch einmaligen Ereignis (der Evolution des genetischen Codes), nicht auf einer Gesetzmäßigkeit.
- Der Mensch und der Affe haben gemeinsame Vorfahren.
  - Die Aussage ist ebenfalls wahr, gilt aber nur für die genannten Arten (Mensch und Affe) und kann daher kein Gesetz mit universeller Gültigkeit sein.

Mathematischer Lehrsatz, aber kein Naturgesetz

Viele mathematische Sätze enthalten wichtige Aussagen, die in der Naturwissenschaft und anderswo genutzt werden. So ist der Satz korrekt: Die Winkelsumme im Dreieck in der Ebene beträgt 180 Grad. Nach allgemeiner Meinung ist er allerdings ein mathematischer Lehrsatz, der auf gewissen Grundaxiomen der Geometrie beruht. Er ist aber kein Naturgesetz.

Offene Fragen

Es gibt Aussagen in der Naturwissenschaft, die zwar Grundlage vieler Überlegungen sind, die bis jetzt aber nicht sinnvoll überprüft werden können. Ein wichtiges Beispiel ist die Frage nach der eigenständigen Existenz von Information. Die allgemeine Meinung besagt, Information ohne Informationsträger gibt es nicht.

Naturrecht

Auch die Moralphilosophie oder Naturrechtswissenschaft verwendet den Begriff des Naturgesetzes. So besteht das spezifisch für die menschliche Vernunft- und Gewissensnatur erkennbare Naturgesetz nach Johannes Messner "nicht in einem unveränderlich für alle Zeiten gleichen Moralkodex, vielmehr in den das vollmenschliche Sein bedingenden und den Menschen verpflichtenden Grundwerten oder Grundprinzipien, die nur in ihrem allgemeinen Gehalt unveränderlich und nur insoweit absolute Geltung besitzen, als sie dem unveränderlichen und selbst einen absoluten Wert darstellenden Grundwesen der Personnatur des Menschen entsprechen." Nach Messner drängt das durch den Sündenfall jedoch verwundete menschliche Naturgesetz zur Verwirklichung des Menschen zu seinem wahren Selbst, d. h. zu einer gewissenhaften Selbst-Verwirklichung, immer mehr der zu werden, der man sein soll, in Folge der Wirkweise des Naturgesetzes in Vernunfteinsicht und Gewissensurteil. Dies unterscheidet das menschliche Naturgesetz vom rein instinktiven oder technisch-fachwissenschaftlich (und daher nicht philosophisch verstandenen) Naturgesetz.

Weblinks


- http://www.thur.de/philo/physgesetz.htm - Wissenschaftsphilosophischer Text zu "Physikalischen Gesetzen"
- http://www.gottwein.de/Grie/VSAtomLit02.htm - Heisenberg Texte zum Thema
- http://www.falter.at/heureka/archiv/01_6/08.php - sechs Meinungen zum Thema Kategorie:Wissenschaftstheorie ja:物理法則

17. Jahrhundert

Das 17. Jahrhundert begann am 1. Januar 1601 und endete am 31. Dezember 1700. Es ist die Epoche der Neuzeit (Frühe Neuzeit).

Persönlichkeiten


- Francis Bacon, englischer Philosoph
- Oliver Cromwell, englischer Politiker
- René Descartes, Philosoph und Mathematiker
- Galileo Galilei, Wissenschaftler
- Thomas Hobbes, Philosoph
- Jan Amos Komenský, Theologe und Pädagoge
- Gottfried Leibniz, Philosoph und Mathematiker
- John Locke, englischer Philosoph
- Claudio Monteverdi, Komponist
- Isaac Newton, Physiker und Mathematiker
- Blaise Pascal, Theologe, Mathematiker und Philosoph
- Franz von Sales, Bischof und Heiliger
- Heinrich Schütz, Komponist
- William Shakespeare, Dramatiker
- Baruch Spinoza, Philosoph
- Rembrandt van Rijn, Maler

Anderes


- Barock, von 1550 - 1750
- Dreißigjähriger Krieg von 1618 - 1648
- Pfälzischer Erbfolgekrieg, 1688 - 1697: Leitet die Machtverlagerung von Frankreich zu Großbritannien ein.

Erfindungen und Entdeckungen


- Isaac Newton entwickelt den Differentialkalkül und legt die Grundlagen der klassischen Mechanik.
- Erste Messung der Lichtgeschwindigkeit, 1676.
- Flaschenkorken ermöglichen die Lagerung von Wein in Flaschen. 01-17 ! ja:17世紀 ko:17세기

Experiment

Ein Experiment (lateinisch: experimentum = Versuch, Beweis, Prüfung, Probe) im Sinne der Wissenschaft ist ein methodisch aufgebauter Versuch zur zielgerichteten Untersuchung einer unter definierten Bedingungen reproduzierbar hervorgerufenen Erscheinung. Das Experiment ist neben der genauen Beobachtung die wichtigste wissenschaftliche Methode, um etwas über die Realität zu erfahren. Neben der Funktion in der Wissenschaft, in der es auf Galileo Galilei zurück geht, sind Experimente eine didaktische Methode. In den Sozialwissenschaften werfen Experimente besondere Probleme der "angewandten Ethik" auf.

Beobachtung und Experiment

Das Experiment unterscheidet sich von der reinen Beobachtung dadurch, dass zunächst eine genau definierte Situation präpariert wird. Anschließend wird das Verhalten des präparierten Systems beobachtet beziehungsweise gemessen. Es dient der Überprüfung einer Behauptung (These/Hypothese) und kann diese stützen oder widerlegen. Das Experiment hängt mit der Beobachtung zusammen, ist mit ihr aber nicht identisch. Das Experiment erlaubt nicht nur das zu studieren, was sofort ins Auge fällt, sondern auch das, was oft in der Tiefe der Erscheinung nicht offensichtlich zum Ausdruck kommt. Das Experiment hat eine ganze Reihe von Vorzügen gegenüber der reinen Beobachtung. Karl Marx äußerte sich zu Beobachtung und Experiment wie folgt: "Der Physiker beobachtet Naturprozesse entweder dort, wo sie in der prägnantesten Form und von störenden Einflüssen mindest ungetrübt erscheinen, oder, wo möglich, macht er Experimente unter Bedingungen, welche den reinen Vorgang des Prozesses sichern". Folgt man Karl Poppers kritischem Rationalismus, lassen sich (Hypo-)Thesen grundsätzlich nicht beweisen (verifizieren), sondern nur widerlegen (falsifizieren). Widerlegt das Experiment die Hypothese nicht, kann dies jedoch als Stützung der Hypothese aufgefasst werden. Siehe auch: Falsifizierbarkeit. Von einem Experiment wird gefordert, dass es quantifizierbare Ergebnisse liefert, und dass es wiederholbar ("reproduzierbar") und objektiv ist, das heißt, dass dasselbe Ergebnis resultiert, wenn es von verschiedenen Personen, an verschiedenen Orten und/oder zu verschiedenen Zeiten wiederholt wird. Dabei ist auszuschließen (was oft nicht genügend beachtet wird), dass die Erwartungen des Experimentators einen Einfluss auf das Ergebnis des Experiments haben. Erforderlich ist für die Reproduzierbarkeit das Versuchsprotokoll, das meist in einem Laborjournal geführt wird. Das biologische Experiment gestattet beispielsweise durch variieren der Versuchsbedingungen nicht nur, nahezu exakt den Charakter der determinierenden Einwirkungen auf einen zu untersuchenden Prozess zu bestimmen, sondern auch diejenigen Prozesse zu beschleunigen oder zu verlangsamen und damit der Untersuchung zugänglich werden zu lassen, die im natürlichen Verlauf entweder extrem langsam oder zu schnell für die Auswertung des Experiments ablaufen, um hinreichend genau und vollständig fixiert zu werden. Mit der Entwicklung von Wissenschaft und Produktionsinstrumenten erlangte das Experiment nicht nur immer größere Bedeutung für die Gesellschaft, sondern es änderte damit auch seinen Charakter. Unterschiede gibt es zwischen Experimenten in den Naturwissenschaften und der Technik. Die Experimente in der Naturwissenschaft sind kausal orientiert und betrachten somit die Beziehung zwischen Ursache und Wirkung. Experimente in der Technik sind finalorientiert und betrachten somit die Beziehung zwischen Zweck und Mittel. Gedankenexperimente sind Experimente, die nicht wirklich ausgeführt werden, sondern nur zur Klärung eines Sachverhaltes dienen. Zuweilen wird es später möglich, das Gedankenexperiment als reales Experiment zu überprüfen. Siehe auch: Experimentum Crucis

Berühmte Experimente


- Galileo Galilei - Versuche zum freien Fall.
- Otto von Guericke (1663) Magdeburger Halbkugeln (Effekte des Luftdrucks.)
- Millikan-Versuch zur Messung der Elementarladung von Robert Andrews Millikan
- Cavendish - Experiment zur Messung der Gravitationskonstante
- Michael Faraday - Versuchsreihe zu Elektrizität und Magnetismus
- Michelson - Morley-Experiment zur Messung der Unabhängigkeit der Lichtgeschwindigkeit von der Bewegung der Erde
- Uranspaltung von Otto Hahn und Lise Meitner
- Schwärzung eine Films durch Radioaktivität (Becquerel)
- Kreuzungsversuche mit Erbsen von Gregor Mendel
- Iwan Pawlows Experiment der Konditionierung von Hunden (bedingter Reflex)
- Miller-Urey-Experiment Urzeugung von Leben, Aminosäuren aus Uratmosphäre
- Stanford-Prison-Experiment Experiment zur Untersuchung menschlichen Verhaltens durch Zimbardo
- Stanley Milgrams Experiment der Manipulierbarkeit und Aggressionsbereitschaft (Milgram-Experiment)
- Psychologisches Experiment zu Inattentional Blindness (Blindheit wegen Unaufmerksamkeit) von Simons und Chabris Siehe auch: Naturwissenschaft

Ohne Experimente


- Eine Naturwissenschaft, die weitgehend auf Experimente verzichten muss, wenn man von Experimenten zur Verbesserung der Beobachtung absieht, ist die Astronomie.
- Lange Zeit war die Biologie eine rein beschreibende Wissenschaft. Das gilt für die heutige Biologie nicht mehr.
- Auch in den Geistes- und Sozialwissenschaften gibt es Experimente, zum Beispiel in der Psychologie, Beispiel: das Milgram-Experiment. Die Mehrzahl der Geisteswissenschaft ist allerdings typischerweise nichtexperimentell begründet, beispielsweise die Geschichtswissenschaft. In der Archäologie werden auch experimentelle Methoden eingesetzt, zum Beispiel um das frühe Transportwesen zu überprüfen (Thor Heyerdahl) oder den Bau bestimmter Gegenstände nachzubilden.

Das Experiment in der Kunst

Auch in verschiedenen Gattungen der Kunst spielt das Experiment teils eine wichtige Rolle, mit ähnlichen Zielsetzungen wie in der Wissenschaft. Teilweise gibt es sogar Überschneidungen: So stellten die fotografischen Untersuchungen von Bewegungen, die Eadweard Muybridge anstellte, sowohl ein wissenschaftliches als auch ein künstlerisches Experiment dar. Ähnlich verhielt es sich zuvor schon mit Erfindungen von Leonardo da Vinci. Im Gegensatz zum wissenschaftlichen Experiment ist das künstlerische nicht unbedingt reproduzierbar. Es soll dazu dienen, neue Möglichkeiten des Ausdrucks, des Mediums zu finden, Dinge auf eine Weise zu sehen oder zu tun, wie sie zuvor nicht gesehen oder getan wurden. Die Kreativität ermöglicht, neue Formen, Kombinationen, Perspektiven zu entwickeln. Es stellt also in ähnlicher Weise Grundlagenforschung dar. Das künstlerische Experiment kann dabei auch scheitern, etwa an eigenen Ansprüchen oder Ablehnung des Publikums (Kunstbegriff). Beispiele finden sich im Experimentalfilm, in Teilen der zeitgenössischen Kunst, in der avantgardistischen oder Neuen Musik, aber auch in der Literatur. In der Postmoderne tragen auch Teile des Mainstreams experimentelle Elemente in sich (etwa im Musikvideo). Gleichzeitig werden dezidiert experimentelle Werke von einem Grossteil des Publikums zurückgewiesen (Kulturindustrie) und kämpfen mit finanziellen Schwierigkeiten, Ausnahmen wie Kubricks Film 2001: Odyssee im Weltraum sind selten.

Literatur


- Manfred Achilles: Historische Versuche der Physik. Funktionsfähig nachgebaut. ISBN 3-925831-14-2
- Steven Schwartz: Wie Pawlow auf den Hund kam. Die 15 klassischen Experimente der Psychologie. ISBN 3407851022 (ist gleichzeitig eine sehr gute praxisbezogene Einführung in die Psychologie)
- Klaus Hentschel: Mythen um berühmte Experimente und Experimentatoren: Das Märchen vom Zauberer im weißen Kittel. Physik in unserer Zeit 34(5), S. 225 - 231 (2003), ISSN 0031-9252

Siehe auch

Messung, Test, Laborjournal, Quasi-Experiment, Experimentierkasten

Weblinks


- [http://www.bio-faqs.de/ts_downl/CH-AB-Versuchsprotokoll.pdf Inhalte eines einfachen Versuchsprotokolls]
- [http://www.netchemie.de Einfache Chemie Experimente für zu Hause]
- [http://www.hunkinsexperiments.com/ Hunkin`s Experiments Homepage]
- [http://testexperiment.stangl-taller.at/dasexperiment.html Hypertext zum Experiment in der Psychologie]
- [http://www.experimentalpsychologie.de Einführung in die Experimentalpsychologie und Testentwicklung] Kategorie:Empirie ja:実験 simple:Experiment

Chemiker

Chemiker sind Naturwissenschaftler, die sich mit Chemie befassen.

Ausbildung zum Chemiker in Deutschland

In der Bundesrepublik Deutschland ist an etwa 50 Hochschulen das Studium der Chemie möglich. Es beginnt mit einem viersemestrigen Grundstudium, das mit der nicht berufsqualifizierenden Vordiplom-Prüfung abgeschlossen wird. Nach dem Hauptstudium folgen die meist mündlichen Diplomprüfungen und die sechs- bis neunmonatige Diplomarbeit. Danach ist eine - meistens mehrere Jahre dauernde - Promotion zum Doktor der Naturwissenschaften (Dr. rer. nat.) möglich und wird derzeit von ca. 87% aller in einem Absolventenjahrgang in Deutschland diplomierten Chemiker begonnen. Die Gesellschaft Deutscher Chemiker (GdCh), die Fachorganisation der Chemiker in Deutschland, hat knapp 27.000 Mitglieder.

Bedeutende Chemiker aus der ganzen Welt

Chemie ist eine der fünf Disziplinen in denen seit 1901 der Nobelpreis vergeben wird. Zu den Nobelpreisträgern für Chemie zählen unter anderem Marie Curie, Ernest Rutherford und Otto Hahn .

Sortierte Listen bedeutender Chemiker


- Bedeutende Chemiker chronologisch nach Geburtsdatum sortiert
- Bedeutende Chemiker alphabetisch sortiert
- Bedeutende Chemiker nach Fachgebieten geordnet und alphabetisch sortiert ! ja:化学者

Robert Boyle

Robert Boyle (
- 25. Januar 1627 auf Schloss Lismore, Irland, † 30. Dezember 1691 in London) war ein englischer Naturforscher. Er war Mitbegründer des modernen Elementbegriffs, der modernen Physik und Chemie, sowie der auf detailliert veröffentlichten Experimenten beruhenden Naturwissenschaften allgemein. Er entdeckte den nach ihm benannten Zusammenhang zwischen Druck und Volumen eines Gases.

Lebenslauf

Robert Boyle wurde am 25. Januar 1627 auf Schloss Lismore im County Waterford im Süden Irlands geboren. Mit acht Jahren wurde er zur Schule in das Eton College geschickt. Als Zwölfjähriger ging er nach Genf, später nach Florenz. Dort studierte er Werke Galileo Galileis, der 1642 bei Florenz gestorben war. Nach dem Tod seines Vaters lebte er nach 1644 in seinem Landsitz in Stalbridge, 1655 ließ er sich in Oxford nieder, 1668 in London. Da Boyle vermögend war, musste er keinem Broterwerb nachgehen, sondern konnte sich ganz naturwissenschaftlichen Studien widmen. Robert Boyle starb am 30. Dezember 1691 in London. Auf seinem Grabstein soll er als "Vater der Chemie und Onkel des Earl of Cork" bezeichnet worden sein. Robert Boyle war ein Bruder des englischen Staatsmannes Roger Boyle.

Persönliches

Boyle war groß und schlank. Er hatte keine robuste körperliche Verfassung, sondern litt eher an seiner schwachen Gesundheit, und ab etwa einem Alter von 62 Jahren musste er sich zunehmend aus dem öffentlichen Leben zurückziehen. Er war nie verheiratet und lebte ab 1668 mit einer seiner Schwestern zusammen.

Forschergemeinschaften

Boyle war Mitglied in der Gruppe "Invisible College" in Oxford, aus der die Royal Society in London hervorging, in der er auch Gründungsmitglied war.

Bedeutende Leistungen

Gesetz von Boyle und Mariotte und andere Gaseigenschaften

Robert Boyle verbesserte zusammen mit Robert Hooke die Luftpumpe, und nach ihrer Vollendung 1659 begann er eine Reihe von Experimenten über die Eigenschaften der Luft. Dabei entdeckte er, dass - bei konstanter Temperatur (isotherm) - Druck und Volumen umgekehrt proportional zueinander sind: V = const
- 1/p oder p
- V = const (mit p = Druck, V = Volumen). Dieses Gesetz, das Boyle 1662 veröffentlichte und das 1676 unabhängig auch von Edme Mariotte gefunden wurde, gilt für alle idealen Gase. Es ist ein Spezialfall des allgemeinen Gasgesetzes. Boyle zeigte auch, dass Schall sich im Vakuum nicht ausbreiten kann.

Fallgesetz

Indem er mithilfe seiner Pumpe ein Vakuum herstellte, konnte Robert Bolye 1659 das von Galileo Galilei aufgestellte Gesetz bestätigen, dass alle Körper mit derselben Geschwindigkeit zu Boden fallen, wenn man den Luftwiderstand vernachlässigen kann (siehe freier Fall).

Elementbegriff und Analytische Chemie, Naturphilosophie

Für Boyle war Chemie die Wissenschaft der Zusammensetzung der Substanzen und er trug zum heutigen Verständnis der chemischen Elemente als die (chemisch) unzerlegbaren Bausteine der Materie bei. Da er den Unterschied zwischen Gemisch und Verbindung erkannte, konnte er beträchtliche Fortschritte in der Bestimmung der Bestandteile machen, ein Prozess, den er "Analyse" nannte, so dass er als Mitbegründer der Analytischen Chemie gelten kann. 1660 konnte er zeigen, dass eine Maus in einer geschlossenen Kammer, in der eine Kerze brennt, in dem selben Augenblick stirbt, wie die Kerze erlischt. Dem dafür verantwortlichen Sauerstoff(mangel) kam man allerdings erst um 1770 auf die Spur. Der experimentell arbeitende Boyle lehnte die auf Aristoteles zurückgehende Lehre der vier Elemente - Erde, Luft, Feuer und Wasser - ab, ebenso die Lehre des Paracelsus über die drei Prinzipien (Salz, Schwefel, Quecksilber). So wurde der auch als Naturphilosoph bezeichnete Boyle mit zum Wegbereiter der modernen Chemie, auch wenn er selbst noch alchimistische Bestrebungen der Elementumwandlung verfolgte. Sein Hauptwerk "The Sceptical Chymist" (als Der skeptische Chemiker auch auf Deutsch erschienen) wurde 1661 veröffentlicht. Boyle war ein tief religiöser Mann, er vertrat die Meinung, dass Wissenschaft und Glaube sich nicht ausschließen.

Werke


- The Sceptical Chymist (1661, dt. Der skeptische Chemiker, ISBN 3-8171-3229-8)

Weblinks


- Boyle, Robert Boyle, Robert Boyle, Robert Boyle, Robert Boyle, Robert Boyle, Robert ja:ロバート・ボイル

Jöns Jacob Berzelius

Jöns Jakob Berzelius (
- 20. August 1779 in Väversunda, Östergötland, Schweden); † 7. August 1848 in Stockholm) war ein schwedischer Chemiker. Er gilt als Begründer der modernen Chemie. Berzelius verlor im Alter von vier Jahren seinen Vater. Er studierte von 1796 an Medizin an der Universität Uppsala, wo er 1802 eine Abschlussarbeit über die Effekte von galvanischer Elektrizität auf Patienten anfertigte, die allerdings keinen praktischen Nutzen zeigte. Seine ersten chemischen Erfahrungen sammelte er durch die Analyse von Mineralwässern. Dies führte zu einer unbezahlten Stelle am Kolleg für Medizin in Stockholm, wo er im Hause von Wilhelm Hisinger, einem reichen wissenschaftlichen Amateur, wohnte und mit ihm zusammen elektrochemische Studien durchführte. Berzelius beschwerte sich jedoch später, Humphry Davy habe davon den meisten Vorteil gehabt. 1807 wurde er Professor der Medizin und Pharmazie in Stockholm und begann seine umfassenden Untersuchungen zu chemischen Verbindungen. 1808 wurde er Mitglied der königlichen Akademie der Wissenschaften in Stockholm. 1835 wurde er Baron. 1815 bekam er eine Professur für Chemie am Karolinska Institutet, welche er bis 1832 innehatte. Dort gelangte er zur Meisterschaft in allen damaligen chemischen Disziplinen. Er publizierte im Jahr 1818 eine Tabelle der Atomgewichte, begründete die chemische Elementaranalyse und führte die auch heute gebräuchliche Symbolschreibweise ein: Die Elemente werden durch den oder die beiden Anfangsbuchstaben des lateinischen Namens des Elementes gebildet, z.B.:
- H für Wasserstoff (hydrogenium),
- O für Sauerstoff (oxygenium),
- Fe für Eisen (ferrum),
- Au für Gold (aurum) und
- Hg für Quecksilber (hydrargyrum). Quecksilber Berzelius führte grundlegende Begrifflichkeiten der organischen Chemie ein und prägte unter anderem die Begriffe Allotropie, Isomerie und Katalysator. Bei der Entwicklung neuer - heute klassischer - Techniken und Analysegeräte war er federführend (Wasserbad, Desiccator, Filterpapier etc.). Zudem gehen auf ihn Bestimmung des Atomgewichtes sowie die Entdeckung der Elemente Cer (1803), Selen (1817), Lithium (ebenfalls 1817, zusammen mit Johan August Arfwedson) und Thorium (1828) zurück. Ganze Klassen von Verbindungen, wie die der Flusssäure, der Platinmetalle, des Tantals, Molybdäns, Vanadiums, Tellurs, die Schwefelsalze u. a., hat er entdeckt oder untersucht. Seine Experimente zur Elektrolyse in verschiedenen Lösungen führte ihn zu seiner elektrochemischen Theorie, nach der chemische Verbindungen aus zwei elektrisch unterschiedlich geladenen Komponenten bestehen. Die Mineralien, die bislang nach äußerlichen Eigenschaften eingeteilt waren, klassifizierte er nach ihrer chemischen Zusammensetzung. Der Versuch, die elektrochemische Theorie auf organische Verbindungen auszudehnen, führte zu der Theorie der Radikale (eine Atomgruppe, die als Einheit fungieren kann). Berzelius war konsequenter Empiriker und stützte seine theoretischen Arbeiten stets auf sorgfältig ausgeführte experimentelle Untersuchungen. Er veröffentlichte über 250 Schriften, sein Lärebok i kemien (Lehrbuch der Chemie), das in viele Sprachen übersetzt wurde, beeinflusste die Entwicklung der Chemie im 19. Jahrhundert ganz entscheidend. Als Persönlichkeit wurde Berzelius als sehr temperamentvoll, wenn nicht leicht reizbar beschrieben. Berzelius arbeitete eng mit seinem ehemaligen Schüler Friedrich Wöhler zusammen.

Weblinks


- Berzelius, Jöns Jakob Berzelius, Jöns Jakob Berzelius, Jöns Jakob Berzelius, Jöns Jakob Berzelius, Jöns Jakob ja:イェンス・ベルセリウス

Joseph Louis Proust

Joseph-Louis Proust (
- 26. September 1754 in Angers; † 05. Juli 1826 in Angers) war ein französischer Chemiker. Geboren als Sohn eines Apothekers absolvierte Proust zunächst selbst eine Ausbildung als Apotheker. Im Anschluss begann er in Paris ein Chemiestudium. Proust war einer der führenden Analytiker seiner Zeit und stellte nach ausführlichen Untersuchungen über Kupfercarbonat, Zinnoxide und Eisensulfide das Gesetz der konstanten Proportionen auf (siehe auch Chemische Reaktion). Außerdem isolierte er die Glucose und entwickelte die Schwefelwasserstofffällung als analytische Methode. Proust, Joseph-Louis Proust, Joseph-Louis Proust, Joseph-Louis Proust, Joseph-Louis ja:ジョセフ・プルースト

Antoine Laurent de Lavoisier

] Antoine Laurent de Lavoisier (
- 26. August 1743 in Paris; † 8. Mai 1794 ebenda) war einer der Begründer der neuzeitlichen Chemie. 1754 kam er auf die Eliteschule College Mazarin, wo Lacaille seine naturwissenschaftliche Begabung auffiel. Lavoisier studierte allerdings auf Wunsch des Vaters Jura und Naturwissenschaften. 1766 erhielt er eine goldene Medaille für die Verbesserung der Pariser Stadtbeleuchtung. 1771 heiratete er die spätere Marie Lavoisier aus reichem Hause, was es ihm ermöglichte ein großes Labor einzurichten, in dem seine Frau auch gerne experimentierte und das Laborbuch führte. Er entdeckte den Sauerstoff, die Oxidation und die chemische Verbindung des Wassers. Seine Forschung widerlegte die bis dahin gültige Phlogistontheorie. 1789 stellte er das Prinzip der Massenerhaltung fest: :Nichts wird bei den Operationen künstlicher oder natürlicher Art geschaffen, und es kann als Axiom angesehen werden, dass bei jeder Operation eine gleiche Quantität Materie vor und nach der Operation existiert. Dies gelang ihm durch die Verwendung für die damalige Zeit sehr genauer Instrumente wie zum Beispiel die im selben Jahr entwickelte Vorrichtung zur Speicherung von größeren Gasmassen, die das Gasgewicht bis auf eine Genauigkeit von 50 Milligramm wiegen konnte. Er benannte die Vorrichtung gazometre - heute auch als Gasometer bekannt. Er spielte eine wichtige Rolle bei der Einführung des metrischen Systems. Als ehemaliger Steuerpächter wurde Lavoisier während der Französischen Revolution als Erpresser angeklagt und am 8. Mai 1794 auf der Guillotine hingerichtet.

Werke


- A. Lavoisier: Traité élémentaire de Chimie. Paris 1789

Literatur


- D. McKie: Antoine Lavoisier - Scientist, Economist, Social Reformer. London 1952, Seite 214 f.

Weblinks


- [http://www.wiener-gasometer.at/de/personen/antoinie_laurent_de_lavoisier/ Die Erfindung des Gasometers von Antoine Laurent de Lavoisier] Lavoisier, Antoine Laurent de Lavoisier, Antoine Laurent de Lavoisier, Antoine Laurent de Lavoisier, Antoine Laurent de ja:アントワーヌ・ラヴォアジエ ko:앙투안 라부아지에 ms:Antoine Lavoisier

Justus von Liebig

Justus von Liebig (
- 12. Mai 1803 in Darmstadt; † 18. April 1873 in München) war ein deutscher Chemiker.

Lebenslauf

Chemiker Justus von Liebig wurde als Sohn eines Droganisten und Farbenhändlers geboren. Schon früh experimentierte er mit den Materialien, die er in der Werkstatt seines Vaters vorfand, und entwickelte dadurch eine starke Neigung zur Chemie. Auch die chemischen Experimente, die von Schaustellern auf Jahrmärkten vorgeführt wurden, weckten sein Interesse, insbesondere die Herstellung von Knallerbsen, bei der er das Knallquecksilber erstmals kennen lernte. Den Besuch des Gymnasiums in Darmstadt beendete er schon in der Sekunda. Einer seiner Lehrer bewertete seine intellektuellen Fähigkeiten mit den Worten: "Du bist ein Schafskopf! Bei Dir reicht es nicht mal zum Apothekenlehrling." Tatsächlich brach Liebig eine Apothekerlehre in Heppenheim vorzeitig ab, da sie seinen Vorstellungen nicht entsprach. Er kehrte nach Darmstadt zurück und half seinem Vater in der Werkstatt. Nebenher besuchte er oft die großherzogliche Bibliothek, um sich in der Chemie als Autodidakt aus Büchern und durch private Untersuchungen fortzubilden. Durch Vermittlung seines Vaters begann Justus im Herbst 1819 ein Chemiestudium in Bonn bei Prof. Karl Wilhelm Gottlob Kastner, der sein Talent schnell erkannte und ihn als Assistenten in seinem Labor beschäftigte. In Bonn war u.a. der Darmstädter Chemiker und Pharmazeut Christian Merck sein Kommilitone. Als Kastner 1821 einen Ruf an die Universität Erlangen annahm, folgte ihm Liebig, begann dort seine Doktorarbeit "Über das Verhältnis der Mineralchemie zur Pflanzenchemie" und schloss sich dem Corps Rhenania an. Allerdings nahm Liebig im März 1822 an Demonstrationen der freiheitlich gesinnten Studenten gegen die Obrigkeit teil. Als Folge davon wurde er von der Polizei gesucht und musste nach Hause fliehen. Sein Lehrer Prof. Kastner erwirkte wenig später durch seine Fürsprache und Empfehlung beim Großherzog Ludwig I. von Hessen-Darmstadt, dass dieser Liebig ein Stipendium zum Studium an der Pariser Universität Sorbonne bewilligte, damals ein führendes Zentrum der Chemie. Hier lernte er bei den Professoren Joseph Louis Gay-Lussac, Thénard und Vauquelin den damals fortschrittlichsten Chemie-Unterricht kennen. Bald trat er mit eigenen Arbeiten über Knallquecksilber hervor, wodurch der berühmte Naturforscher Alexander von Humboldt auf ihn aufmerksam wurde. Auf Grund von dessen Empfehlung an den hessischen Großherzog wurde der erst 21-jährige Liebig im Mai 1824 außerordentlicher Professor für Chemie und Pharmazie an der Universität Gießen; ein Jahr später wurde er ordentlicher Professor. Seine Arbeitsbedingungen waren anfangs erbärmlich: Sein Gehalt war gering, und für Geräte, Chemikalien, Kohle usw. erhielt er nur minimale Zulagen. So musste er viele dringend benötigte Apparate und Materialien aus der eigenen Tasche bezahlen, um überhaupt lehren zu können. Trotzdem fand er bei den Gießener Studenten auf Grund seiner Lehrmethoden schnell großes Interesse und Zulauf. Um seine finanziellen Probleme zu mildern, betrieb er nebenberuflich von 1827 bis 1833 ein privates Institut für Pharmazie und technisches Gewerbe, in dem er zusammen mit den Professoren Umpfenbach, Wernekink und Schmidt Apothekengehilfen und zukünftige Leiter der technischen Gewerbe ausbildete. Seine Lehrmethode, seine Entdeckungen und Schriften machten ihn bald in ganz Europa bekannt und berühmt mit der Folge, dass neben vielen Deutschen auch zahlreiche Ausländer, darunter 84 Engländer und 18 Amerikaner, nach Gießen kamen, um Liebigs Vorlesungen über Chemie und Pharmazie zu hören. 1845 wurde er für seine Verdienste mit dem Titel Freiherr geadelt. Freiherr Berufungen an die Universitäten Reval 1827, Göttingen 1835, St. Petersburg 1839, Wien 1841, London 1845 und Heidelberg 1851 lehnte er ab, konnte aber jedes Mal durch Bleibeverhandlungen mit dem zuständigen Ministerium seine finanzielle und berufliche Situation verbessern. Als dann allerdings die Universität München durch Professor Max von Pettenkofer wegen einer Berufung bei ihm sondierte, König Maximilian I. von Bayern ihn persönlich einlud und ihm in einer Privataudienz den Bau eines neuen Chemischen Instituts mit daneben liegendem Wohnhaus für Liebig anbot und ihm weit gehende Freiheit in Lehre und Forschung zusicherte, konnte er nicht widerstehen: Er nahm die Berufung an und lehrte ab 1852 in München. Hier wurde er von vielen wissenschaftlichen Vereinigungen im In- und Ausland zum korrespondierenden oder Ehrenmitglied ernannt und erhielt zahlreiche Ehrungen und Orden von regierenden Herrschern der ganzen Welt. Als er den Superphosphat-Dünger entwickelte, war er Mitbegründer der Bayerischen Aktiengesellschaft für chemische und landwirtschaftlich-chemische Fabrikate (BAG), welche ihr Werk in Heufeld (Bayern) hatte und noch heute unter dem Namen Süd-Chemie existiert. Am 15. Dezember 1859 wurde er zum Präsidenten der Bayerischen Akademie der Wissenschaften ernannt. Dieses Amt bekleidete er bis zu seinem Tod. 1870 wurde er zum Ehrenbürger der Stadt München ernannt. Liebig starb am 18. April 1873 in München an einer Lungenentzündung und wurde unter großer Anteilnahme der Bevölkerung am 21. April auf dem Münchner Waldfriedhof an der Fürstenrieder Straße zu Grabe getragen. In den Folgejahren wurden ihm in vielen Städten Deutschlands Denkmale errichtet, u. a. in München auf dem Maximiliansplatz, in Darmstadt auf dem Luisenplatz und in Gießen an der Ostanlage. Sein Grab ist heute auf dem Münchner Südfriedhof im Glockenbachviertel zu finden. Die Universität Gießen wurde später nach ihm in Justus-Liebig-Universität benannt. Liebig ist der Vater des Mediziners Georg von Liebig. Mit seiner Frau Henriette Moldenhauer, die er 1826 geheiratet hatte, hatte Liebig fünf Kinder. Zu seinen Nachfahren gehören der Genetiker Max Delbrück und die Frauenrechtlerin Agnes von Zahn-Harnack.

Werk

Liebig begann seine wissenschaftliche Tätigkeit in Gießen mit der Untersuchung hessischer und bayerischer Heilquellen und deren Nutzbarmachung für die Salzgewinnung. Dabei stellte er schnell fest, dass die damaligen Analysenmethoden sehr langwierig waren und vergleichsweise ungenaue Ergebnisse lieferten. Salzgewinnung Es gelang ihm in jahrelangen Versuchen, die Analysengeräte zu vervollkommnen, vor allem aber die Elementaranalyse, d. h. die Ermittlung der elementaren Zusammensetzung von tierischen und Pflanzenteilen durch den von ihm 1831 entwickelten Fünf-Kugel-Apparat (Bild) und weitere Änderungen wesentlich zu vereinfachen und zu beschleunigen. Er, seine Mitarbeiter und Studenten untersuchten in der Folgezeit Hunderte von Pflanzen und Pflanzenteilen und viele Organe und Produkte von Tieren auf ihre Zusammensetzung und veröffentlichten ihre Ergebnisse. Damit begründeten sie praktisch die Organische Chemie, weil vor ihnen niemand derart viele exakte und jederzeit nachprüfbare Untersuchungen hatte durchführen können. Zusammen mit seinem Freund Professor Friedrich Wöhler, der den Lehrstuhl für Chemie und Pharmazie in Göttingen innehatte, entwickelte er 1832 die Radikaltheorie, welche die Vielzahl von Stoffen erklärt, die nur aus Wasserstoff, Sauerstoff und Kohlenstoff bestehen. Ebenfalls mit Wöhler entdeckte er am Beispiel des Knallsilbers einerseits und des Silbercyanats andererseits die Isomerie, d. h. den Umstand, dass zwei verschiedene Stoffe die gleiche Zusammensetzung aber unterschiedliche Struktur und Eigenschaften haben können. Sein Hauptinteresse während seiner Gießener Zeit galt der Förderung der Landwirtschaft mit dem Ziel, die zum Teil verheerenden Hungersnöte der damaligen Zeit – er hatte 1813/14 selbst eine erlebt – zu verhindern. Seine Erkenntnisse auf diesem Gebiet fasste er 1840 und 1842 in seinen Werken Die organische Chemie in ihrer Anwendung auf Agricultur und Physiologie, kurz Agriculturchemie genannt, und Die Thierchemie oder die organische Chemie in ihrer Anwendung auf Physiologie und Pathologie zusammen. Diese beiden Bücher erregten ungeheures Aufsehen, nicht nur bei Wissenschaftlern, sondern bei allen Gebildeten seiner Zeit. Die Agrikulturchemie, in der er die Mineraldüngung propagierte und ihre Bedeutung für Qualität und Ertrag der Pflanzen erklärte, erlebte 9 Auflagen und wurde überdies in 34 Sprachen übersetzt. 1842 In seinem Privatlabor widmete er sich 1846 - 1849 u. a. der Entwicklung eines wasserlöslichen Phosphatdüngers zusammen mit seinen englischen Schülern Edward Frankland und Sheridan Muspratt. Das Ergebnis war das so genannte Superphosphat, das auch heute noch der weltweit meist verwendete Phosphatdünger ist. Der Dünger verbesserte die Ernte und dadurch die Nahrungsversorgung der zweiten Hälfte des 19. Jahrhunderts außerordentlich. Liebig erlangte durch seine Forschungen im Gießener Institut, durch seine bahnbrechenden Lehrmethoden, insbesondere seine Experimentalvorlesungen, und durch seine Veröffentlichungen auf dem Gebiete der Chemie, der Pharmazie, der Physiologie und der Landwirtschaft weltweite Anerkennung. Sein Gießener Laboratorium wurde zum Mekka für die Chemiker aus aller Herren Länder. In München bezog er ein ganz nach seinen Wünschen gebautes Wohnhaus und das daneben liegende Chemische Institut. Er hielt in den Folgejahren auch hier Vorlesungen vor den Studenten, dies aber in stark reduziertem Ausmaß. Den Hauptteil der Vorlesungen und Praktika überlies er nun seinen Assistenten. Als die Tochter seines Freundes Sheridan Muspratt 1852 in seinem Haus an Cholera erkrankte, brachte ihn das auf die Idee, ein "Fleischinfusum" zu entwickeln, mit dessen Hilfe Personen mit schweren Magen- und Darmerkrankungen vor dem Tod gerettet werden konnten. Aus diesem Infusum hat er später den Fleischextrakt entwickelt. Fleischextrakt Außerdem arbeitete er an der Entwicklung eines Silberspiegels anstelle der bis dahin üblichen, aber die Gesundheit gefährdenden Quecksilberspiegel. Die von ihm 1858 veranlasste Produktion der Spiegel musste jedoch nach wenigen Jahren eingestellt werden, weil die Bevölkerung die Quecksilberspiegel bevorzugte. Erst als diese 1886 wegen ihrer Giftigkeit verboten wurden, ging man allgemein zur Silberspiegelfabrikation über. Die Ernährung der Babys basierte damals ausschließlich auf der Muttermilch. Wenn diese aus gesundheitlichen oder anderen Gründen nicht zur Verfügung stand, musste das Baby verhungern. Liebig schuf nach längeren Untersuchungen eine Suppe für Säuglinge, wie er das Produkt nannte und in Zeitungen empfahl. Es handelte sich um einen frühen Vorläufer der heutigen Babynahrung. Viel Zeit und Arbeit investierte Justus von Liebig in die Schaffung eines chemischen Gemisches, mit dessen Hilfe man Brot backen konnte, um nicht auf die leicht verderbliche Hefe angewiesen zu sein. Zusammen mit seinem amerikanischen Schüler Eben Norton Horsford führten diese Experimente zu einem Produkt, das wir heute Backpulver nennen. In Amerika hatte Horsford mit dem backing powder großen finanziellen Erfolg. In Deutschland fand das Backpulver ab 1892 weite Verbreitung, weil August Oetker das Backpulver nicht den Bäckern zum Brotbacken, sondern den Hausfrauen zum Kuchenbacken empfahl. Die größte Publizität verschaffte Liebig die Entwicklung seines Fleischextraktes. Es war die Weiterentwicklung seines 1852 hergestellten Fleischinfusums und wurde anfangs nur in geringem Umfange in Münchner Apotheken verkauft. Erst als der deutsche Ingenieur Georg Christian Giebert 1862 von Liebig die Lizenz zur Großproduktion in Uruguay erhalten hatte, wurde "Liebigs Fleischextrakt dort in riesigen Mengen erzeugt und weltweit verkauft. Nach Liebigs Vorstellungen sollte der Fleischextrakt ein Nährmittel vor allem für die ärmere Bevölkerung sein. Der relativ hohe Preis und seine Zusammensetzung ließen dies jedoch nicht zu. Letztendlich bewährte sich der Fleischextrakt als sehr beliebte Würze für Suppen und Speisen. Der Extrakt wurde damit zum Vorläufer der heute verbreiteten Speisewürzen wie z. B. Maggi und Knorr und kann auch heute noch in Kaufhäusern erworben werden. Der Fleischextrakt wurde in Packungen mit Sammelbildern verkauft, die sich jahrzehntelang größter Beliebtheit erfreuten. Von 1873 bis 1975 erschienen über 7000 Serien dieser Liebig-Bilder. In den letzten Jahren seines Lebens beschäftigte sich Liebig mit der Physiologie der Gärung und hatte in seiner chemischen Erklärung den französischen Mikrobiologen Louis Pasteur zum erbitterten Gegner. Liebig vertrat die Auffassung, dass eine zellfreie Gärung möglich sei, während Pasteur nur an eine Gärung im Beisein von Mikroorganismus Mikroorganismen glaubte. Die Forschung hat letzten Endes beiden Recht gegeben: Es gibt eine an Mikroorganismen gebundene Gärung, z. B. die Hefegärung von Alkohol, aber auch eine zellfreie Gärung, z. B. die Muskelgärung. Liebigs wichtigste Entdeckungen: Nach Liebig ist das liebigsche Minimumsgesetz benannt. Der Liebigkühler ist nicht wie angenommen von Liebig erfunden worden sondern wurde schon weit früher eingesetzt, er wurde nur durch Liebig populär.

Einfluss

In die Geschichte eingegangen ist Justus von Liebig als der bekannteste, berühmteste und erfolgreichste Chemiker seines Jahrhunderts und als Begründer der Organischen Chemie, der Agrikulturchemie und der Ernährungsphysiologie. Durch seine intensive literarische Tätigkeit hatte er großen Einfluss auf die Entwicklung seines Fachgebietes. So war er seit 1831, gemeinsam mit Heinrich Emanuel Merck, Herausgeber der damals maßgebenden wissenschaftlichen Zeitschrift Annalen der Chemie und Pharmazie, später Liebigs Annalen der Chemie genannt. Gemeinsam mit Poggendorff gab er ein "Handwörterbuch der Chemie" und gemeinsam mit Friedrich Wöhler ein "Handbuch der organischen Chemie" heraus. Er verfasste eine "Anleitung zur Analyse organischer Körper" und vor allem viele Bücher, die sich mit der Verbesserung landwirtschaftlicher Anbau-Methoden befassten.1840 publiziert er sein grundlegendes Werk über Agrikultur-Chemie . Um die Erkenntnisse der Chemie einem breiteren Publikum nahe zu bringen, schrieb er seit 1841 so genannte "Chemische Briefe", populärwissenschaftliche Abhandlungen, die in der Augsburger Allgemeinen Zeitung in unregelmäßigen Abständen erschienen und bei den Lesern großen Anklang fanden. Darüber hinaus hat Justus von Liebig mit seinen Vorlesungen den experimentellen Unterricht in den naturwissenschaftlichen Fächern eingeführt. Durch seine Forschungen auf dem Gebiete der Analytik wurde Chemie zur exakten Wissenschaft. Er begründete eine Schule im In- und Ausland hoch angesehener Chemiker. Unter den ersten 60 Nobelpreisträgern der Chemie waren 42 Personen Nachfolger seiner Schüler.

Literatur


- Hertha von Dechend: Justus von Liebig. In eigenen Zeugnissen und solchen seiner Zeitgenossen. Mit einem Geleitwort von Willy Hartner. Verlag Chemie, Weinheim 1953
- Otto Krätz: Annäherung an ein schwieriges Genie: Justus Liebig (1803–1873) in seiner Zeit. In: Chemie in unserer Zeit. 37/6/2003, Gesellschaft Deutscher Chemiker, S. 416–423,

Siehe auch


- Liebigmuseum

Weblinks


-
- http://www.liebig-museum.de/justus.html
- http://www.weltchronik.de/bio/cethegus/Liebig.html
- http://www.woodrow.org/teachers/chemistry/institutes/1992/Liebig.html
- http://www.uni-giessen.de - Justus-Liebig-Universität
- http://www.jvls.fn.schule-bw.de/ Justus-von-Liebig-Schule Überlingen
- http://www.liebiggymnasium.de/ Justus-von-Liebig-Gymnasium Neusäß Liebig, Justus von Liebig, Justus von Liebig Liebig, Justus von Liebig, Justus von Liebig, Justus von Liebig, Justus Liebig, Justus ja:ユストゥス・フォン・リービッヒ

Wissenschaft

Wissenschaftliche Wissensbildung besteht im Kern darin, auf methodisch kontrollierte Weise "Wissen zu schaffen", das von jedem hinreichend Sachkundigem in prinzipiell allen Einzelheiten nachvollziehbar und überprüfbar ist. Sie zielt somit über gewöhnliches Alltagswissen hinaus, das auf mehr oder weniger begrenzter persönlicher Erfahrung und Intuition basiert und deswegen auf Meinungen und Überzeugungen beruht, die in ihrer Gültigkeit subjektiv beschränkt sind.

Gültigkeit

Für Kenntnisse und Erkenntnisse, die auf methodisch kontrollierte Weise erarbeitet wurden und deswegen als wissenschaftlich ausgezeichnet werden können, wird allgemeine Gültigkeit beansprucht und weithin auch akzeptiert, insbesondere dann, wenn sie aus ihrer sprachlichen Formulierung in traditionell Theorien genannten Gesamtdarstellungen logisch Handlungsanweisungen ableitbar sind, deren praktische Anwendung oder Umsetzung "in die Tat" regelmäßig zu Ergebnissen führt, die ebenfalls aus diesem Wissen logisch ableitbar sind und deswegen "vorausgesagt" oder prognostiziert werden können. Aufgrund ihrer allgemeinen Bedeutung und vor allem wegen ihrer praktischen Relevanz ist Wissenschaft mittlerweile zu einem nahezu alle Bereiche des gesellschaftlichen Lebens erfassenden, organisierten und vielfach vernetzten "wissenschaftlich-industriellen Komplex" geworden. Der heutige Wissenschaftsbetrieb gilt
- dem Erwerb von Wissen durch Forschung mit Methoden, die normativ als wissenschaftlich ausgezeichnet und allgemein als solche akzeptiert sind,
- der durchgehenden und damit nachvollziehbaren Dokumentation dieses Wissens in wissenschaftlichen Arbeiten aller Art bis hin zu ganzen Wissensgebieten in Handbüchern und Enzyklopädien sowie
- der organisierten und systematischen Weitergabe dieses Wissens in Form geeigneter Unterrichtung und Lehrbücher.

Definition des Bundesverfassungsgerichtes

Im Hochschulurteil des Bundesverfassungsgerichtes der Bundesrepublik Deutschland zur Freiheit der Wissenschaft (Artikel 5 Abs. 3 des Grundgesetzes) wird der Begriff Wissenschaft wie folgt charakterisiert: Der gemeinsame Oberbegriff "Wissenschaft" bringt den engen Bezug von Forschung und Lehre zum Ausdruck. Forschung als "die geistige Tätigkeit mit dem Ziele, in methodischer, systematischer und nachprüfbarer Weise neue Erkenntnisse zu gewinnen" (Bundesbericht Forschung III BTDrucks. V/4335 S. 4) bewirkt angesichts immer neuer Fragestellungen den Fortschritt der Wissenschaft; zugleich ist sie die notwendige Voraussetzung, um den Charakter der Lehre als der wissenschaftlich fundierten Übermittlung der durch die Forschung gewonnenen Erkenntnisse zu gewährleisten. Andererseits befruchtet das in der Lehre stattfindende wissenschaftliche Gespräch wiederum die Forschungsarbeit. Gemäß Bundesverfassungsgericht ist folglich als wissenschaftlich anzusehen und damit geschützt: [...] jede wissenschaftliche Tätigkeit, d. h. auf alles, was nach Inhalt und Form als ernsthafter planmäßiger Versuch zur Ermittlung der Wahrheit anzusehen ist. Dies folgt unmittelbar aus der prinzipiellen Unabgeschlossenheit jeglicher wissenschaftlichen Erkenntnis. (BVerfGE 35, 79 - Hochschul-Urteil) [http://www.oefre.unibe.ch/law/dfr/bv035079.html] Hinweis: In diese Definition fallen nicht Arbeiten von Journalisten oder Kriminologen.

Wissenschaftliches Arbeiten in der Gesellschaft

Wissenschaftliches Arbeiten dient der Vermittlung von Kulturgut, das sich über Jahrtausende entwickelt hat, der Grundlagenforschung, der Weiterentwicklung bestehender Ergebnisse, der Gewinnung neuer Erkenntnisse und auch der Suche nach neuen Technologien. Inhalte, Methoden und Ziele der Wissenschaft werden stets auch von außerwissenschaftlichen Faktoren beeinflusst. Die Kommunikation der Wissenschaftler untereinander und mit der Gesellschaft gewährt Inspiration und Kritik, bis hin zum Vorwurf, dass berufsmäßige Wissenschaftler für ihren Lebensunterhalt auf Finanzen der Gesellschaft, der Wirtschaft oder spezieller Gruppierungen angewiesen sind. Für die interdisziplinäre Forschung wurden in den letzten Jahrzehnten eine Reihe von (Forschungs-)Instituten geschaffen, in denen industrielle und universitäre Forschung zusammenwirken. Zum Teil verfügen Unternehmen aber auch über eigene Forschungseinrichtungen, in denen Grundlagenforschung betrieben wird. Die Arbeit der Wissenschaft ist essentielle Voraussetzung für produktive Forschung, kann aber auch in gemeinsamem Irrtum bestärken; nicht zuletzt deshalb werden wichtige Ergebnisse zuweilen von wissenschaftlichen Außenseitern erzielt. Gemeinsame Begeisterung für aktuelle Themen kann sogar die Form einer wissenschaftlichen Mode annehmen. Die Weitergabe wissenschaftlicher Erkenntnisse kann propädeutisch erfolgen.

Wissenschaftliche Einrichtungen

Ein großer Teil wissenschaftlicher Arbeit findet traditionell an Universitäten statt. Doch auch Akademien, privat finanzierte Forschungsinstitute und die Industrie finanzieren die Tätigkeit vieler Wissenschafter. Mit staatlicher Förderung stellen auch die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) oder anderer Träger den Max-Planck-Instituten, der ESA, dem CERN und anderen Groß-Forschungsprojekten die notwendigen Ressourcen zur Verfügung. In Österreich entsprechen der DFG die Forschungsfonds FWF und FFF in der Schweiz und Frankreich die Nationalen Forschungsfonds. Andere Fonds werden z.B. von Großindustrien oder dem Europäischen Patentamt dotiert. Der für Wissenschafter so zentrale Austausch mit anderen Forschern erfolgt durch Wissenschaftliche Veröffentlichungen und bei Fachkonferenzen, bei Kongressen der internationalen Dachverbände und scientific Unions (z.B. IUGG, COSPAR, IUPsyS, ISWA, SSRN) oder der UNO-Organisation. Auch Einladungen zu Seminaren, Institutsbesuchen, Arbeitsgruppen oder Gastprofessuren spielen eine Rolle. Von großer Bedeutung sind auch Auslandaufenthalte und internationale Forschungsprojekte.

Wissenschaftliche Methode

Wissenschaft ist eine Methode zum Wissenserwerb. Ziel der wissenschaftlichen Methode ist es, ausgehend von einer oder mehreren Hypothesen eine tragfähige Theorie zu entwickeln.

Kriterien für wissenschaftliches Arbeiten

Wissenschaftliche Arbeit muss besondere Kriterien erfüllen: #Wissenschaft ist nicht dogmatisch. Wissenschaft unterscheidet sich von Religion, indem sie keinen Anspruch auf die absolute Wahrheit erhebt. Wissenschaftliche Erkenntnisse sind falsifizierbar, d.h. sie können überprüft werden und sich als falsch herausstellen. Die Zuverlässigkeit religiöser Aussagen lässt sich hingegen nicht überprüfen. #Wissenschaftliche Ergebnisse werden ausführlich dokumentiert. Dafür gibt es Standards, die die Nachvollziehbarkeit aller Teilschritte der Schlussfolgerungen sicherstellen sollen. Wichtig ist dabei auch eine ausführliche Dokumentation verwendeter Quellen und die Berücksichtigung des aktuellen Standes der Forschung auf einem Gebiet. Dadurch werden Forschungsergebnisse vergleichbar und ein inhaltlicher Fortschritt in einem Fachgebiet erst möglich. Forschungsarbeiten beziehen sich aufeinander. Sie stützen, widerlegen oder verfeinern vorhandene Theorien. #Ein wichtiges Prinzip jeder ernsthaften Wissenschaft ist die Skepsis im Sinne einer kritischen Haltung gegenüber eigenen wie fremden Ergebnissen und Thesen. Wissenschaftliches Wissen unterscheidet sich von doktrinärem Wissen dadurch, dass beim doktrinären Wissen offene oder subtile Machtmittel zur Durchsetzung von Behauptungen benutzt werden und Hinterfragung durch einzelne unerwünscht ist, während wissenschaftliches Wissen zumindest prinzipiell von jedem durch den Gebrauch des eigenen Verstandes und eigener Erfahrung eigenständig überprüft werden kann. Auf die gleiche Weise kann wissenschaftliches Wissen auch von Offenbarungswissen abgegrenzt werden. Offenbarungswissen, welches etwa durch innere Erkenntnis einzelner zustandekommt, kann durch andere nicht eigenständig überprüft werden und ist somit nicht wissenschaftlich.

Prozess der wissenschaftlichen Erkenntnis

Wissenschaftliche Erkenntnis wird idealtypisch in folgenden Schritten gewonnen (in manchen Wissenschaften ist nur ein Teil der aufgezählten Schritte durchführbar und oft werden Erkenntnisse auch ganz anders gewonnen, einschließlich der Hilfe des Zufalls):
# Beobachtung und Messung von Phänomenen # Sammeln und Ordnen von Material # Aufstellen von Hypothesen und Modellen, Vorhersagen, Festlegung des Signifikanzniveaus # Prüfung der Hypothesen des Modells durch Experimente, Tests, Versuche # Bestätigung oder Widerlegung der Hypothesen # Veröffentlichung der Ergebnisse, um sie von anderen überprüfen zu lassen # Veränderung, Erweiterung oder Verwerfen des Modells, je nach Ergebnis der Tests und der Kritik # Im Falle der Bestätigung Entwicklung einer fundierten Theorie, die gewisse Kriterien erfüllen muss :: Solange die Theorie nicht falsifiziert wird, kann sie als wissenschaftliche Erkenntnis gelten.
Diese Darstellung gilt dabei nur für diejenigen Wissenschaftszweige, die analytisch arbeiten. Für die historisch-hermeneutischen Wissenschaften gelten andere Prinzipien der Gewinnung von Wissen.

Anforderungen an eine wissenschaftliche Theorie


- Zirkelfreiheit, d.h. der Verzicht auf Aussagen, die sich (teilw.) auf sich selbst als Voraussetzung beziehen.
- innere Konsistenz (Widerspruchsfreiheit)
- äußere Konsistenz - Widerspruchsfreiheit in Bezug auf andere anerkannte Theorien
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