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ISBN: 3-494-01492-2

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B. Coster: Vögel richtig fotografieren. Haupt Verlag. Bern 2010.
160 S., 120 Fotos, € 29, 90 /sFr. 49,-


ISBN:  3-258-07547-6

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R. Kramer, I. Domnick, K. Herber: Berufs- und Karriere-Planer MINT Mathematik, Informatik, Naturwissenschaften, Technik. Der analytische Weg zum Erfolg. Aus der Reihe, MINT: Transfer zwischen Forschung und Praxis. Verlag Vieweg+Teubner. Wiesbaden 2010. 228 S., € 19,90

ISBN:  3-8348-0756-7


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ISBN: 3-494-01456-6

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ISBN: 3-8252-3331-6

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ISBN: 3-8274-2274-4

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ISBN: 3-8274-2070-9

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SBN: 3-527-40946-7

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ISBN: 3-527-32319-8

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ISBN:   978-3-515-09706-2

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Buchbesprechungen

Ernst Peter Fischer:
Laser – Eine deutsche Erfolgsgeschichte von Einstein bis heute.

Der bekannte Wissenschaftshistoriker E. P. Fischer vermittelt in seinem neuen Werk Laser alle grundlegenden Kenntnisse, die man als „gebildeter Mensch“ über das „gebündelte Licht“ besitzen sollte, das hochkohärent und nahezu monochromatisch ist. Das neue Werk erscheint rechtzeitig zum 50. Jahrestag seiner Entdeckung bzw. Erfindung: Der erste Laser (Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation) wurde 1960 von den amerikanischen Physikern Theodore H. Maiman und Irnee J. D’ Haenens mit einem Rubinkristall erzeugt, doch haben zu seiner weiteren Erforschung und Entwicklung auch deutsche Wissenschaftler entscheidend beigetragen. Der Autor erzählt nicht nur diese „deutsche Erfolgsgeschichte“ (von Einstein bis heute), sondern vermittelt hervorragende Eindrücke vom gebündelten Licht, das in den letzten fünfzig Jahren unsere Welt veränderte und immer noch weiter verändert. Besonders hervorzuheben und anzuerkennen ist, dass E. P. Fischer nicht nur Wissenschaftshistoriker und Experten informiert, sondern auch den gebildeten Laien in die faszinierende Entwicklung der Lasertechnologie einbezieht. Dies gelingt einmal durch den Schreibstil (kurze prägnante Sätze), durch die anschauliche Erläuterung der Fachbegriffe und deren sprachliche Genese und darüber hinaus durch das ausführliche Glossar, welches mit dem Begriff „Ablation“ beginnt und dem Terminus „Zytoskop“ endet. Die Leserfreundlichkeit wird noch dadurch intensiviert, dass die Texte nur ein Minimum an Fachbegriffen enthalten. Das vorliegende Werk informiert daher nicht nur über die Geschichte einer Schlüsseltechnologie, sondern will auch „allgemeinbildend wirksam“ sein. Sehr hilfreich ist hierfür die „Zeittafel“, welche entscheidende Eckdaten erwähnt, die eng mit der Genese und Entwicklung der Lasertechnik zusammenhängen. Sie beginnt mit James C. Maxwells Theorie der elektromagnetischen Felder und schließt mit dem Hinweis auf einen Artikel in der Zeitschrift Nature vom 7. Januar 2010. Die Bedeutung der neuen Technologie wird auch daran deutlich, dass zwischen 1964 und 2005 mehr als 20 Wissenschaftler für Forschungen auf diesem Gebiet mit dem Nobelpreis für Physik oder für Chemie ausgezeichnet wurden!
Es gibt heute kaum noch einen Bereich unseres Lebens, in dem wir nicht auf die Hilfe des Lasers zurückgreifen. Wir nutzen ihn zum Musikhören, zum Schneiden, Schweißen und Fräsen, zum Vermessen und im Operationssaal. Der Laser ist inzwischen auch ein wichtiges Hilfsmittel bei der Verbrechensvorbeugung und Verbrechensbekämpfung.
E. P. Fischer weist nachdrücklich darauf hin, dass die Entwicklung des Lasers eng mit der Theorie des Lichts zusammenhängt. „Wann immer auch Laser zum Einsatz kommen, entfalten sie ihre Wirkung mithilfe der Energie in Form von Licht“.
Es war vor allem Albert Einstein, der sich viele Jahre mit dem „Geheimnis“ des Lichtes beschäftigt hat (z. B. die Dualität von Wellen und Teilchen). Wir können bis heute nicht sagen, was Licht eigentlich ist und so bleibt das Licht ein Geheimnis, das uns keine Ruhe lässt. Erwähnt werden in diesem Zusammenhang Einsteins Hypothese von den Lichtquanten und sein Vorschlag einer stimulierten Emission in Verbindung mit der „Quantentheorie der Strahlung“. Die für das Lasergeschehen maßgebliche Einsicht besteht in der Existenz von charakteristischen Zuständen, die durch unterschiedliche Energien ausgezeichnet sind. Wenn Atome zwischen diesen diskreten Zuständen durch Quantensprünge wechseln, wird das Licht frei, das man durch geeignete Anordnungen in einen Laserstrahl verwandeln kann.
Die Analyse der Industriegeschichte zeigt deutlich, dass die USA in den 1980er Jahren ihren bisherigen Vorsprung in der laserbasierten Fertigungs- und Produktionstechnik phasenweise aus der Hand gegeben haben. Diese Lücke konnte Deutschland ausfüllen. Ein Grund dafür war, dass sich die besten amerikanischen Experten stark um die von Präsident Reagan initiierte Strategische Verteidigungsinitiative SDI kümmerten. Die Vereinigten Staaten sollten im Falle eines „Kriegs der Sterne“ gegen das sogenannte „Reich des Bösen“ gut gerüstet sein. Eine wichtige Waffe sahen die Amerikaner in den sogenannten „Todesstrahlen“ (Lasern). Die umworbenen US-Spezialisten schienen sich in diesem politischen Zusammenhang seit den 70er und späten 80er Jahren auf militärische Anwendungen der Lasertechnologie konzentriert und über keine freien Kapazitäten für die industriellen Möglichkeiten verfügt zu haben. Hier zeigte sich die Problematik der Kooperation zwischen Wissenschaft, Industrieentwicklung und Politik.
Abschließend sei erwähnt, dass entscheidende Impulse zur Entstehung dieses lesenswerten „Jubiläumsbandes“ von der Berthold-Leibinger-Stiftung in Ditzingen bei Stuttgart ausgegangen sind.

Prof. Dr. Gottfried Kleinschmidt, Leonberg


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Norbert Elsner, Hans-Joachim Fritz, Stephan Robbert Gradstein,
Joachim Reitner (Hrsg.): Evolution  – Zufall und Zwangsläufigkeit der Schöpfung.

Nimmt es denn kein Ende? Muss denn immer noch über „Zufall und Notwendigkeit in der Evolution“ nachgedacht und geschrieben werden? Nach den unzähligen Veröffentlichungen und Tagungen zu genau diesem Thema könnte man meinen, es sei doch allmählich alles gesagt, was dazu gesagt werden kann. Tatsächlich behandeln die 18 Beiträge zu dem vorliegenden Buch die Frage, was in der „Schöpfung“ auf Zufall und was auf Zwangsläufigkeit beruht, nur am Rande. Stattdessen berichten in 15 Kapiteln ausgewiesene Fachleute aus ihrem Arbeitsgebiet über aktuelle Beiträge zum Verständnis der Evolution. Im letzten, 16. Kapitel schreibt der Entwicklungsbiologe Herbert Jäckle über das Verhältnis von Wissenschaft und Religion bzw. von Forschen und Glauben, und er tut dies ohne Polemik und Überheblichkeit, sondern nüchtern und so gemessen, dass auch ein Mehr an Schärfe und Abgrenzung noch nicht geschadet hätte.
Jeder einzelne Beitrag ist spürbar geprägt von der Kompetenz der Autoren (es gibt nur eine Coautorin), die zahllose bisher nicht oder nur wenig bekannte Berichte aus der Geschichte ihres Fachs ebenso wie über ganz rezente Entwicklungen in ihre Kapitel eingearbeitet haben. Rainer Willmann beginnt mit einer „Ideengeschichte der Evolutionstheorie“, in der er vor allem die vor-darwinischen Wurzeln der Evolutionstheorie darstellt, die Entwicklung derselben bei Charles Darwin, und ihre Bedeutung für die Bestimmung unseres Verhältnisses zu anderen Lebewesen. Nicolaas Rupke geht in einem „Was wäre, wenn …“-Spiel der Frage nach, ob es eine Evolutionstheorie auch ohne Charles Darwin gegeben hätte, wobei er den derzeitigen evolutionsbiologischen Mainstream mit deutlich abwertendem Unterton als „Evolutionsorthodoxie“ bezeichnet. Hans-Joachim Fritz, Manfred Eigen und Günter Wächtershäuser widmen sich in ihren drei Kapiteln den Anfängen des Lebens, dem Ursprung der genetischen Information und den Umweltbedingungen in einer vulkanischen Eisen-Nickel-Schwefel-Welt. Werner Arber beginnt mit der molekularen Basis der biologischen Evolution, auf deren Grundlage er ausführlich die Möglichkeit und die Konsequenzen horizontalen Gentransfers erörtert, um schließlich die „traditionelle Weisheit“ der biblischen Schöpfungsgeschichte hervorzuheben. Axel Meyer diskutiert im Lichte neuester Daten zur Molekularsystematik von Süßwasserfischen in isolierten Seen die Möglichkeit, ja geradezu die Denknotwendigkeit sympatrischer Artbildung. Norbert Elsner, Anja Klöpfel (die erwähnte einzige Autorin) und Jan Sradnick betonen Hybridisierung als Motor der Entstehung von Vielfalt sowohl unter Pflanzen als auch unter Tieren (hier als Beispiele mehrere Heuschrecken-Gemeinschaften). Sven Bradler kommt nach einer ausführlichen Darstellung von in der Literatur belegten Atavismen zu dem Ergebnis, dass die Stammart der heutigen Stab- und Gespenstschrecken höchstwahrscheinlich ungeflügelt war und innerhalb dieser Verwandtschaftsgruppe perfekte Flügel mehrfach unabhängig wieder gebildet wurden, was unweigerlich zur Annahme eines „Kryptotypus“ führt, der von nicht abgerufenen (aber noch intakten) genetischen Bauanleitungen gebildet wird. Die Frage der Entstehung der grundlegenden Tier-Konstruktionen im Präkambrium ist das Thema von Joachim Reitner in seinem Beitrag über die „Schneeball-Erde“, d.h. „eine eisige Welt vor 600 Millionen Jahren“. Stephan Robbert Gradstein schildert unter „Entwicklung im Grünen“ die Evolution der Pflanzen, mit speziellen Abschnitten über molekulare Methoden und über carnivore Pflanzen. Martin Sander versucht eine Erklärung des Gigantismus der Riesensaurier durch die Erschließung energiereicherer Nahrung und die Einsparung von Energie durch die Ausbildung von Leichtbauweise, langen Hälsen und Vogellungen. Wighart von Koenigswald und Philip D. Gingerich untersuchen die Evolution der Wale anhand des Fossilberichts. Sie belegen, dass die Schwestergruppe der Wale unter den Paarhufern zu suchen ist, oder diese insgesamt die Nächstverwandten der Wale sind. Friedemann Schrenk beschäftigt sich mit der Abstammung des Menschen unter Berücksichtigung neuester Fossilfunde. Bert Hölldobler zeigt in seinem Beitrag, dass die „Ablehnung des Fremden“ unter allen soziallebenden Tieren zu beobachten ist, folgert, dass es eine erbliche Grundlage dafür geben muss (weil ja auch ein Selektionsvorteil dafür auszumachen ist), und vermutet, dass auch die Xenophobie bei Menschen auf eine stammesgeschichtliche Anpassung zurückgeht, wendet sich aber strikt gegen einen möglichen naturalistischen Fehlschluss (vom Sein auf das Sollen). Franz M. Wuketits sucht nach möglichen phylogenetischen Wurzeln menschlicher Moral und endet dabei in der Erkenntnis, dass mit der evolutionären Ethik eine strenge Prinzipienethik nicht vereinbar sei, sondern nur „eine individuelle Verhandlungsmoral, die der jeweiligen Situation auch Kompromisse erlaubt“.
Jeder dieser Beiträge hat seinen eigenen Reiz. Welche einem besser gefallen als die anderen, hängt ausschließlich vom persönlichen Geschmack ab. Mir sagten am meisten die Kapitel zu, in denen evolutionäre Vorgänge als Wechselwirkungen gesehen werden, wie zum Beilspiel die Evolution der Riesensaurier in Martin Sanders Beitrag oder die Verhaltensstrategien verschiedener Ameisenarten im Kapitel von Bert Hölldobler. Ob man an einigen Formulierungen Kritik anbringen möchte, wird nur davon bestimmt, wie penibel man begrifflich ist. Dass im sechsten Jahrzehnt nach Willi Hennigs „Grundzügen“ (1950) am Wirkungsort von Peter Ax ein Buch herausgegeben wird, in dem „die frühen Wale von den Paarhufern abgeleitet werden“, unter peinlicher Vermeidung jeder exakten Hennig’schen Begrifflichkeit, wird Nicht-Phylogenetiker gar nicht stören.
Mein einziger ernsthafter, aber mit Nachdruck vorzubringender Einwand betrifft die Art, wie auf Quellen verwiesen wird. Es gibt in diesem Buch kein alphabetisches Literaturverzeichnis und auch keinen Sach- und/oder Autoren-Index. Am Ende einiger Kapitel finden sich einige Verweise auf weiterführende Literatur, aber ansonsten sind die Quellenangaben in fortlaufenden Fußnoten untergebracht. Dass dies in Geisteswissenschaften Usus ist, bedeutet keinesfalls, dass man es nachmachen sollte. Wem bei der Lektüre des Buches Fragen in den Sinn kommen wie: Hat denn einer der Autoren, die sich mit der Entstehung des Lebens beschäftigen, Arbeiten von Bill Martin berücksichtigt (der immerhin ein stimmiges Szenario vorgelegt hat, das sich grundlegend von allem unterscheidet, was im vorliegenden Buch zu lesen ist)? – oder: Kannte wohl Joachim Reitner die Vorstellungen von Andrew Parker zur „Kambrischen Explosion“? – oder: Nimmt Franz Wuketits Bezug auf die Arbeiten von Eve-Marie Engels über Darwin und Ethik?, dem bleibt nur die mühsame Suche durch über Hundert Fußnoten, um nach zahllosen anderen Quellen, Kommentaren und Querverweisen zu dem Ergebnis zu gelangen, dass wohl die Antwort auf alle drei obigen Fragen „nein“ ist. Ich bin so frei und konstatiere, dass solcherlei scheinbare Exaktheit nichts anderes ist als akademisches Imponiergehabe von äußerst beschränktem Gebrauchswert.
Dieser Mangel ändert nichts daran, dass hier ein anregendes, hochaktuelles, größtenteils leicht zu lesendes und äußerst gefällig illustriertes Buch vorliegt, das seinen Preis allemal wert ist.

Prof. Dr. Michael Schmitt, Universität Greifswald

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Katharina Standhartinger:

Organische Chemie für Ahnungslose.

Viele Studierende (egal ob Haupt- oder Nebenfach) oder Auszubildende natur- und lebenswissenschaftlicher Berufe, die sich mit Chemie beschäftigen müssen, teilen sicher die zu Beginn von der Autorin geäußerte Einschätzung, dass die organische Chemie mit ihrer enormen Vielzahl an Verbindungen anfangs unübersichtlich und schwer erlernbar erscheint. Man macht schnell die Erfahrung, dass reines Auswendiglernen hier nicht weiterführt, sondern ein strukturiertes Verständnis der Organischen Chemie nötig ist. Die Autorin will mit diesem Büchlein auf knapp 200 Seiten genau dies erreichen, nämlich „wissensdurstigen Menschen eine Hilfestellung zu geben, organisch-chemisches Grundwissen zu wiederholen und zu vertiefen“. Da es bereits eine Reihe ähnlicher mehr oder weniger guter und empfehlenswerter Bücher auf dem Markt gibt, war ich gespannt darauf, was mich erwartet.
Das Buch gliedert sich in 25 Kapitel. Nach einer kurzen Einleitung und zwei Kapiteln über den Atombau und die Bindungsverhältnisse in organischen Molekülen folgt das Buch im Wesentlichen der klassischen, sich an den Stoffklassen orientierenden Beschreibung organischer Moleküle. Nach den Kohlenwasserstoffen (Alkane, Alkene, Alkine und Aromaten) werden die wichtigsten sauerstoffhaltigen Verbindungen (Alkohole, Ether, Carbonylverbindungen sowie Carbonsäuren und ihre Derivate) behandelt. Das Buch endet mit einer Diskussion ausgewählter Klassen von Biomolekülen (Kohlenhydrate, Peptide und Proteine, Fette). Zwischen diese Abhandlungen der Stoffklassen sind zwei Kapitel zu Redoxreaktionen (bei den Carbonylverbindungen) und zur Spiegelbildisomerie (bei den Kohlenhydraten) eingeschoben. Die einzelnen Kapitel sind sehr unterschiedlich lang. Die kürzesten bestehen nur aus einer Seite, die längsten aus etwa 25 Seiten. Der Inhalt ist knapp präsentiert, Auflistungen wichtiger Punkte und grau unterlegte Merksätze sollen zur Strukturierung beitragen und das Lernen erleichtern.
Gelingt es der Autorin, wie gewünscht ein grundlegendes Verständnis der organischen Chemie zu vermitteln? Aus meiner Sicht leider nicht. Die inhaltlichen Beschreibungen bewegen sich durchgehend auf Schulniveau und sind zudem an vielen Stellen sehr bzw. zu einfach und plakativ gehalten. Dadurch wird aus meiner Sicht eine große Chance vertan. Organische Chemie lässt sich anhand einer reinen Stoffklassensystematik nicht wirklich verstehen, sondern bleibt in vielen Bereichen „unverständlich“ und auf „Auswendiglernen“ beschränkt. Gerade dies wollte die Autorin aber eigentlich vermeiden. Die vielleicht wichtigste Erkenntnis zum Verstehen polarer organischer Reaktionen („Nucleophil reagiert mit Elektrophil“) wird z.B. nur am Rande erwähnt. Der Schritt hin vom Auswendiglernen einzelner Mechanismen zum konzeptionellen Verständnis bleibt damit weitgehend aus. Exemplarisch sei z.B. die Beschreibung der Hydratbildung bei Carbonylverbindungen erwähnt (Abb. 19.9). Hier werden drei hintereinander stattfindende Reaktionsschritte in ein einziges Bild mit hin und her klappenden Elektronenpaaren gepresst! Welcher noch so engagierte Lernende soll so verstehen, was bei dieser Reaktion wirklich passiert? Da hilft es aus meiner Sicht auch nichts, wenn entschuldigend darauf hingewiesen wird, dass es sich um einen verkürzten Mechanismus handelt. Abgesehen davon, dass eine solche Darstellung unübersichtlich und didaktisch schlecht ist, ist sie auch schlicht falsch. Vor allem in den Kapiteln zu Carbonylverbindungen sind viele Reaktionen ähnlich unübersichtlich formuliert. Zur reinen „Lego-Chemie“ werden dann Beschreibungen wie die z.B. in Abb. 23.21 gezeigte Disaccharidbildung. Ein echtes Verständnis der Organischen Chemie bleibt so auf der Strecke. Vereinfachungen sind erlaubt und sinnvoll, aber sie sollten chemisch korrekt sein! Weiterhin enthält das Buch viele unnötige Fehler und Ungenauigkeiten (Bromoniumionen sind z.B. keine Übergangszustände, sondern echte Zwischenstufen). Auch die Stoffauswahl ist für mich nicht immer nachvollziehbar. Warum wird z.B. ausführlich das Aufstellen von stöchiometrisch ausgeglichenen Redoxgleichungen diskutiert, das zwar in der Schule in der allgemeinen Chemie einen wichtigen Platz einnimmt, aber für das Verständnis der organischen Chemie eigentlich eher unwichtig ist? Dafür werden so elementar wichtige Reaktionen wie die nucleophile Substitution (an gesättigten C-Atomen) oder die Eliminierung zur Darstellung von Alkenen überhaupt nicht erwähnt.
Fazit: Das selbst gesteckte Ziel der Autorin, auf einfache und übersichtliche Weise zu einem „universellen Verständnis“ der organischen Chemie beizutragen, erfüllt dieses Buch aus meiner Sicht nicht. Zum Wiederholen einiger Aspekte der reinen Stoffchemie mag es geeignet sein, zum wirklichen Verstehen der Organischen Chemie nicht. Schade. Der Bedarf für ein solches Büchlein ist sicherlich da. Wünschen wir uns daher, dass eine Neuauflage den selbstgesteckten Zielen besser gerecht wird.

Prof. Dr. Carsten Schmuck, Universität Duisburg-Essen

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