Karl Jug

Born in 1939. Studied physics in Frankfurt (Main), Germany. Did his thesis under Hartmann in the field of molecular physics in 1965. Postdoc with P.G. Lykos, 1971 guest-prof. at Johns Hopkins (at R.G. Parr). Assistant and Associate Professor in St. Louis, USA, from 1969-1975. Since then Professor of Theoretical Chemistry at the University of Hannover where he developed his SINDO-Method. The article is also available in:                                                             PDF , German                               PDF , English

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Interview mit Professor Karl Jug (in Deutsch)

 

Hannover, Univ., Institut Theoretische Chemie, 18. Nov. 1998; 14:00

Dr. Anders: Herr Professor Jug, vielen Dank für den Termin, den Sie für dieses Interview freigehalten haben. Denn als Institutsleiter, Editor, Autor (1) und Coautor von Buch- und Zeitschriftenartikeln, es sind deren rund 200, sind Sie sicher vielbeschäftigt Und um gleich mit der Tür ins Haus zu fallen, darf ich Sie fragen, wann sind Sie geboren?

Prof. Jug: 1939.

A: Damit gehören Sie von der Quantenmechanik oder Quantenchemie her gesehen zur zweiten Generation.

J: Richtig, ja, das stimmt.

A: Wie kamen Sie zur Quantenchemie und wo haben Sie Ihre Quantenchemie gelernt?

J: Ich bin Physiker, habe in Frankfurt studiert. Und mehr durch einen Zufall habe ich im ersten Semester Physikalische Chemie bei Hartmann (2) gehört, die allen Chemikern sehr schwerfiel; das war auch für dritte und fünfte Semester. Ich habe versucht, mit dieser physikalischen Chemie die allgemeine Chemie zu verstehen, die dazu parallel lief. Und Hartmann hatte damals seine Vorlesung schon stark mathematisiert; er hat also Dinge da reingebracht, die ja für die damalige Zeit doch sehr ungewöhnlich waren, den Residuensatz der Funktionentheorie zum Beispiel. Das hat mich sehr angezogen als Physiker, zumal ich mich früher auch schon mit Funktionentheorie befaßt hatte und dadurch einen leichteren Zugang zu diesen Ideen hatte. Und als ich dann, etwa im siebten Semester, anfing mir Gedanken zu machen, was ich denn mal später machen sollte, da schwebte mir eigentlich zunächst vor, vielleicht Kernphysik oder Theoretische Physik zu wählen. Und dann - -

A: Wann war das?

J: Das war so 1961 bis 1963. Da fing ich an, mir Gedanken zu machen, wie es weitergehen sollte. Ich machte deshalb alle möglichen Praktika, eigentlich alle Praktika, die es in der Physik gab, mehr als gefordert. Nur um schließlich festzustellen: das ist alles nicht so interessant. Und die Kollegen in der Theoretischen Physik waren zum Teil schon wieder auf der Wanderung begriffen zu anderen Universitäten oder kamen - zum Beispiel Greiner (3) war gerade erst gekommen - als ich schon fertig war. Und Herr Steinwedel war dort, Süßmann, Beck.

Aber - ich muß sagen, als ich hörte, daß man auch bei Hartmann als Physiker eine Diplomarbeit machen konnte, und zwar über Molekültheorie, da dachte ich, daß mich das sehr interessieren könnte. Ich bin also zu Hartmann gegangen, das war 1963, ich war im achten Semester, und fragte ihn, ob ich auch so eine Arbeit machen könnte. Und da hat er mir zwei Gebiete zur Wahl gestellt: einmal Statistik, das Ising-Modell (4), da hatten mich andere schon davor gewarnt, und Molekülphysik, ja, so hat man es meist noch ausgedrückt, oder Molekültheorie. Und ich sagte, ich möchte lieber über Moleküle arbeiten.

Und diese Entscheidung war ganz richtig. Ich habe also erst mal das Buch von Ballhausen in die Hand gedrückt bekommen, das hatte er gerade publiziert, die Ligandenfeldtheorie (5). Hartmann sagte zu mir: Wenn Sie gelesen haben, was Sie wissen wollen, dann kommen Sie wieder. Nach einer Woche kam ich wieder; ich hatte das halbe Buch schon durch und wollte dann meine Arbeit beginnen. Aber wie das damals so in der Physik war, heute auch noch hier so ist: diese Arbeiten waren zeitlich unbegrenzt. Nicht die in der Chemie, wir haben hier in Hannover Chemie-Diplomarbeiten, die sechs Monate dauern. Aber, wie gesagt, in der Physik waren früher diese Arbeiten unbegrenzt und es gab durchaus den einen oder anderen, der viele Jahre an seiner Diplomarbeit saß.

Nun, ich hatte da etwas Glück, denn in diesem Institut stand eine Zuse-Maschine (6). Das war die einzige Rechenmaschine, die es in Frankfurt an der Universität gab. Da war Hartmann also sehr vorausblickend. Ich habe an einem Titankomplex gearbeitet - Übergänge, Spektren - das war alles gut bekannt. Aber ich sollte es jetzt nochmal etwas anders machen, und zwar mit genäherten Funktionen aus einem Kastenmodell (7). Dabei sollte die Elektronenwechselwirkung berücksichtigt werden. Es stellte sich leider bald heraus, daß man dazu Produkte von vier Bessel-Funktionen brauchte und darüber ein Doppelintegral bilden muß, wofür es keine Formeln gab - ich habe selber noch für einige dieser Integrale neue Formeln abgeleitet.

Damit meine Diplomarbeit nicht zu lange dauerte, mußte ich irgendwann mal auf die Numerik umsteigen, wozu auch diese Zuse-Maschine leider nicht mehr ausreichte. Ich mußte daher nach Mainz gehen und habe dort an der Universität in der Nacht gearbeitet, von abends acht bis morgens acht, wenn keiner die Maschine brauchte. Man mußte sie damals noch selbst bedienen. Ich stand da und drückte irgendwelche Knöpfe, um sie zu starten (sog. Urlader - es war die Zeit vor irgendwelchen EPROMS. Interviewers Notiz), sie funktionierte. Ich bin einige Male hingegangen und konnte so meine Diplomarbeit (8) abschließen -

A: Entschuldigung, was für eine Rechenmaschine war das?

J: Das war schon eine kleine IBM-Maschine, ich habe an ihr noch mit ALGOL gerechnet (9). ALGOL war damals die Sprache der Wahl, die war ja auch ein bißchen höherstehend als dieses FORTRAN II (10). Ich hatte also mit Lochstreifen zu tun, weniger mit Lochkarten, die eigentlich erst später kamen. Im Umgang mit diesen Lochstreifen mußte man schrecklich aufpassen, daß man sie nicht zerriß, sonst war ein Teil der Arbeit hinüber und man hatte wieder etwas Mühe, sie neu zu erstellen. Also, es war noch relativ primitiv.

Die Zuse war natürlich von den Dimensionen für heutige Verhältnisse riesengroß. Das war ein freistehendes System, etwa so groß wie ein kleiner Schrank, mindestens 2 Meter breit, 1 Meter tief, und etwa ein 1.50 Meter hoch. Auf Tischhöhe war dann ein Bedienungsbrett befestigt, woran man sitzen und schreiben konnte.

A: Auf Assembler-Ebene oder auf welcher Ebene war das?

J: Assembler oder ALGOL. Aber ich selber habe nur ALGOL gebraucht.

A: Was für ein Typ von Zuse war das

J: Das weiß ich nicht mehr, aus folgendem Grund: Für Hartmann waren diese Arbeiten nebensächlich, das muß man ganz klar sagen. Der ist natürlich aus einer Generation herausgewachsen, die ja noch keine theoretische Chemie gelernt hat, schon gar keine Computeranwendung. Zwar war er sehr großzügig im Beschaffen von Mitteln, aber hielt nicht so sehr viel von Rechenmaschinen. Wer aber mit so einer Maschine arbeiten wollte, den hatte er unterstützt. Es war damals allerdings noch nicht angemessen, daß einer seine Leistung der Rechnung an der Maschine herausstellte, und ich hatte auch in dem Sinne nichts besonderes gemacht, jedenfalls nicht, solange ich in Frankfurt war. Es gab auch nur wenige Leute, die sich mit der zugrunde liegenden Theorie befaßten und etwas allgemeineres programmiert hatten. Wir haben gezielt Programme geschrieben, die unser Problem lösten, das wir gerade vorhatten. Das waren keine Universalprogramme, sie waren zweckgebunden, die dann natürlich ihren Zweck verloren hatten, wenn man diese Sache zu Ende gebracht hatte.

A: Leider gibt es nirgendwo alte Programme oder die Leute wollen sie nur nicht herausrücken. Ich komme nirgendwo an ein altes FORTRAN II, an ein altes ALGOL-Programm. Haben Sie noch alte Ausdrucke?

J: Es ist so: Ich hatte später, im Rahmen meiner Doktorarbeit in Frankfurt und anschließend in Darmstadt, mit ALGOL gerechnet. Da gab es diese größere Maschine, eine IBM 7090 war es, die erste große Maschine (11). Aber als ich nach USA kam, war ALGOL natürlich hinfällig. Da mußte ich alles in FORTRAN umschreiben. Sicherheitshalber hatte ich diese großen Lochkarten-Kästen immer mitgeschleppt, denn man mußte ja alles per Hand auf den Lochkarten eingeben. Das waren durchaus größere Mengen von Lochkarten, vielleicht so 3000 im Laufe der Zeit und die habe ich noch mit nach Hannover gebracht, als ich später wieder aus USA zurückkam. Aber nach zehn Jahren habe ich gesagt, Schluß. Und dann wurden die Lochkarten nur noch für Notizen verwendet; wir haben noch viele dieser Lochkarten.

Wir haben auch im Keller noch solche Programme, das ist dann schon FORTRAN IV gewesen (10), vielleicht das letzte sogar noch FORTRAN V (12), datiert aus der Zeit in Hannover. Aber aus der älteren Zeit gibt's also leider nichts mehr. Auch diese vorhin angesprochenen Lochstreifen existieren nicht mehr, man kann das nicht mehr nachvollziehen. Ich hätte wahrscheinlich auch Schwierigkeiten zu überlegen, ob ich diese Programme noch irgendwo habe; geschrieben habe ich sie ja, aber diese Ausdrucke habe ich wahrscheinlich auch nicht mehr.

A: Das ist schade. Meine ursprüngliche Idee war ja, diese Dinger mal vielleicht auf einer CD, auf der ja viel Platz ist, mitzuliefern, sie als Materialien anzufügen. Schade, denn ein Stück Geschichte geht auf diese Weise verloren!

J: Ja, aber bedenken Sie, es sind inzwischen schon 35 Jahre, die da vergangen sind!

A: Ja natürlich. Aber für jemanden, der Geschichte wiedergeben, will ist das bedauerlich. Ich möchte ja gerade den Stand in dieser frühen Zeit der Quantenchemie wieder ein wenig zum Leben bringen, mindestens zu beschreiben, jenseits der Literatur. Weiter gefragt: Wie war damals die Stimmung in den 70er Jahren, wo ich ja auch zur Quantenchemie, zu Fraga (13), wechseln wollte.

J: Ja, Fraga war ein bekannter Mann damals.

A: Ja, und dann bin ich letztlich, wegen der Berufsaussichten, doch Analytiker geworden und interessiere mich dort unter anderem für die Reinhaltung des Bodenseewassers.

J: Ja, in der Theorie sind wir nun auch bald soweit, ich meine, wir kommen der praktischen Anwendung immer näher. Es hat lange Zeit gebraucht, aber früher war es einfach so, daß man doch sehr puristisch vorgegangen ist. Da ging es um die Lösung mathematischer Fragestellungen, die so ein bißchen in Chemie eingebunden waren. Aber die wirklichen chemischen Fragestellungen hat man nur vereinzelt behandelt, und dann auch sehr genähert. Spektroskopie war vielleicht ein Teil, von Hückel her noch, und später kamen die Strukturen von Molekülen dazu. Aber im Laufe der Zeit hat sich vieles geändert.

IBM 7090

A: Wie war die Stimmung damals, Anfang der 60er Jahre?

J: Die war sehr optimistisch. Als ich anfing bei Hartmann, war da schon eine recht große Gruppe. Das waren fast alles Leute, die viel älter waren als ich und die auch keine ausgebildeten Theoretiker waren. Ich war einer der allerersten, die gewissermaßen Theorie von der Pike auf gelernt haben. Auch im Hartmannschen Institut gab es viele Doktoranden und Promovierte, die das eben erst nachgelernt haben. Immerhin war die Gruppe der Theoretiker schon groß, es können ungefähr 20 gewesen sein. Andererseits gab es im Hartmannschen Institut insgesamt über 100 Leute, da war diese Theoriegruppe immer noch eine Minorität. Aber eine, ich möchte mal sagen, geachtete, weil Hartmann ein großes Interesse an diesen Dingen hatte. Er hatte Anfang der 60er Jahre begonnen, in Konstanz diese Sommerschulen zu machen, in der alten Ingenieurschule, als Nachholbedarf für Chemiker in Deutschland. Im wesentlichen sah das so aus: da wurden also drei Wochen lang Vorlesungen und Übungen gehalten und ich war dann, als ich '63 anfing, als Diplomand schon dabei als einer der Helfer. Ich konnte also eine dieser Übungen leiten und viele Ältere waren also bei mir in dieser Übung. Ich habe zum Beispiel auch Herrn Bock (14) noch ausgebildet, obwohl der das heute vielleicht nicht mehr hören möchte (lacht). Aber die Vorlesung habe ich natürlich nicht gehalten. Bock war damals Habilitand, muß man sagen, als ich an der Doktorarbeit saß und promoviert hatte. Einige Jahre später hat er dann auch mit Heilbronner (15) diese doch recht bekannten Bücher geschrieben (16).

A: Die immer noch sehr beliebt sind bei Studenten - - -

J: Weil das eben eine Möglichkeit war, Chemie stärker einzubringen. Was durchaus im Rahmen der Zeit nötig war.

A: Ist Bock auch theoretisch tätig gewesen in dieser Zeit?

J: Bock hat sich nie als Theoretiker bezeichnet, bei Theoretikern jedenfalls nie. Er ist Anwender, er hat natürlich ein großes Interesse gehabt und er hat wohl auch in seiner Habilitation so eine Art Ausflug in die Theorie mitgemacht (17). Das war in München. Ich bin jetzt nicht ganz sicher, bei wem Bock diese Arbeit gemacht hat {bei E. Wiberg, Prof. Anorg. Chem. Univ. München. I. N}. Aber der war eben auch damals noch mit dabei, wie viele andere auch - - -

A: Als Physiker hatten Sie natürlich einen mathematischen Vorsprung?

J: Ja, ja. Also ich war selber nur dreimal bei diesen Sommerschulen. Die erste, bei der ich nicht dabei war, ging über die Ligandenfeldtheorie. Und die zweite war 1963 über p -Elektronensysteme, und da war auch Parr (18) dabei, natürlich, aber auch Fukui (19) hatte dort einen Vortrag gehalten, den man aber nur sehr, sehr schlecht verstehen konnte, weil er sehr schlecht Englisch sprach. Und die Tragweite seiner Arbeiten war mir damals wohl noch nicht so bewußt, weil ich ihn kaum verstehen konnte. Auch McWeeny (20) war dort, viele bekannte Leute.

A: Frau Pullman auch? In ihrem Interview (21) erzählte sie, daß sie auch irgendwann einmal in Konstanz gewesen war.

J: Nein, sicherlich viel später. Also Anfang der 60er Jahre noch nicht. Später gab es alle zwei Jahre eine Sommerschule, die schon einen Symposiumcharakter angenommen hatte. 1965 war dann nochmal eine über Kinetik, da war Herschbach (22) dabei, Nikitin (23) und - - -

A: Daudel ?

J: Daudel (24) war nicht dabei. Ich habe diese Unterlagen alle noch, also ich könnte es raussuchen, wer alles da war (lacht). Aber dann hat Hartmann auch in dieser Zeit schon dran gedacht, über die Sommerschulen hinauszugehen, in dem Sinne, daß wir uns als Theoretiker irgendwie akzentuieren müßten. Wir waren damals nur eine Handvoll. In der Folge hat er deshalb im April '65 ein Symposium für Theoretische Chemie ins Leben gerufen, das er alleine geleitet hat. Das erste fand daher auch in Frankfurt statt (25). Das war, kurz bevor ich meine Doktorprüfung gemacht habe (26). Ich hatte zwar meine Arbeit schon fertig, und Hartmann hat dann auch darauf Bezug genommen in seinem Vortrag - ich habe natürlich da nicht vorgetragen. Es waren Leute anwesend wie Herr Ruch (27), und ältere, die man heute schon kaum mehr kennt, die alle schon weg sind. Preuß (28), aber auch Kutzelnigg (29) war damals schon dabei, und einige andere. Ich habe das später mal wieder aufgegriffen, ich habe selber 30 Jahre später dieses Symposium organisiert, hier in der Nähe von Hannover (30). Und es waren dann bei diesem Symposium allerdings nur noch ungefähr 10 Personen dabei, die auch schon '65 dabei waren. Die Zeit ist doch recht schnell vergangen, wenn man so zurückgeht. Und diese Symposia, die haben natürlich auch wieder so Wirkungen, gewisse Ideen zu forcieren. Da gab's also auch die semiempirischen Theorien, noch auf dem Hückel-Niveau. Hartmann selber hatte ja auch noch dran gearbeitet -

A: Darf ich Sie unterbrechen? Sehr interessant, was Sie erzählen. Da gab es doch - ich nenne im Moment die Quelle nicht, es war etwas ironisch - da gab es doch die Verbesserung der Hückeltheorie durch Hartmann. War da ein Fehler drin?

J: Es war eine Arbeit über die Erweiterung des Basissatzes (31). Also die 2p-Orbitale, das ist natürlich das übliche gewesen für p-Elektronen; er wollte 3p dazunehmen, um so eine bestimmte Regel zu belegen, die Regel von Scheibe (32), was ihn sehr bewegt hat. Da hat nicht nur er dran gearbeitet, auch Herr Ruch hat daran gearbeitet (33). Ich denke mal, die Sache ist deshalb eingeschlafen, weil man zwar im Prinzip mit dieser Basissatz-Erweiterung auch einen Teil dieses Phänomens erklären konnte, man aber eigentlich noch mehr Funktionen dazu gebraucht hätte und daß ferner die 3d's noch viel wichtiger gewesen wären.

A: Das zu ironisieren wäre dann also etwas übertrieben?

J: Ja, ich würde so sagen: Die Idee der Entwicklung, die überholt ist, kommt zu einem Ende. So ist es gewesen, es war ein Versuch, der damals durchaus interessant schien, denn Überlegungen zur Basissatz-Erweiterung sind auch sehr wichtig.

A: Aber formale Fehler waren da nicht zu entdecken?

J: Nein. Ich denke mal, bis auf die Symmetrie, wo man besser noch 3d hätte einbauen müssen, waren sie grundsätzlich nicht falsch. Aber es war einfach so, daß der Sprung, den man damals gemacht hat, um sie zu verbessern, einfach nicht groß genug war.

A: Nach Ihrer Promotion - - -

J: Ich war dann später auch noch Redaktionsleiter der Zeitschrift Theoretica Chimica Acta (34) nach meiner Promotion. Also ich war 25, als ich -

A: Sie machten viele Rezensionen - Sie waren sehr fleißig!

J. Da war ich 26 Jahre. Gut, diese Rezensionen habe ich geschrieben eigentlich so ein bißchen gegen die Stimmung bei Hartmann. Diese Bücher waren die Advances in Quantum Chemistry von Löwdin. Löwdin hatte damals die sogenannten Grünen Hefte (35) herausgegeben, also interne Berichte, die zunächst nicht publiziert wurden, die aber bei seinen eigenen Sommerschulen verwandt wurden. Und ich habe auch noch einige von diesen grünen Heften. Hartmann war dabei so ein bißchen skeptisch. Andererseits war aber das auch wieder ein Schritt weiter, eine ganze Serie, wo man schon Reviews schreiben konnte über die Leistungen in der Quantenchemie. Nachdem also der Verlag interessiert war, auch Bücher rezensieren zu lassen, landete das bei mir, weil ich ja der Redaktionsleiter war. Und ich hatte damals natürlich noch nicht soviel Geld, ich dachte: so ein Buch ist sehr teuer, es hat damals vielleicht 180 DM gekostet, und ich sagte mir, daß ich mir einmal das Geld für den Kauf spare und zum zweiten daß ich all das lerne, was da drin steht, wenn ich das bespreche.

Das war also durchaus sehr eigennützig und ich habe dann einige Reviews geschrieben und bin dann '67, das war zwei Jahre nach meiner Promotion, nochmal zu Löwdin nach Uppsala zur Sommerschule gegangen. Da hatte Löwdin natürlich die Reviews schon gelesen und war sehr angetan und hat mir angeboten, ich sollte sie in Zukunft auch immer weiter rezensieren und darüber schreiben, denn auch für ihn war das, glaub ich, gut, denn die Bände waren ja nicht so bekannt. Wenn man nur ein paar davon verkauft, dann ist die Breitenwirkung auch nicht so groß und auf diese Weise hatten also eigentlich sehr viele Leute von diesen Advances in Quantum Chemistry (36) erfahren. Da stehen die übrigens noch - aber irgendwann habe ich aufgehört, sie zu abonnieren. Denn ich habe nur acht rezensiert und dann habe ich gesagt, jetzt reicht's, ich glaube, jetzt kann auch mal ein anderer darüber was schreiben. Und inzwischen sind es über 20 Bände. Damals war das eine hochinteressante Sache. Ich habe also auf breiter Basis Quantenchemie gelernt.

Aber hauptsächlich kamen zu dieser Zeitschrift eben semiempirische Arbeiten, auch von Pullman noch natürlich, und sogar Ladik (37), Berthier (38) - sicher, alle diese Arbeiten habe ich gelesen. Wir hatten damals ein System, das war noch stark lokal orientiert. Mein Vorgänger, Herr von Hirschhausen, war der erste Redaktionsleiter, der arbeitete aber gleichzeitig noch an seiner Doktorarbeit. Eines Tages sagte Hartmann: also der muß jetzt mal seine Doktorarbeit zu Ende bringen. Und er hatte mir angeboten, sobald ich fertig wäre, für eine Stelle entweder als Vorlesungsassistent zu wirken, also die Tafel auszuwischen, oder die Zeitschrift zu leiten. Da habe ich mich entschieden, die Zeitschrift zu leiten und dadurch wurde von Hirschhausen entlastet. Ich habe dann mit drei weiteren Mitarbeitern die Arbeit gemacht. Zwei der früheren Mitarbeiter schieden aus, weil sie nicht unter der Leitung eines so jungen Mannes arbeiten wollten - und die anderen waren dann vielleicht nur so alt wie ich oder ein, zwei Jahre älter. Nur Herr Reinsch war deutlich älter und hat noch mitgewirkt und ist dann wiederum mein Nachfolger geworden.

A: Wie kam es zum Start der Theoretica Chimica Acta (39)? Wie lief da die Geschichte mit Hartmann und Springer-Verlag?

J: Ja, das war ganz einfach. Wir haben nämlich alles in Frankfurt gemacht: Wir haben nicht nur die Manuskripte registriert, wir haben sie sogar alle begutachtet. Wir haben die Manuskripte dann an Springer geschickt und kriegten dafür einen kleinen Zuschuß von Springer, den wir uns dann teilen konnten, womit wir unser bescheidenes Salär etwas aufgebessert haben. Für den Verlag war das sehr günstig.

A: Entschuldigung - ist da Springer an Hartmann 'rangetreten oder umgekehrt. Wissen Sie wie das war?

J: Ich weiß es nicht ganz genau, denn die Zeitschrift existierte schon ungefähr ein halbes oder ein dreiviertel Jahr, bevor ich überhaupt in dieses Institut kam. Und als ich die Zeitschrift übernommen habe, 1965, war sie erst zweieinhalb Jahre alt. Aber es lief alles reibungslos; das Lektorat bestand aus einem Ehepaar, den Mayer-Kaupps, die sich darum gekümmert haben. Die waren damals unser Kontakt zum Springer-Verlag; ich hatte nur mit Frau Mayer-Kaupp zu tun. Ich nehme an, daß Herr Dr. Mayer-Kaupp Chemiker war, wenn ich das richtig in Erinnerung habe. Später kam dann Herr Boschke und jetzt sind natürlich wieder andere dort. Aber die zwei Jahre, in denen ich das gemacht habe, hatte ich es mit Frau Mayer-Kaupp zu tun, wobei wir unseren Kontakt weitgehend telefonisch abgewickelt haben, es lief alles ganz einfach. Das einzige, was sich während meiner Zeit geändert hat, war, daß ich eines Tages merkte, die Zeitschrift wuchs ja. Am Anfang waren es wenige Manuskripte. Es wurden immer mehr und ich habe immer wieder begutachtet und auch andere - - -

Und jetzt komme ich zum entscheidenden Punkt: Nämlich, warum habe ich mich für semiempirische Methoden interessiert. Einmal, weil ein großer Teil der Manuskripte über solche Methoden war, und zum anderen, da Hartmann selbst wenig Zeit hatte, hatte er uns das vollständig überlassen. Ich sehe heute - früher habe ich das nicht so ganz verstanden - wie das ist, wenn man wenig Zeit hat! Wir haben ihn nur gefragt, wenn es um ganz kritische Fälle ging - und die möchte ich jetzt nicht unbedingt diskutieren - - .

Wir haben deshalb semiempirische Methoden verstehen müssen. Wir haben sie zum Teil gekannt, aber wir mußten dazu lernen, um sie besser verstehen zu können und dabei fiel mir auf, daß es ja schon ganz systematische Arbeiten darüber gab: das waren die Arbeiten von Lykos und Parr aus den 50er Jahren noch (40) - - -

A: Und das Buch von Parr (41) - -

J: Parr steht hier sogar, dort schräg hinter Ihnen -(zeigt auf sein Bücherregal I. N.), den habe ich damals auch relativ schnell gekauft, das andere da ist jetzt das neue Buch von Parr, über DFT (95b). Über das erste Buch hat Parr damals, schon '63, in Konstanz vorgetragen. Kurz danach, im gleichen Jahr, erschien das Buch. Ich kannte Parr von daher seit '63 und habe mich auch für diese Methoden natürlich interessiert. Als ich mich entschieden hatte, daß ich auch mal einen Ortswechsel brauchte - ich hatte ja in Frankfurt studiert, war da acht Jahre gewesen - bin ich dann nach Chicago gegangen. Ich hatte deswegen einige Leute angeschrieben und die schnellste positive Antwort war eben die von Peter Lykos gewesen, der sagte, daß er gerade Geld zur Verfügung hätte. Ich konnte zum Beispiel nicht zu Martin Karplus gehen, der auch Interesse hatte, der aber damals keine Stelle frei hatte und der mich an die NATO verwiesen hatte, die aber zu der Zeit keine Stipendiengelder frei hatte (43). Da dachte ich gut, ich wollte ohnehin schon immer mehr über semiempirische Methoden wissen, dann gehe ich also nach Chicago und lerne das.

Die Enttäuschung war aber doch recht groß: Als ich nämlich dort ankam, arbeitete Peter Lykos gar nicht mehr an diesen Methoden. Es war ja auch schon 1967, und er fing gerade mit den ab initio Methoden an und wollte dazu die Konfigurations-Wechselwirkung. In drei Monaten habe ich ein spezielles Programm geschrieben, über MC-SCF. Die ersten Arbeiten waren aus dieser Zeit. An der Universität von Chicago war Herr Hinze (44) schon als Assistant Professor, der an allgemeineren Programmen dieser Art geschrieben hat. Ich war Postdoc am Illinois Institute of Technology.

Der andere, der in Argonne auch an Programmen dieser Art schrieb, war A.C. Wahl (45). Und Lykos hatte diese Idee gehabt, daß er es selbst auch nochmal machen könne. Ein Doktorand von Lykos, der von Wahl betreut wurde, schrieb daher ein spezielles MC-SCF Rahmenprogramm. Nun hatte der wohl schon vier Jahre dort abgesessen und Lykos meinte, daß der jetzt fertig werden müßte, die Arbeit würde etwas drängen. Er gab mir die Aufgabe und ich habe dieses Programm in drei Monaten geschrieben, worauf der Student sehr unruhig wurde, da ich ihn innerhalb kurzer Zeit überholt hatte. Die Folge davon war, daß mir der Herr Wahl den Zugang zu seinem Integralprogramm brüsk abgeschnitten hat! Ich konnte gar nicht mehr weiter arbeiten. Wir mußten dann Klimmzüge machen; und ich bin auf die Idee gekommen, das Programm, das McLean und Yoshimine für Integrale und Rechnungen an kleinen Molekülen geschrieben hatten (46), zu benutzen. Ich habe in dieses Programm eingegriffen, da Integrale rausgeholt. Das war auch mit Komplikationen verbunden (nachdenklich, I. N.) - - -. So haben wir diese Klippe umschifft.

Es war eine kleine, aber effektive Gruppe bei Lykos, vier, fünf Leute, alles Doktoranden, ich war der einzige Postdoc. Während dieser Zeit gab es Seminare und Lykos kam auf die Idee, daß ich auch so eine Seminarreihe abhalten sollte. Ich habe dann 12 Vorträge in 12 aufeinander folgenden Wochen gehalten, ein ganzes Seminarprogramm bestritten, das war ein ganzes Semester. Ich hatte mich vorbereitet, indem ich die Originalliteratur las, also von Parr, von Pople (47), von Fischer-Hjalmars (48), von Koutecky (49) - und wer alles damals da war. Ich habe das wohl so gut gemacht, daß Lykos mir vorgeschlagen hat, ich sollte das doch mal schriftlich niederlegen. Ich war damals noch sehr jung und sehr naiv und habe gesagt: naja, gut, ich habe ja alles alleine gemacht, folglich mache ich eine Arbeit, da steht nur mein Name drauf.

Das war sehr, sehr ungewöhnlich für amerikanische Verhältnisse, denn normalerweise hätte der Name von Lykos da auch draufstehen müssen. Aber der hat es nicht nur toleriert, sondern auch gefördert, weil er sehr großzügig war, und so sind wir auch heute noch in Verbindung, freundschaftlich verbunden, obwohl er 12 Jahre älter ist und auch seinen 70. Geburtstag jetzt schon überschritten hat. Meine Hauptleistung war also diese Vortragsreihe über semiempirische Methoden, das andere ließ sich ja nicht realisieren, weil wir die Integrale nicht mehr bekamen für mein MC-SCF-Programm (lacht, I. N.).

Und dann habe ich auf Vorschlag von Lykos daraus ein Manuskript gemacht. Das war das längste, das ich je in meinem Leben geschrieben habe, außer meinem Buch natürlich, es hatte 80 Schreibmaschinenseiten. Das habe ich an alle Leute geschickt, die damals bekannt waren, an Parr, an Pople, an Koutecky, Frau Fischer-Hjalmars, ich glaube auch an Berthier, und noch weitere, die sind dann auch alle genannt, ganz zum Schluß, es waren, glaub ich, sieben Leute. Und alle haben sehr positiv reagiert, denn ich war der erste, der eine gemeinsame Nomenklatur gewählt hatte. Alle hatten ja völlig anders geschrieben, und es war sehr schwer, diese Arbeiten zu lesen. Ich hatte das vereinheitlicht, hatte die Methoden vergleichbar gemacht, hatte sie gewissermaßen gestaffelt. Auch Ruedenberg zum Beispiel ist ja in diesem Artikel mit dabei, und klar, daß Ruedenberg (50) damals auch noch ein großes Interesse an semiempirischen Methoden hatte. Kurz vorher hatte Pople diese zweite Serie CNDO (51), NDDO (52), INDO (53) publiziert, und da hat er mit INDO eben einen Kompromiß gefunden. CNDO war die vollständige Vernachlässigung der Überlappungen, NDDO war schon eine relativ geringe Vernachlässigung, es war innerhalb einer kurzen Zeitspanne nur sehr schwer zu implementieren. Diese Methoden haben aber damals nicht so gut funktioniert, die Genauigkeit war nicht groß genug und deshalb hat Pople das Gebiet verlassen (54). Er hat in diese Entwicklung nur noch, ich würde mal sagen, drei Jahre reingesteckt, obwohl er mit guten Mitarbeitern durchaus in der Lage gewesen wäre, auch diese Methoden noch weiter zu verbessern. Er selber hat eben auch kurzfristig keine Möglichkeiten gesehen, sie zu verbessern und ist dann auf ab initio-Rechnungen umgestiegen, auf Gaußfunktionen, die er ja auch nicht eingeführt hat, sondern die von Boys stammten (55) und unter anderen auch zum Beispiel später von Preuß in den 60er Jahren bearbeitet wurden (56).

A: McWeeny behauptet, er hätte die Gaussians schon vor Boys gehabt. Er hatte eine kristallographische Arbeit (57) gemacht, als Physiker, und da wäre er da drauf gestoßen, sagte er in seinem Interview (58). Es muß vielleicht auch so in der Luft gelegen haben, vielleicht gab es auch eine gewisse Parallelität?

J: Das ist durchaus denkbar, weil viele dieser Arbeiten jetzt einfach vergessen sind. Ich habe selber auch noch eine Arbeit über die Hückelmethode geschrieben. Und zwar war das im Journal of Chemical Physics, 1969 (59). Ich habe jetzt erneut nachgelesen, worum es damals ging: Die Hückelmethode produziert Orbitalenergien, die gleichzeitig als Summe die Gesamtenergie ergeben sollen, während das SCF-Verfahren, das hinterher von Frau Fischer-Hjalmars in die Hückelmethode hineininterpretiert worden ist, es nicht erlaubt, daß die Gesamtenergie die Summe dieser besetzten Hückel-Orbitalenergien ist. Diese Diskrepanz kann sehr leicht bereinigt werden, wenn man den Operator etwas anders definiert. Das war damals noch eine interessante Übung, die parallel zu diesem Review lief und die dann zumindest vom Erkenntnistheoretischen her auch die Interpretation von Frau Fischer-Hjalmars etwas gefestigt hatte. Das war zwar schon nach Pople, mit dieser zweiten Serie von Arbeiten (60). Aber das Verständnis für die noch einfacheren Methoden kam ja doch sehr spät, das ist von Frau Fischer-Hjalmars etwa um 1965 (61) gemacht worden. Ich kannte sie damals nicht persönlich - -.

Ich hatte übrigens auch Roald Hoffmann (62) angeschrieben, natürlich auch weil er viel auf diesem Gebiet gemacht hat, um das mit einzubauen, Meine Kontakte mit Hoffmann gehen also auf die Zeit zurück, als ich diesen Review-Artikel geschrieben habe. Heute ist er ein Freund von mir.

A: Wo ist Hoffmann heute?

J: Der ist an Cornell, in Ithaca, New York. Das ist so ein bißchen nördlich von New York City. Da ist es ganz schön. Ich war selber nur einmal dort, 1980, also ein Jahr bevor er den Nobelpreis bekommen hat und er hat damals ja große Auseinandersetzungen mit Dewar (63) gehabt.

Dewar war ein etwas merkwürdiger Mensch, ich kannte ihn lange Zeit auch nicht persönlich. Ich habe ihn erst 1976 kennengelernt. Hoffmann hatte ich früher kennen gelernt, das war schon '73, das war auch in USA natürlich auf einer Konferenz und Hoffmann ist ja auch immer ein großer Diplomat gewesen. Er war sehr dezidiert in seiner Meinung, die er aber nicht immer so dezidiert ausgedrückt hat. Dewar hat die Kontoverse schon eher gesucht (64).

Anfang der 70er Jahre habe ich mich in den USA umgeschaut, mich beworben, etwas naiv, würde man sagen: Ich habe einfach an die besten Universitäten geschrieben und dachte, jetzt kommt eine Antwort und dann können die ja sehen, was ich nun kann und dann wird man vielleicht auch mal eingeladen. Was im allgemeinen gar nicht üblich ist, die Leute schauen sich selber um und laden jemanden ein. Ich schrieb also unter anderem auch nach Berkeley, ich würde mich da als Assistant Professor betätigen wollen; damals war Pimentel (65) Chairman. Er schrieb mir einen sehr freundlichen Brief mit etwa folgendem Resumée: "Wir haben Ihre Bewerbung hier zur Kenntnis genommen, vielen Dank, we will put it on file". Was soviel bedeutet, wie in einen Ordner stecken. Aber so viel Englisch kannte ich noch nicht, daß das nur hieß, daß der sich das wahrscheinlich nie mehr angucken würde, weil schon so viele andere da drin steckten - -und es kam leider auch nicht dazu.

Als ich auch mit Lykos darüber sprach, wie so eine Bewerbung läuft, habe ich mich dann informiert, wo denn nun wirklich Stellen frei wären, wo Theoretiker gesucht würden und da war also eine Stelle in St. Louis frei. Zunächst mal aber noch nicht so präzisiert auf Theorie hin. Ich schrieb hin und der Vorsitzende der Berufungskommission schrieb mir dann zurück: "Es ist sehr schön, daß Sie sich beworben haben. Wir haben uns diesmal für einen Anorganiker entschieden, aber wir möchten noch weiter Hochschullehrer rekrutieren und im nächsten Jahr gibt es wahrscheinlich wieder eine Stelle." Ich habe gesagt: na gut, macht ja nichts, ich bewerbe mich dann wieder. Habe dann einfach auf Verdacht hin geschrieben und bin auch eingeladen worden. Und mußte mich allerdings auch schon gegen junge amerikanische Kollegen behaupten. Es ist nicht so ganz einfach für einen Deutschen, sich da zu etablieren - ich habe mich jedoch durchsetzen können. Zum Glück auch gegen Leute, die von Harvard kamen und die in St. Louis auch gerne eine Stelle gehabt hätten. Es gab sogar jemand, der war als Theoretiker Assistant Professor an der University of Illinois in Urbana, und man munkelte, daß er jetzt kein tenure bekommen wird, der sollte dann nach St. Louis 'rübergeschickt werden. Aber die Leute dort dachten, wir wollen keinen, der von anderswo her abgeschoben wird, wir wollen jetzt wirklich einen jungen Mann, der noch vieles vorhat.

Die Erwartungen in St. Louis waren sehr hoch - leider kam dann diese Rezession Anfang der 70er Jahre, und dann ging das schlagartig runter, viele sind dann ja auch gegangen, das Department wurde immer kleiner. Aber am Anfang, 1969, als ich da anfing, war ich ja erst 29, da hatte ich großes Glück. Ich hatte auch noch jüngere Kollegen, der eine Kollege war erst 27. Denn das war damals noch so üblich, wenn man an einer guten amerikanischen Universität fertig war, dann hat man höchstens noch ein Jahr als Postdoc gearbeitet. Wenn man mit 25 fertig war, konnte man mit 26 schon Assistant Professor sein. Und ich habe mich früher immer gewundert, warum solche Leute wie Gell-Mann (66), der mit 40 einen Nobelpreis bekommen hatte, schon 16 Jahre lang führend mit auf der Welt sei. Das fand ich merkwürdig, der war da ja dann 24 - aber Gell-Mann war mit 24 schon Associate Professor, er muß halt mit 23 schon promoviert und dann sehr schnell Karriere gemacht haben.

Das ging in USA durchaus, aber in Deutschland natürlich nicht. Aussichtslos. Da ist diese Habilitation, die eine langwierige Arbeit ist. Ich habe jetzt hier einen Habilitanden, der hervorragend ist, der auch bald woanders eine Stelle bekommen wird, wenn auch nicht in Deutschland, der sitzt jetzt schon eine ganze Weile an dem Schreiben der Arbeit. Das Entwickeln einer neuen Methode kostet Jahre und das Niederschreiben ist sehr langwierig - - .

Ich hatte mich also nicht habilitiert, denn ich wurde in USA nach zwei Jahren zum Associate Professor mit tenure befördert und dann haben auch die Kollegen hier in Deutschland gesagt: gut , jetzt ist er ein richtiger Professor. Und vorher war ich halt nur ein Assistant Professor. Und die Kollegen, deren Namen ich jetzt auch nicht unbedingt nennen möchte, haben dann immer noch geschrieben 'Herr Dr. Jug'. Naja, Assistant Professor, das war eben noch kein so gestandener Mann im deutschen Sinne, aber ich hatte dort eben die Möglichkeit, auch selber was zu machen. Und da war genau das, was Sie angesprochen hatten: ich hatte gesehen, daß Pople aufgehört hatte, an semiempirischen Methoden zu arbeiten. Deshalb dachte ich, da ist eine gute Chance, noch was besser zu machen. Und ich habe auch angefangen damit, natürlich (nachdenklich, I. N.).

Dann kam mir der Zufall zu Hilfe, so etwa 1971, als ich schon zwei Jahre in St. Louis war und noch keinen einzigen Mitarbeiter hatte. Schließlich kam doch jemand (nachdenklich), gerade zu dem Zeitpunkt, als ich mal einige Monate in Deutschland war, im Sommer 1971. Man wird ja in USA formal im Sommer gar nicht bezahlt, man bekommt einen 9-Monate Vertrag. Pro Monat ist das gar nicht so schlecht, aber man muß das umlegen auf das Jahr, auf diese Weise muß man schon sparen für die drei Monate, wo man nichts bekommt. Und da dachte ich, daß das gar nicht so schlecht ist, wenn ich auch mal woanders arbeite. Ich habe dann als Gastprofessor gearbeitet: einmal 1970 an der Florida State University in Talahassee. Eigentlich wollte ich zunächst bei Michael Kasha (67) arbeiten, weil mich die strahlungslosen Übergänge interessierten. Ich war dann aber bei Rhodes gewesen, weil Kasha in diesem Sommer gerade selbst irgendwo anders war. Dann, 1971, war ich Gastprofessor an der Johns Hopkins University bei Parr, nur einen Monat, und anschließend noch bei Labhart (68) in Zürich. Das hat natürlich die Kontakte gestärkt, und auch das Gehalt aufgebessert.

In dieser Zeit hatte ich eben doch schon eigene Ideen, wie man semiempirische Methoden entwickeln könnte, und nachdem ich dann 1971 zurückkam, da kam dieser Student, Patrick Coffey. Der hatte schon einen Master's degree in Organischer Chemie, aber er wollte gerne was programmieren. Und das ging natürlich nur bei mir. Ein Programm schreiben hatte er wohl gelernt, er war nämlich bei der Armee gewesen und dort hatte er programmieren gelernt. Er wollte dies nutzen, und das war für eine Arbeit in der Theoretischen Chemie gar nicht so schlecht. Da sagte ich, daß ich aber jetzt für ein Jahr eine Gastprofessur hätte, die ich '72 in Stuttgart bei Preuß antreten würde. Preuß hatte dafür gesorgt, den kannte ich ja auch schon von Frankfurt und der Sommerschule '63 her, wo er die Vorlesung über die LCAO Methode gehalten hatte, während ich die Übungen dazu gemacht hatte. Für Preuß, der 1963 ja noch Privatdozent war - - -

A: Er war eigentlich sehr lange Privatdozent.

J: Ja , bis 1969, bis er nach Stuttgart ging. Er war seit zwei Jahren dort und hatte dann den Antrag für mich gestellt. Ich war also offizieller Gastprofessor der Universität Stuttgart und bekam ein offizielles Schreiben, natürlich nicht nur von Preuß sondern auch vom Rektor. Und da ging Herr Coffey mit, dessen Aufgabe es nun war, dieses Verfahren als Doktorarbeit zu entwickeln (69). Was wir gemacht haben, ist ganz einfach: wir haben uns nämlich gesagt, wir wollen die Methode von Pople verbessern. Ich bringe das heute noch in meiner Vorlesung: Die Ergebnisse waren eigentlich so schlecht, daß man hoffen konnte, sie einfach besser zu machen, wenn man was tut. Ich hatte mich ja mit diesen Formeln bei Lykos schon genügend befaßt und hatte bemerkt, daß Pople versehentlich eine Formel aus der alten Hückeltheorie übernommen hatte, diese Formel für das Resonanzintegral, die so, in dieser Art, falsch sein mußte. Die war einfach nicht haltbar, deshalb hatte diese Methode auch versagt!

Mit diesem kleinen Trick, die Formel jetzt richtig abzuleiten - - - da war von Linderberg, der bei Löwdin in Schweden war und später in Dänemark Professor wurde, eine ganz kleine Arbeit erschienen über dieses b -Integral (70). Ich habe mir das angeguckt, habe das dann vollständig durchgearbeitet - meine ersten Arbeiten waren über dieses Integral. Und dann habe ich diese Erkenntnisse (70a-b) in die Pople-Methode eingebaut. Ich habe sie verändert und der Doktorand wurde mein bisher schnellster, es ist nie jemandem gelungen so schnell zu sein. Er hat nur eineinhalb Jahre für seine Doktorarbeit gebraucht und danach mußte er ein halbes Jahr warten, bis seine Promotionsurkunde ausgestellt wurde. Er war schon als Postdoc weg, nach anderthalb Jahren schon bei van Wazer (71). Eigentlich wollte er zu Dewar und ich hatte ihm auch einen Kontakt mit Dewar verschaffen wollen, aber Dewar hatte keine Stelle und er hatte es dann wieder weitergegeben, bei van Wazer ist er dann geblieben. Coffey hat unsere semiempirische Methode als Doktorand entwickelt (72a-b), aber ohne Namen, den habe ich erst zwei Jahre später vergeben, weil wir damals nicht so vermessen waren, der Methode einen eigenen Namen zu geben. Diese Veröffentlichung ist also ohne den Namen SINDO 1973 im Journal of the American Chemical Society erschienen (72a).

Als ich dann bemerkt habe, daß man der Methode einen eigenen Namen geben muß, weil man sonst von außen nicht damit identifiziert wird, da habe ich unser Verfahren SINDO genannt (73). Das Verfahren interessierte auch sofort die Gutachter. Ich bin auch ziemlich sicher, wer es war: das war Whitehead, in Kanada (74). Whitehead hatte damals so circa 70 Parameter und ich hatte vielleicht 7, der war sehr beeindruckt, daß man es mit sowenig Parametern so weit bringen konnte! Aber da hatte Dewar inzwischen schon seine MINDO-Methode entwickelt (75) und Dewar war nicht nur sehr viel älter, mehr als 20 Jahre, sondern der hatte natürlich einen Riesenstab von Mitarbeitern und hat natürlich viel flotter arbeiten können als ich mit einem und anschließend wieder keinem.

Als ich merkte, daß es in St. Louis im Laufe der Zeit doch sehr, sehr schwer werden würde - in dem Jahr in Stuttgart habe ich natürlich einige andere Dinge am Computer rechnen können, die in St. Louis nicht möglich waren, da mußte ich mir halt überlegen, ob ich dort bleiben wollte. Eine andere Stelle in USA zu finden war damals zu schwierig, dafür war die Situation zu schlecht, man schrieb '71, '72, es gab gerade eine Wirtschaftsrezession. Dann habe ich mich halt um eine Stelle in Deutschland bemüht. 1972 bin ich auch schon eingeladen worden von verschiedenen Unis, zum Beispiel auf Stellen wie auf die in Bonn, auf der Frau Peyerimhoff (76) sitzt, dann auch nach Bochum, die heute Kutzelnigg (vor) inne hat und bei denen ich auch in der engeren Auswahl war. Und ja (nachdenklich, I. N.) - man hat durchaus von außen her natürlich noch eine gewisse Sichtweise gehabt, über Deutschland hinaus. Mein letztendlicher Erfolg lag auch darin, daß ich zwei Gutachter hatte, die wohl offenbar immer Positives über mich geschrieben haben. Das war einmal Hartmann und dann Löwdin (77).

A: Löwdin ist aber kein Semiempiriker?

J: Er hat natürlich mehr methodisch gearbeitet, und ich möchte sagen, wenn es um Nobelpreise geht, hätte Löwdin auch einen erhalten können. Aber manchmal ist die Konstellation nicht so und man fragt sich dann auch oft, warum dieser und jener und der andere nicht.

A: Nun gut, Löwdin hat bei seiner Verleihung eines Ehrendoktors an der Universität Konstanz (77) erzählt, daß er selber viele Jahre dem Nobelkomitee angehört hatte.

J: In der Physik. Er war in dem Physikkomitee, aber das war auch zu nahe bei der Chemie! Es haben viele versucht, ihn vorzuschlagen; und ich denk' mal, man hat nicht die genügende Zahl aufgebracht, immer im gleichen Jahr. Die diesjährigen Nobelpreise sind natürlich nicht aus Zufall so geworden -

A: Warum sind die so geworden?

J: Ich glaube, Sie sollten den Artikel von Herrn Kutzelnigg mal lesen, der in diesen Blauen Blättern erschienen ist (78), jetzt vor drei Tagen (nachdenklich, I. N.) - die Kommentierung der Nobelpreise. Tja, - - (nachdenklich, I. N.). Es gab dort eine große Gruppe von Leuten, die auch identifizierbar sind über die Kommentierung im Internet. Ich habe es schriftlich. Ein Kollege hat es mir ausgedruckt und übergeben (79). Ich hatte es noch nicht selbst gesucht. Da steht hinten so ein kleiner Annex und da stehen auch noch Zitate; und aus denen kann man sehr deutlich erkennen, wer dahinter steckt.

A: Unter was findet man das? Unter Nobelpreis?

J: Nein, das ist ein bißchen schwierig. Man muß die Akademie anwählen, in Stockholm. Und die hat eine Abkürzung. Die Akademie der Wissenschaften muß man dort anwählen und dann kann man es finden (lacht). Es ist natürlich deshalb besonders interessant, daß Pople diesmal den Nobelpreis bekommen hat, wo ich auch selbst voll dahinter stehe, weil ich ihn ja auch 30 Jahre kenne. Ich habe ihn so etwa '68 oder '69 in Florida kennengelernt. Er ist nicht sehr gesprächig, wenn man ihn nicht kennt. Ich war damals noch sehr jung und versuchte, mit ihm ein Gespräch anzufangen, das ungefähr so endete: Ich habe eine Frage gestellt und er hat darauf eine Antwort gegeben, die sehr kurz war und damit war das Gespräch beendet. Im Laufe der Jahre wurden unsere Gespräche immer länger. Inzwischen wären sie natürlich sehr lang, wenn er die Zeit hätte.

A: Gestatten Sie mir an dieser Stelle einen Themenwechsel, Herr. Prof. Jug. Gestern Abend konnte ich noch mit Prof. Tietz sprechen, der Hückels Assistent in Marburg war und der später hier in Hannover Professor für Mathematik wurde. Hückel erwähnt ihn namentlich in seiner Autobiographie. Das Gespräch mit Prof. Tietz war sehr aufschlußreich (80). In diesem Gespräch ging es mir mehr um die menschliche Seite von Hückel in Marburg. Leider habe ich aus anderen Gründen nicht an der Feier zum 100. Geburtstag von Hückel teilnehmen können. Seine Autobiographie wird nirgends gelesen. Kennen Sie die Autobiographie von Hückel (81)? Wie denken Sie darüber?

J: Ich habe sie hier stehen, habe sie natürlich auch gelesen. Hückel ist ein seltener Fall von mißverstandenem Wissenschaftler in Deutschland. Und wenn man bedenkt, daß sein Bruder, der Chemiker, natürlich viel bekannter war und so ein dickes Buch geschrieben hat in der Organischen Chemie (82) und der arme Hückel - ich meine, der sich sogar zweimal habilitiert hat, der sich umhabilitiert hat, der einfach - ja, kein richtiger Physiker war und kein richtiger Chemiker. Und dadurch eben in gewissen Kreisen einfach - nicht anerkannt war. Das kam ja erstmal nach dem Krieg. Ich habe seine Arbeiten aus den 30er Jahren natürlich gelesen, die waren originell und bahnbrechend für die damalige Zeit. Mehr intuitiv vielleicht, aber Hückel war eben auch als Physiker in der Lage, solche mathematischen Probleme leicht aufzurollen.

Die Hauptentwicklung kam eben von Physikern, das muß man so sagen - die kam aus der Physik. Mulliken (83) und, ja, Heitler (84) in Zürich. Ich habe selber Heitler noch gehört als ich Gastprofessor an der Universität Zürich war, 1971, da hat Heitler noch Vorlesungen gehalten. Aber es saßen da nur fünf oder sechs Studenten im Saal. Die meisten kennen Heitler nur noch als Namen. Aber alle diese Leute konnten eben ein gerütteltes Maß an Mathematik. Und so ähnlich ist es ja auch in Deutschland gelaufen. Bei der ersten Generation der Theoretischen Chemiker, da waren noch die richtigen Chemiker dabei (nachdenklich, I. N.), die ausschließlich Chemie gelernt hatten, und dann kamen Physiker dazu. In der zweiten Generation gibt es sehr viele Physiker. Auch Preuß, Frau Peyerimhoff sind aus der Physik, haben selber Physik studiert. Und insofern - ja, diese Möglichkeit, die Mathematik zu beherrschen war natürlich absolut relevant. Und heute sind wir wieder an dem Punkt.

Also da ist auch die Verknüpfung: wie kann man semiempirische Methoden überhaupt entwickeln? Indem man sehr, sehr viel Mathematik kann und ein Einfühlungsvermögen hat, wie sowas funktionieren kann. Und da sind die semiempirischen Methoden, sage ich manchmal, die am wenigsten verstandenen Methoden., weil sie eigentlich die schwierigsten sind. Die Verbesserungen sind nicht trivial, die kann man nicht systematisch machen. Man kann sich jetzt nicht hinsetzen und sagen, ich nehme nochmal eine Funktion dazu oder ich nehme nochmal etwas Korrelation, das geht so nicht. Und man muß feilen an einem internen System, das gewisse Dinge hergibt und andere offenbar nicht. Aber die Grenzen sind eben auch noch nicht erreicht und deshalb haben auch viele dieser Methoden heute noch Gültigkeit.

Auf der Schiene von Dewar wurden sie weiterentwickelt. Der fing an mit dem MINDO, dann hat er das nächste MINDO/2 genannt, mit einem Schrägstrich, und dann MINDO/3. Wir hatten hier mal einen Gast, der natürlich kein Theoretiker war, der von MINDO-Drittel gesprochen hat, dem Bruchstrich nach, der lag aber nicht so schräg - und insofern (lacht) - - -. Und die Methoden wurden auch angewandt von Leuten, die keine Ahnung hatten, die nicht mal wußten, wie das ausgesprochen war - MINDO-Drittel also. Kurz danach kam MNDO, ich habe in dieser Zeit dort auch vorgetragen, 1976, bei Dewar. Er hatte mich eingeladen, weil ich auf einer Konferenz in der Nähe war, in New Orleans. Ich hatte also über SINDO berichtet, damals, das war die allerälteste Version. Da hatte noch keine große Verbesserung stattgefunden gegenüber der, die Coffey gemacht hatte. Wir hatten aber interessante Probleme schon mal angefangen, nämlich thermische Reaktionen. Und da ging es um Aktivierungsenergie von Cyclopropan zu Propen zum Beispiel. Da gab es also eine Aktivierungsenergie von 62 kcal/mol, und ich glaube, wir hatten 48 kcal/mol. Das habe ich vorgetragen, es waren viele Leute da, durchaus gut besucht, und als Gastgeber sagte dann Dewar: "Jetzt liegt es sicher vielen meiner Mitarbeiter auf der Seele, etwas zu fragen, aber keiner wagt es, deshalb muß ich es tun: Warum benutzen Sie eine so schlechte Methode?" (lacht). Darauf sagte ich: "Ja, Herr Dewar, das liegt daran: Sie haben 70 Parameter, und ich nur 7." Aber dann wurde ich klüger, ich sagte: "Wenn ich es vielleicht mit 14 schaffe, so gut zu sein wie jemand mit 70, dann bin ich besser." Ich habe als Purist angefangen im Hartmannschen Institut, wir haben Hartmann-Methodik gelernt.

A: War Hartmann Physiker oder Chemiker?

J: Er war Chemiker, hat bei Wulff (85) promoviert, hat auch bei Sommerfeld (86) mal einige Monate gearbeitet. Ja, ja, er hat tatsächlich bei Sommerfeld gearbeitet, das war gewissermaßen der Höhepunkt seiner Ausbildung, in den 40er Jahren noch.

A: Ich wollte Sie aber nicht unterbrechen.

J: Ja, ja, Dewar war sehr direkt. Und Matsen (87), der auch sehr viel an mehr formalistischen Entwicklungen beteiligt war, sagte mir hinterher: "Ach, der Dewar, der hat gar nicht gesehen, wie schön Ihre Theorie ist. Die ist ja theoretisch so sauber abgeleitet, alles strukturiert." Aber in diesem Feld bewegen sich semiempirische Methoden noch heute, sie sollen theoretisch einwandfrei sein, aber sie sollen auch noch effektiv sein. Sie sollen sehr genau sein, und mit der Zeit muß man für diese Genauigkeit immer einen Teil der Theorie wieder opfern. Also das ist so wie ein Dominospiel: da kippt man 'mal was um und dann muß man sehen, daß man es wieder neu aufbaut.

A: Wie ist das: die ab initio Leute sagen dann: tja, die Semiempiriker, die rechnen ja bei Null Kelvin - - -

J: Stimmt auch schon nicht mehr. Wir haben in diesem Jahr eine Doktorarbeit abgeschlossen. Herr Ahlswede hat gerade vor einem Monat seinen Doktortitel erworben mit der Weiterentwicklung unserer Methode, bei der die Bildungsenthalpie bei Zimmertemperatur enthalten ist (88). Und zwar nicht, wie bei Dewar und allen Nachfolgearbeiten, die keine Nullpunktenergie dabei haben. Herr Ahlswede hat die Schwingungsenergie einbezogen. Er hat justiert, um Übereinstimmung mit den Meßdaten zu erreichen, aber auch mit den ab initio-Rechnungen. Wir können das auch. Wir haben Nullpunktenergien genommen, aber bei null Kelvin bisher, und ab diesem Jahr bei 298 Kelvin. Und das ist also auch ein beträchtlicher Fortschritt. Abgesehen davon, ist die numerische Genauigkeit jetzt so gut wie die der Standardmethoden von Pople, für die er den Nobelpreis bekommen hat. Pople hat eine große Verbesserung des Programms GAUSSIAN erreicht und es wird eben auch viel zitiert. Aber unsere Genauigkeit ist jetzt ungefähr vergleichbar mit 6-31G*, für Strukturen.

A: Mit kleineren Rechenzeiten?

J: Mit wesentlich kleineren Rechenzeiten. Aber es ist natürlich für uns absolut uninteressant, diese kleinen Systeme zu behandeln, das kann man ab initio auch. Zwar mit größerem Aufwand, aber man kann die Genauigkeit ja immer weiter steigern. Unsere Domäne ist zur Zeit die Berechnung von sehr großen Systemen, da sind wir eben auch führend.

A: Die Industrie behauptet, daß sie die heutigen semiempirische Programme teilweise noch nicht gebrauchen kann. In der Industrie scheint sich da streckenweise eine gewisse Enttäuschung bezüglich der Quantenchemie abzuzeichnen. Wie sehen Sie das?

J: Ja, aber das ist ja einfach zu erklären. Die haben nämlich versucht, abzuheben auf Pharmazeutika. Und (lacht), das sind die chemischen Systeme, die zum Teil recht groß sind. Wenn man das jetzt einfach nur durch die Mühle zieht und dann eine Struktur herausbekommt, dann nützt das für die Reaktivität solcher Stoffe überhaupt nichts. Das Verfahren ist ja sehr viel komplexer. Auch auf diesem Gebiet haben wir zufällig einmal gearbeitet, weil einer meiner Mitarbeiter, der von Hause aus Biochemiker gewesen ist, ein Problem lösen wollte. Wir haben dann eine Kooperation gemacht mit einem Biochemiker, der jetzt in Köln ist, aber früher in Braunschweig war. Und wir haben ein System bei vorgegebener Struktur mit 8000 Atomen berechnet - allerdings nicht mit SINDO, noch etwas einfacher. Und dieses aktive Zentrum rechnerisch zu erfassen, das können die Leute in der Industrie nicht, dafür haben die eigentlich nicht die Voraussetzungen. Das sind Forschungsarbeiten, für die die Industrie gar keine Zeit hat. Und ein Programm zu nehmen und da schnell mal was zu rechnen, das funktioniert so nicht. Ich weiß, daß auch bei Schering mal jemand war, der von Labhart kam und der an solchen Fragestellungen gearbeitet hat. Das hat nicht so weit geführt, wie man sich das erhofft hat. Wo ich mehr Aussichten sehe, das ist im Bereich von Adsorptionen an Oberflächen, nicht an allen, bei Metallen ist das sehr schwierig.

A: Mit welchen Programmen?

J: Gut. Wir können jetzt, sagen wir mal, 1000 Atome mit SINDO behandeln. Das ist eine ansprechende Zahl. Jimmy Stewart vertreibt jetzt dieses PM3 (89). Er war auch früher mal bei Dewar, hatte dann aber Differenzen mit Dewar, arbeitet jetzt für Fujitsu (90), hat aber auch eine eigene Firma sozusagen, eine Firma Stewart Computational Chemistry und verbreitet das PM3 - Programm. Das PM3 ist eine Abzweigung aus dem MNDO. Beim MNDO, da gab es drei Weiterentwicklungen: eine von Dewar selbst, AM1, Austin Model 1 (91), - er wollte unbedingt, daß es einen Namen hat, der identifizierbar bleibt. Und Stewart hat eine andere Philosophie gehabt: statistische Genauigkeit, wo alles, was eingegeben wird, zur Parametrisierung verwertet wird. Ich habe das vor einem Jahr auch noch abgelehnt, aber heute sehe ich das nicht mehr so eng (nachdenklich I. N.). Ich kann mir durchaus vorstellen, daß man damit auch größere Erfolge erzielen kann. Wir haben es gerade auch demonstriert, daß diese Idee nicht falsch ist. Wir haben uns auf Wunsch unserer Kollegen hier in Hannover mit der Adsorption beschäftigt. Adsorption von kleinen Molekülen an Kochsalzoberflächen ist noch eine verhältnismäßig einfache Sache. Verständlich ist es aber auch am MgO, was für die Katalyse interessant ist. Da haben wir unter anderem auch Dissoziation von Wasser an defekten Oberflächen studiert. Aber das ist natürlich viele Jahre Arbeit, wir arbeiten inzwischen auch schon acht Jahre daran. Für diese Untersuchungen ist gerade SINDO geeignet, das wir ab 1980 weiter entwickelt hatten. 87, '92 waren die nächsten Stationen (92). Wir haben dann einige Male Verbesserungen versucht, zweimal ist es uns mißlungen, aber das kostet eben 10 Jahre, so eine wirkliche Verbesserung zu machen. In seiner Doktorarbeit hat Herr Ahlswede einfach kleine MgO-Cluster in die Parametrisierung reingesteckt - MgO, (MgO)2, (MgO)3. Die kann man ab initio berechnen. Man hat also jetzt nachgeschaut, wie sind da die Längen, und jetzt haben wir in dieser Parametrisierung die Justierung auf Längen getrimmt. Dabei hat sich herausgestellt, daß die Ergebnisse automatisch besser werden. Wir waren also erfolgreich, während vorher diese Cluster von niemandem behandelt wurden, jedenfalls nicht auf diese Weise, sondern unter anderen Gesichtspunkten. Es gibt schon noch größere Cluster dieser Art, aber für andere Zwecke, will ich einmal sagen, die man nie zur Parametrisierung eingesetzt hat und es gibt auch keine Messungen darüber. Und da kann man eben an kleinen Systemen mit ab inito-Rechnungen vergleichen und diese Methoden verbessern. Das haben jetzt einige schon gemacht.

Aber es gibt zur Zeit auch nur - ich würde mal sagen, fünf Methoden auf der Welt, die man ernst nimmt. Die also für die Forschung regulär eingesetzt werden können und einen großen Bereich abdecken. Es gibt noch einzelne Methoden, die für spezielle Fälle konstruiert worden sind. Das sind:

1.) Zunächst AM1 von Dewar, das aus MNDO weiterentwickelt wurde. Leider ist der Nachfolger von Dewar, einer der letzten Schüler wohl nicht so erfolgreich, der kommt da nicht so recht vom Fleck. Es gibt noch ein SAM1, aber da ist leider noch nicht viel herausgekommen.

2.) Dann das zweite ist eben das von Stewart, das PM3.

3.) Das dritte, von Thiel (93), der auch mal bei Dewar gearbeitet hatte, der das MNDO/d jetzt kreiert hat, aus dem MNDO heraus, und da nimmt er d-Orbitale als Polarisationsfunktion und macht es dadurch besser. Aber das haben wir auch schon lange dabei. Das ist also nicht die Idee von Thiel, das ist eigentlich eine, die wir mit als erste hatten.

4.) Zerner hat natürlich noch sein ZINDO, für Spektren (94).

5.) Schließlich unser SINDO.

Die eben erwähnten Autoren sind natürlich alles gute Bekannte von mir, die ich immer wieder sehe und wir sprechen darüber. Zum Glück ist es so, daß in diesem Kreis keine unnötige Konkurrenzsituation erwächst in der Gestalt, daß einer meint, er sei besser als die anderen. Denn das ist sehr, sehr schädlich. Also Thiel hat mich 'mal vor vielen Jahren gefragt: "Arbeiten Sie da noch dran, an einer Verbesserung?" Und ich sagte dummerweise: "Nein." Daraufhin sagte er: "Ah, das ist ja eine gute Sache, dann kann ich ja daran arbeiten, wir müssen das ja nicht alles duplizieren." Und als der fertig war, blieb mir nichts über, als wieder damit anzufangen. Denn seine neue Methode war ja besser. Also insofern - - - es kann sich ja durchaus positiv auswirken, wenn man das in den Grenzen hält. Viele der Methoden lassen sich auf Dewar zurückführen -

A: Die DFT-Methoden (95) auch? Kohn ist da - - - ?

J: Ja, das klingt merkwürdig. Walter Kohn (96) ist ein Physiker, der schon in Vergessenheit geraten war.

Er hatte mit Hohenberg zusammen ein Theorem abgeleitet, das nichts weiter besagt als daß es ein Funktional der Dichte für den Grundzustand gibt (97). Aus den Arbeiten geht aber im wesentlichen auch hervor, daß man dieses Funktional niemals wirklich explizit aufschreiben kann. Das ist nicht möglich. Er hat nur gezeigt, daß man damit zwei Ungleichungen erfüllen kann. Es gibt nur ein einziges, es gibt nicht zwei. Weil er dieses Funktional nicht finden konnte, und sicher war, daß es so nicht möglich ist, das analytisch aufzuschreiben - also Dichte ohne Orbitale zu machen, hatte er ein Jahr später eine neue Idee. Er ist nämlich zurückgegangen auf Orbitale und hat die Dichte wieder aus den Orbitalen aufgebaut, hat die sogenannten Kohn-Sham-Gleichungen abgeleitet (98), die ihm wieder Kohn-Sham-Orbitale erzeugten. Aber das sind keine Hartree-Fock-Orbitale! Die sind in mancher Hinsicht pfiffiger und können Korrelation schon mit einschließen.

Und dann kamen Leute, die haben mehr puristisch daran gearbeitet. Damit hat's noch nicht wirklich funktioniert. Dann kamen Leute wie Becke (99), der war damals noch recht jung, also ich denk 'mal Ende 30, und hat ein sogenanntes Gradienten-korrigiertes Funktional aufgestellt. Das ist deshalb etwas merkwürdig, weil man in diesen Kohn-Sham-Gleichungen die kinetische Energie überhaupt nicht korrekt berechnet, die ist falsch! Diese Korrektur steckt man jetzt in die potentielle Energie und muß dafür aber einen Korrekturterm haben. Das ist Becke als einem der ersten gelungen, ein anderer war noch Perdew (100). Die haben also Funktionale aufgestellt, die hinterher die Genauigkeit enorm gesteigert haben. Dann fingen immer mehr Leute an, damit zu arbeiten und Funktionale zu entwickeln, zu prüfen. Und auf diese Weise ist eine Bewegung in Gang gekommen, die immer größer wurde.

Und dann ist Parr hergegangen und hat Walter Kohn hinzugezogen. Walter Kohn kenne ich nur vom Sehen, also ich habe ihn nur ein-, zweimal gesehen. Er ist jetzt immer auf Konferenzen für Dichtefunktionaltheorie, gewissermaßen das Aushängeschild, eine Art Galionsfigur. Man brauchte jemanden, weil kein einziger sonst vielleicht in die Nähe des Nobelpreises gekommen wäre. Walter Kohn war 1991 einmal auf einer Konferenz in Menton (101) dabei, von dieser Zeit her kenne ich ihn. Er hat also über DFT gesprochen, was damals die meisten noch nicht als umwerfend empfunden haben. Aber in den nächsten fünf Jahren waren die Verbesserungen enorm.

Dichtefunktionaltheorie ist eine semiempirische Theorie, die aber auch verbesserungsfähig ist, leichter als die eigentlichen semiempirischen Theorien. Man nimmt nämlich Funktionale, die empirisch gewählt werden. Ich habe einmal in einer meiner Arbeiten geschrieben, daß es drei Stufen der Semiempirie gibt (102):

a) Die alte Stufe, Hückel, und Pariser-Parr-Pople, diese Methoden, beruhen darauf, daß man gewisse Integrale zum Beispiel anpaßt, man rechnet sie nicht aus, man paßt sie an Experimente an.

b) Die nächste Stufe, bessere Stufe ist, daß man sich Formeln ausdenkt, die Flexibilität in sich tragen. Und zwar nicht die alten, die Hückel genommen hat, das funktioniert nicht, da kommt man nicht sehr weit. Also - Schaffung von Formeln. Und das ist, was die Dichtefunktional-Anhänger heute machen, nichts anderes. Nur deren Theorie ist allgemeiner, man kann dann mehr Orbitale einbauen, sehr viel bequemer, und die Ergebnisse werden dann irgendwann mal genauer. Und man kann Dinge behandeln, die semiempirisch eben nicht funktionieren.

c) Die dritte Stufe ist die Konsistenz der Parameter innerhalb einer Elementreihe. Das schließt Willkür aus.

A: Sie führen aber das SINDO weiter?

J: Wir haben es jetzt weiterentwickelt und es reicht jetzt auch, mit weniger Parametern ist es deutlich besser.

A: Die Industrie möchte ja schier immer das ganze Periodensystem. Wieviel Elemente können Sie jetzt mit SINDO behandeln?

J: Ja, gut, wir können halt nur die ersten drei Reihen. Und damit muß Schluß sein, dann kommen in der vierten relativistische Effekte herein, man muß dafür was tun. Wir können durchaus Dinge machen, die für die Industrie interessant sind. Wir haben angefangen, als eine der ersten Gruppen, auch die Übergangsmetalle semiempirisch einzubinden, Scandium bis Zink, das geht. Aber die Genauigkeit ist doch geringer. Herr Ahlswede hat jetzt die ersten beiden Reihen, das ist dann Wasserstoff mit eingeschlossen, Lithium bis Fluor, Natrium bis Chlor. Das ist sehr, sehr gut.

Die Übergangsmetalle, an denen arbeiten wir noch; wenn man das genau so versucht, ist es mühsam, die Genauigkeit ist noch nicht groß genug. Der Grund ist, daß die Systeme komplizierter aufgrund der d-Orbitale sind, die eben dann am Atom gewissermaßen frei schweben. Die Atome haben einen Spin und es gibt verschiedene Orientierungen, da hat man sehr naheliegende Zustände. Das ist auch das Problem, das alle haben, die Spektren untersuchen. Das ist ganz, ganz schwer. Zerner hat das Verfahren komplett auf Übergangsmetallverbindungen getrimmt, damit es funktioniert. Bei uns wäre das jetzt eine Folgearbeit, ob das jetzt auch geht. Wir haben an Spektren nur vereinzelt gearbeitet, wir hatten auch einmal einen Gast aus Moskau, der solche Verbindungen untersucht hat. Wir sind aber interessiert an der Adsorption auf Oxiden von Übergangsmetallen. Titandioxid ist letztendlich in den verschiedenen Formen Rutil und Anatas ein Katalysator, Vandiumpentoxid ist ebenfalls ein Katalysator. Aber da sind die ab initio-Leute noch nicht, das können sie nicht. Da liegt das Problem. Wir haben jetzt natürlich auch Kooperation, sehr viele Kooperationen und eine ist auch mit Russen. Da gibt es ein Programm zur Förderung. Da ist eine russische Gruppe in Novosibirsk an der Akademie der Wissenschaften. Das ist eine sehr gute Gruppe dort -

A: Welcher Name steht da vorn?

J: Also Frau Lapina macht die Experimente, sie ist vielleicht noch nicht so bekannt. Der bekanntere Theoretiker ist Zhidomirov, er ist unter den Russen, die auf diesem Gebiet der Semiempirik arbeiten, vielleicht der bekannteste (103). Der kam ursprünglich einmal aus Moskau und ist aber jetzt schon sehr lange in Novosibirsk. Er ist auch schon über 60, also ist kein junger Mann mehr. Und es sind dort auch noch viele andere. Wir sind an den Experimentatoren interessiert und versuchen, nach deren Experimenten auch Simulationen von Oberflächen zu machen, dann auch Reaktionen auf Oberflächen. Das ist sicherlich etwas, was große Zukunft hat, zumal hier in Hannover ein Schwerpunkt Festkörperchemie existiert. Wir hatten Glück, daß wir da rechtzeitig mitgemacht haben, weil wir jetzt natürlich auch große Erfahrung haben und der Schwerpunkt soll auch weiter bleiben, noch ausgeweitet werden. Hätten wir also uns mit diesen Pharmazeutika befaßt, dann müßten wir jetzt Organische Chemie machen.

Der Punkt, der mich heute mehr bewegt natürlich als früher, ist einfach, wie kommen die eigenen Arbeiten an? Welches Interesse besteht an diesen Arbeiten? Wenn man jung ist, setzt man sich zum Ziel, ein interessantes Problem zu lösen und es zu präsentieren. Damals war die Anwendungsbezogenheit sekundär. Da ging es um eine Behauptung innerhalb des Kreises der Theoretischen Chemiker, die Meinungen waren auch schon damals durchaus verschieden, und Pople war ja nicht der erste, der ab initio-Rechnungen gemacht hat, ganz im Gegenteil, er kam recht spät dazu.

Es gab also auch schon in den 60er Jahren die Meinung, man kann alles nur ab initio machen. Und da gab es den Herrn Wahl, der hat eine Methode propagiert auf Tagungen, die ich als sehr merkwürdig empfunden habe, die er brute force nannte.

A: War das das paper von Wahl und Das (104)?

J: Durchaus. Er hat da mal was gemacht. Er hat mit diesem Inder für ein Jahr zusammengearbeitet. Ich hab den nie persönlich kennengelernt. Und Wahl ist ja auch schon verstorben, in jungen Jahren, mit 44, das ist schon lange her. Wahl hatte diese Schiene propagiert, und da war ja Clementi (105), und da war Roothaan (106), es waren viele Leute, die das schon alles gemacht haben, die ganze Roothaan-Schule. Und natürlich in Deutschland Preuß. Und der Boys in England (107), und seine Schüler, wie Handy (108) heute, die haben daran gearbeitet. Und dann gab's diese Semiempiriker, die also nie sehr zahlreich waren. Zunächst mit Pople und dann nur noch Dewar und dann kam Zerner wieder, dann kamen wir und -

A: Thiel?

J: Thiel kam viel später, er ist ja auch viel jünger. Auch Stewart, der war einmal schon mit dabei, aber er hat sich erst in den letzten 10 Jahren sehr, sehr bekannt gemacht. Er hat genauso bei Pople mitgearbeitet, sein Name steht auch auf dem Programm GAUSSIAN (109). Er hat jetzt sein eigenes Programm, das durchaus die Meriten hat, die ihm zugebilligt werden. Es ist sehr, sehr effektiv und auch natürlich sehr bekannt. Und gerade Stewart macht jetzt diese biochemischen Rechnungen, während wir die nicht machen.

Aber das was ich Ihnen eigentlich sagen will ist, wer liest denn das, was man schreibt? Es gilt jetzt nicht nur, die Semiempirik zu verteidigen, sondern Interessenten zu finden - und was wir machen, findet Interesse. Und zwar, weil Leute bestimmte Sachen haben wollen, da muß ich auch sondieren. Ich habe aus Gründen, die auf der Hand liegen, natürlich viele Jahre an organischen Systemen gearbeitet, das ist leichter, weil diese Systeme einfacher sind als anorganische. Das Ergebnis ist aber, daß die Resonanz bei Organikern, bei wirklichen organischen Chemikern, doch viel kleiner war, obwohl ich viel mehr Zeit da 'reingesteckt habe, auch methodisch, das weiterzuentwickeln. Wir haben den Begriff der Bindungsordnung weiterentwickelt, um zu verstehen, wie Bindungen überhaupt gebrochen werden. Das von Coulson (110) war ja alles überholt, das konnte man nicht mehr brauchen. Das anzupassen an ab initio-Rechnungen, nicht nur semiempirisch, Biradikale, Zwitterionen, Valenz - alles das ist bei uns mitentwickelt worden und auch in diese semiempirischen Programme eingegangen, weil wir damit arbeiten wollten. Die Resonanz der wirklichen Organiker war relativ gering.

Und natürlich, wenn so jemand wie Schleyer (116) in einer Diskussion über Aromatizität sagt: "... das sind nur semiempirische Rechnungen und deshalb haben die nicht so eine große Tragweite ..." dann ist das einfach ein großes Mißverständnis. Denn Theorie ist etwas anderes, nicht wahr. Und deshalb gibt es, natürlich, immer wieder auch Reibungsstellen, wo Leute andere Entwicklungen forcieren. Schleyer hat sich nun natürlich vollständig auf diese ab initio-Seite geschlagen, hat nie behauptet, daß er Theoretiker sei, aber er rechnet sehr viel, hat sehr, sehr viel Arbeiten publiziert, hat einen großen Einfluß, zu Recht auch wegen origineller Ideen. Aber die Auffassung, daß semiempirische Methoden in der Organischen Chemie ja gar nicht so weit tragen können, weil sie nicht so genau sind, ist absolut irrig! Wir haben jetzt eine Arbeit publiziert, zusammen mit Katritzky, die das beweist (117). Aber das war eine meiner wenigen organischen Arbeiten in den letzten Jahren.

Wir sind völlig abgekommen davon, weil eben auch die Kooperationen oft nicht so gut funktionieren. Da kommt mal jemand - ich sag's jetzt mal pauschal - und sagt: "Wir haben hier dies Problem, können Sie das 'mal rechnen?" Und dann setzt man sich hin und arbeitet dran und nach einem halben Jahr kommt man wieder und präsentiert das Ergebnis. Der gleiche Kollege, ein Organiker, sagt dann: "Ach, wir sind da schon weiter, das interessiert uns jetzt nicht mehr." Ich denke 'mal, die Organiker werden sich noch auf den Hosenboden setzen müssen, wenn sie das Interesse bei Theoretikern wachhalten wollen! Sie können immer jemanden bestellen, der ein Programm zum Laufen bringt, und Ergebnisse mit einem Programm erzeugt. Aber das ist auch nicht immer vertrauenswürdig. Auch das GAUSSIAN-Programm kann man nicht als black box laufen lassen. Man muß verstehen, wieviel man mit diesem und jenem Teil erreicht. Ich muß sagen, bei Physikochemikern und Anorganikern - Physikochemikern schon seit langer Zeit, Anorganikern seit einigen Jahren - sind diese Kooperationen sehr viel effektiver. Weil die nicht nach einem halben Jahr sagen: "Ach, das interessiert mich nicht mehr."

Man kann ja den Spieß auch umdrehen: ich könnte jetzt sagen: "Schauen Sie mal, ich habe hier dieses interessante Phänomen berechnet, können Sie das mal messen?" Und dann sagen die Leute, (lacht), Organiker: "Ja, aber das ist giftig, damit arbeite ich nicht so gerne!" Mit solchen Kollegen kann man nicht kooperieren. Und das habe ich bei Anorganikern bisher nicht gefunden, die können natürlich auch alles mögliche als giftig erklären - ich habe keine Zweifel, daß das nicht so schön ist.

Aber wenn man an Katalyse arbeitet, an Umweltentgiftungen und so - das ist auch ein Ziel, was wir haben, natürlich noch wenig realisiert - wenn man sich mit CO und NO befaßt, und fängt da an zu messen - das ist auch nicht ohne. Aber es muß ja gemacht werden. Und zum Beispiel Katalysatoren eben in Autos, die dieses NO beseitigen sollen, das kann man heute simulieren, wir können sowas rechnen. Nur, ob das Modell jetzt perfekt ist, das weiß bis heute keiner, es gibt vereinzelt Leute, die sowas schon rechnen. Wir haben sowas gerechnet aber noch nicht publiziert (1998, I. N.), weil wir nicht sicher sind , daß der Mechanismus auch so geht, aber es gibt zuwenig Experimente dazu, die das aufklären.

Also es gibt durchaus auch einen Sinneswandel bei anderen Kollegen, und auch da ist es ganz klar: Semiempirik ist weiterhin interessant für viele Dinge und man kann eben einiges damit machen, was man ab initio nicht kann! Dichtefunktionalmethoden liegen so dazwischen, die können etwas größere Systeme bewältigen, sind etwas effektiver als die ursprünglichen ab initio-Methoden. Mit semiempirischen Methoden kann man heute Dinge machen, die so mit anderen nicht möglich sind. Es hat sich einfach das Interessengebiet verlagert. Und das andere, was man auch immer noch machen kann, man kann ganze Reihen abgrasen - Chemie ist ja eine vergleichende Wissenschaft. Wenn ich also jetzt Substitutionseffekte rechnen will und ich will da 50 Systeme durchziehen, dann kann ich das natürlich semiempirisch genau so machen wie ab initio. Nur ab initio läuft das ganze vielleicht im schlimmsten Fall in drei Monaten ab und semiempirisch in drei Tagen. Da liegt der große Unterschied: in der Industrie will man halt nach drei Tagen schon mal was wissen, wo wollen wir weitermachen - und nicht nach drei Monaten.

A: Mit welchen Rechnertypen arbeiten Sie? Eher mit Parallelrechnern oder

J: Mit allen. Wir haben ursprünglich natürlich mit PC's mal hier intern gearbeitet, aber diese PC's waren gleichzeitig Terminals zu einem Rechner, der zentral im Rechenzentrum steht (111). Und das ist ein regionales Rechenzentrum für Niedersachsen, das zum Glück in Hannover steht, dadurch haben wir den besseren Kontakt. Wir sind die größten Nutzer dieses Rechenzentrums. Aber inzwischen ist dieses Rechenzentrum für uns zu klein und wir mußten uns um eigene Rechner bemühen. Das Rechenzentrum hat einen Vektorrechner, der einen großen Speicher hatte, aber heute gibt es auch Workstations mit großen Speichern, die kaum langsamer sind. Das Rechenzentrum hat auch einen Parallelrechner ebenso wie einen Workstation-Cluster.

Ich habe heute gehört, d.h. ein Mitarbeiter kam zu mir und sagte: "Das Rechenzentrum will uns die ausgemusterten Workstations schenken, die (lacht) für die gesamte Universität da waren." Ich sage: "Natürlich nehmen wir die, denn wir können sie immer noch gebrauchen." Das kostet Geld; wenn wir so was kaufen, das sind 4 mal 10 000 oder 20 000 Mark pro Rechner, die wir ausgeben müßten. Und die hatten insgesamt, glaub ich, vier, und jetzt existieren davon noch drei. Und der fragte : "Wieviel wollen Sie haben?" Mein Mitarbeiter: "Alle drei."

A: Programmieren Sie heute in FORTRAN? Vektorisiert?

J: Ja, das ist natürlich - es ist ein schwieriges Problem. Wir sind bei FORTRAN geblieben, natürlich mit allen Aufstockungen, die es gibt. Das ist nicht mehr FORTRAN II, IV oder V, ich weiß nicht, was es ist - 90 oder noch mehr. Weil es sich als zweckmäßig erwiesen hat. Früher hatte man, um Rechnungen zu beschleunigen, versucht, in Assembler zu gehen, oder gar Maschinensprache. Das lohnt sich alles nicht mehr. Die Compiler werden besser, und die sind auch auf solche Sachen zugeschnittten. Unsere Programme hier, vor allen Dingen natürlich das SINDO, geben Testprogramme für das Rechenzentrum ab. Die ziehen das als eines durch, um jetzt ihren Compiler auch darauf abzustellen. Wenn das sehr langsam läuft, dann wissen sie also, daß ihr Compiler noch nicht so gut ist. Man muß natürlich manchmal auch ein bißchen auf das Programmieren achten, dabei sind jetzt natürlich diese Parallelrechner ins Gespräch gekommen. Parallelrechner haben eine Rechenleistung, die zusammen geringer ist als die aller Einzelteile. Aber dadurch, daß sie zusammenwirken, können sie die Zeiten schrumpfen lassen. Wenn man das alles hintereinander macht, dauert es fünf Monate, und so hat man es vielleicht in einer Woche, wenn man entsprechend viele parallel schaltet. Und dazu muß man aber auch ein Programm haben, daß so konzipiert ist.

A: Wer entscheidet die Parallelschaltung? Das Programm oder der Master, der alles steuert?

J: Ich glaube nicht, daß wir das tun; ich glaube nicht, daß wir parallelisieren, sondern die Compiler sind jetzt weiter. Man hat es früher schon versucht, da waren die sehr schlecht, da mußte man das tatsächlich selbst machen. Und ich glaube auch die Meinung von unserem Rechenzentrum - das natürlich seine Existenzfähigkeit immer wieder unter Beweis stellen will und muß - ist, daß es nicht sinnvoll ist, wenn jeder in seinem einzelnen Programm Parallelisierung macht, denn dann müssen 100 Leute ihr Programm ändern. Das ist weniger effektiv, als wenn die einen Compiler konzipieren, der auf solche Fragestellungen schon eingerichtet ist. Und genauso war das mit den Vektorrechnern. Früher wollte man vektorisieren, da mußte man es im Programm tun. Ein Teil läßt sich oft automatisch vektorisieren, schon, aber je nach Qualität dieses Compilers ist das besser oder schlechter. Und wir haben eigentlich weniger daran gearbeitet, dann noch diese Programme umzustellen, den wechselnden Notwendigkeiten nach. Denn was wir nicht tun können: Wir können nicht so viele Programme nebeneinander laufen haben. Es gab mal auch ein EU-Projekt - Herr Thiel war da beteiligt, ich glaube auch Ahlrichs (112) - 'Parallelisierungsversuche' (113). Für MNDO von Thiel gibt es ein parallelisiertes Programm (114). Wir hatten auch einmal verschiedene Versionen, eine kleine Version, die für einen kleinen Rechner langte, und dann eine für einen großen. Und dann hatten wir ein periodisches Programm, das auch wieder etwas anders lief.

Dann habe ich festgestellt, (lacht): da sind unglaublich viele Leute damit beschäftigt, immer diese einzelnen Teile zu warten. Wir mustern jetzt immer die alten aus, wenn die neuen laufen! Wir haben jetzt alles wieder vereinheitlicht und damit Flexibilität schon eingebaut, damit das auch anpassungsfähig ist. Also es ist gewissermaßen dynamisch, daß sich das aufbaut und nicht beliebig viel Platz braucht. Das hat sich nicht bewährt, daß man diese Versionen streckt. Denn kaum war der Mitarbeiter, der das konnte, weg, schaffte man es nicht mehr, das Programm weiter zu verbessern.

A: Das war auch der Grund warum die Quantenchemie bei FORTRAN bleiben will? Jemand hat mal geschrieben, daß es viel Arbeitsaufwand ist, die immer in die gerade aktuelle Sprache umzuschreiben.

J: Ja. Solange man Compiler schreiben kann, die dieses FORTRAN umsetzen, spielt das keine Rolle mehr.

A: Das ist dann die Aufgabe des Informatikers.

J: Ja, obwohl die sich häufig nicht so sehr für die Bedürfnisse der Anwender interessieren, wie man es wünschen möchte. Also nur dann, wenn sie meinen, es sei auch ein Informatikproblem, das interessant ist. Aber gut, wenn der Bedarf sehr groß ist, dann gibt es natürlich immer Leute, die sich da auch einsetzen.

A: Ist die Rechenzeit frei, die Sie haben

J: Die ist frei, allerdings kontingentiert. Und da stehen wir nicht so gut da (lacht) - diese Kontingentierung ist ja demokratisch: nach Zahl der Mitarbeiter. Früher, als ich sehr wenig Mitarbeiter hatte, da kam ich ganz, ganz schlecht weg. Heute habe ich doch immerhin noch über 10 Mitarbeiter und auf diese Weise läßt sich das machen. Aber wir passen auch auf, daß immer da, wo diese Limitierung vielleicht nicht so scharf greift, daß wir da auch uns einsetzen, um unsere Programme durchzukriegen. Wir rechnen auf allen Clustern, im Prinzip könnten wir auch noch in Berlin rechnen auf einem Cray-Rechner (115). Immer dann, wenn der Bedarf entsteht, suchen wir uns neue Quellen. Das tun wahrscheinlich auch andere Kollegen. Aber bisher hatten wir damit auch Erfolg. Aber, wie gesagt, ich muß jetzt natürlich sagen: semiempirische Methoden verbrauchen halt nicht soviel Rechenzeit, deutlich weniger als ab initio- und Dichtefunktionalmethoden und deshalb können wir auch größere Systeme rechnen, ohne daß wir diese Grenzen sprengen müssen, die uns wirklich auch gesetzt sind.

A: Ja das waren so ungefähr meine Fragen -

J: Ich hab nicht allzuviel, glaub ich, aus der Urzeit erzählt - - -

A: Ich finde, daß die Darstellung Ihrer persönlichen Entwicklung und die der SINDO-Methode einen guten Einblick in die Entwicklung der zweiten Generation der Quantenchemie gibt und die gleichzeitig die Fortsetzung der ursprünglichen semiempirischen Ideen preisgibt. Herr Professor Jug, vielen Dank für Ihre detailreiche Darstellung.

 

References and Notes

 

(1) K. Jug, Mathematik in der Chemie. Springer, Berlin, 1981 und 1993.

(2a) H. Hartmann (1914-1984) war Professor an der Universität Frankfurt.

Damals sehr bekannt mit dem Buch Theorie der chemischen Bindung (2b).

(2b) H. Hartmann, Theorie der chemischen Bindung. Springer, Berlin, 1954.

(3) H. Greiner. Professor für Theoretische Physik an der Universität Frankfurt.

Autor einer langen Reihe von Lehrbüchern zur Theoretischen Physik: Bände 1-10, 1975 -.

(4) Zum Ising Modell siehe Lehrbücher der Theoretischen Physik, z.B. W. Nolting, Grundkurs Theoretische Pysik. Bd. 6:

Statistical Physics. Verlag Zimmermann-Neufang, Ulmen, 1994.

(5) C.J. Ballhausen, Introduction to Ligand Field Theory. McGraw-Hill, New York, 1962.

(6) Die Rechenmaschinen von Zuse wurden von 1936-1964 in Deutschland gebaut. Die ersten Typen waren

elektro­mechanisch, spätere auf Röhrenbasis.

(7) Dreidimensionales Kastenmodell mit Stufe in Polarkoordinaten, im Gegensatz zu Kuhn mit

Elektronenwechselwirkung als Störungsterm. (Nachtrag von K. Jug.)

(8) Quantenchemisches Modell für einen oktaedrischen Titankomlex, Frankfurt 1964.

(9) Das war etwa zu der Zeit der IBM 704-709 (1955-1958) bzw. IBM 7080 (1960).

(10) FORTRAN, ALGOL: In der Kategorie der algorithmischen Sprachen waren ALGOL und FORTRAN die

ersten Vertreter. FORTRAN kam 1957 auf, ALGOL 1958. FORTRAN IV, erstmals 1966 erschienen, war anschließend lange

Zeit im Gebrauch, da man damit erstmals nahezu alle notwendigen Rechnungen der Naturwissenschaften durchführen konnte.

Subroutinen, später auch bekannt unter dem Begriff Prozeduren, waren hier erstmals in FORTRAN möglich, während sie bei

ALGOL von Anfang an implementiert waren. FORTRAN IV enthielt noch keinerlei Grafikprogramme, bei den grafischen

Darstellungen wurde z.B. die Elektronendichte eines Orbitals mit teilweise mehrfach überdruckten Buchstaben realisiert.

(11) Die IBM 7090 kam 1959 auf den Markt. Sie war die erste volltransistorisierte Rechen- maschine. 1962 und 1964 tauchten

die IBM 7094 bzw. 7094 II auf.

(12) FORTAN V kam um 1967 auf.

(13) S. Fraga, Prof. of Theoretical Chemistry, University of Alberta, 1962-1995; now Prof. emerit.

(14) H. Bock, Später Prof. der Anorganischen Chemie an der Universität Frankfurt.

(15) E. Heilbronner, Prof. der Theoretischen Organischen Chemie an der Universität Zürich

und später Basel. Zusammen mit Bock Autor der Bücher von Ref. 16.

(16) E. Heilbronner, H. Bock, Das HMO-Modell und seine Anwendung. 3 Bände. Verlag Chemie, Weinheim, 1968 und 1970.

(17) H. Bock, Zur Chemie der anorganischen Stickstoff-Verbindungen. Farbe und Konstitution bei Azo-Verbindungen.

Naturwiss. Fakultät, Ludwig-Maximilians-Universität, München, 1964.

(18) R.G.Parr, born 1922, Prof. of Theoretical Chemistry, Univ of North Carolina, Chapel Hill, USA.

(19) K. Fukui, 1918-1998. Grenzorbital-Theorie. Nobelpreis 1981, zusammen mit R. Hoffmann. Japanischer Theoretischer

Chemiker mit dem Hauptinteresse chemische Reaktivität.

(20) R. McWeeny, born 1924, Ph.D. at Oxford under Coulson in 1948. Prof at the Universities Newcastle upon Tyne, Keele and

Sheffield. Since 1981 Professor of Theoretical Chemistry at the University of Pisa (being the brother in law of G. Del Re).

See also my interview with R. McWeeny at Pisa 1993.

(21) A. Pullman and B. Pullman. Institut de Biologie Physico-Chimique, Paris.

See also my interview with Mme A. Pullman in Paris in 1997.

(22) D. Herschbach, Prof. of Physical Chemistry. Harvard University. Nobel Prize 1986.

(23) E.E. Nikitin, Russische Akademie der Wissenschaften Moskau, jetzt Technion, Haifa.

(24) R. Daudel. Prof. in Paris.

See also my interview with R. Daudel in Paris in 1997.

(25) Symposium für Theoretische Chemie, Frankfurt 1965.

(26) K. Jug, Anwendung einer Einzentrenmethode auf die π-Elektronensysteme von Fünferheterocyclen. Dissertation, Frankfurt

1965.

(27) Ruch, emerit. Prof. an der FU Berlin.

(28) H. Preuß, emerit. Prof für Theoretische Chemie, Universität Stuttgart.

(29) W. Kutzelnigg, Prof. für Theoretische Chemie an der Universität Bochum.

See also my interview with W. Kutzelnigg at Bochum in 1997.

(30) 31. Symposium für Theoretische Chemie, Loccum 1995.

(31a) H. Hartmann, New Developments in the One-Electron Theory of π-Electron Systems. Advances in Chemical Physics 5,

1(1963)

(31b) H. Hartmann, Zur Theorie der π-Elektronensysteme. Z. Naturforsch. 1960,15a, 993-1003.

(32) siehe dazu: G. Hohlneicher und G. Scheibe, Die erweiterte Hückelsche π-Elektronentheorie und ihre Anwendung auf

einfache Konjugationssysteme. Tetrahedron, 1963, Suppl. 2, 189-200.

(33) E. Ruch, Zur Theorie der π-Elektronensysteme. Z. Naturforsch. 1961,16a, 808-815.

(34) Die Zeitschrift Theoretica Chimica Acta wurde 1962 gegründet. Die ersten Editoren: H. Hartmann, K. Ruedenberg

(35) Berichte der Quantum Chemistry Group, Uppsala.

(36) Die Advances in Quantum Chemistry wurden 1964 gestartet.

(37a) Janos Ladik, geb 1929 in Ungarn. Studierte chemische Ingeneurwissenschaften in Budapest, danach Leiter einer

Forschungsgruppe am Zentralforschungsinstitut für Chemie der Ungarischen Akademie der Wissenschaften. 1972 Wechsel an

die TU München als Prof. für Theoretische Chemie,1975 erfolgte seine Berufung nach Erlangen wo er bis zu seiner

Emeritierung als Prof. für Theoretische Chemie tätig war. (Quelle: Erlanger Nachrichten vom 2.6.1989).

(37b) J. Ladik, Quantenchemie. Ferdinand Enke Verlag, Stuttgart, 1973.

(38) G. Berthier, born 1923, Ph.D. in chemistry Paris 1948. Prof. at the ENS.

See also my interview with G. Berthier in Paris in 1997.

(39) Start der Theoretica Chimica Acta im Jahr 1962.

(40) P.G. Lykos and R.G. Parr, On the Pi-Electron Approximation and its Possible Refinement. J. Chem. Phys. 24, 1166 (1956)

and 25, 1301 (1956).

(41) R.G. Parr, The Quantum Theory of Molecular Electronic Structure. W. A. Benjamin, New York, 1964.

(42) R.G. Parr and W. Yang, Density-Functional Theory of Atoms and Molecules. Oxford University Press, New York, 1989.

(43) Stipendiengelder der NATO. In den Jahren 1945-jetzt vergab und vergibt die NATO Stipendien für

Auslandsaufenthalte, die den Austauch des wissenschaftlichen Nachwuchses fördern hilft.

(44) J. Hinze, Prof. der Theoretischen Chemie, Bielefeld.

(45) A.C. Wahl, R.H. Land, The Evaluation of Multicenter Integrals by Polished Brute Force Techniques. I. Analysis, Numerical

Methods, and Computational Design of the Potential-Charge Distribution Scheme. Int. J. Quant. Chem 1S, 375-401 (1967).

(46) M. Yoshimine, A.D. McLean, Ground States of Linear Molecules: Dissociation Energies and Dipole Moments in the Hartree-

FockApproximation.Int. J. Quant. Chem. 1S, 313-326 (1967).

(47a) John A. Pople was born in Somerset, UK, in 1925. He got his Ph.D. in Cambridge, UK, in 1951.

Prof. at Carnegie-Mellon University in Pittsburg, USA, 1964-1986, then Prof. at Northwestern.

University, Evanston, Illinois, USA. He remained British citizen. Nobel Prize 1998.

(47b) J.A. Pople and D.L. Beveridge, Approximate Molecular Orbital Theory. McGraw-Hill, New York, 1970.

(48) Inga Fischer-Hjalmars, born 1918 in Stockholm. Later Prof. in Theoretical Physics at the University of Stockholm.

See also my interview with I. Fischer-Hjalmars in Stockholm in 1999.

(49) J. Koutecky. emerit. Prof., FU Berlin.

(50) K. Ruedenberg, born 1920, M.S. in Chemistry and Mathematics, 1944, University of Fribourg, Switzerland, Ph.D. in

Theoretical Physics, 1950, University of Zurich, Switzerland. Associate and Associate Professor of Chemistry and Physics,

1955-62, Iowa State University, Professor of Chemistry and Physics, 1964-1991, Iowa State University. Honorary Ph.D.'s from

Basel, Bielefeld, Siegen. Editor in Chief of Theoretica Chimica Acta 1985-1996, Associate or Advising Editor of many other

journals in this field.

(51) CNDO : J. A. Pople D.P. Santry and G.A. Segal, J. Chem. Phys. 43, S129 (1965).

(52) NDDO : J. A. Pople D.P. Santry and G.A. Segal, J. Chem. Phys. 43, S136 (1965).

(53) INDO : J. A. Pople D.L. Beveridge and P.A. Dobosch, J. Chem. Phys. 47, 2026 (1967).

(54) Pople verließ das Gebiet 1968.

(55) S.F.Boys Proc. Roy. Soc. Lond. Ser. A, 200, 542 (1950).

(56) H. Preuß,, Z. Naturforsch. 11a, 823 (1956).

(57) R. McWeeny, Note on an Iterative Method in Nuclear Problems.

Proc. Cambridge Philos. Soc. 45, 315-317 (1949).

(58) See also my interview with R. McWeeny in Pisa in 1993.

(59) Journal of Chemical Physics, gestartet 1933.

(60) Zweite Serie Pople Arbeiten, siehe Ref. (51) - (53).

(61) I. Fischer-Hjalmars, Zero Differential Overlap in π-Electron Theories. (Löwdin ed.).

Advances in Quantum Chemistry. 2, 25-45 (1965).

(62) Roald Hoffmann, born 1937 in Poland. B.A., 1958, Columbia College, M.A. 1960 in Harvard, Ph.D. 1962 in Harvard.

Developed the Extended Hückel Method. Together with Woodward 1965 papers on the connection between molecular

symmetry and organic reactions. Then came the conservation of orbital symmetry. Nobelprize 1981, together with Fukui.

(63) M.J.S. Dewar, 1918-1998.

(63) M.J.S. Dewar, A Semiempirical Life. Am. Chem. Soc., Washington, 1992.

(64) P.-O. Löwdin, priv. Mitteilung (anläßlich des Interviews mit ihm im Juni 1999).

(65) G.C. Pimentel, 1922-1990. Prof. of Physical Chemistry, University of California, Berkeley.

(66) Gell-Mann, born 1929, Nobel prize 1969. American physicist, professor at the California Institute of Technology in

Pasadena till 1993.

(67) M. Kasha, Prof. of Chemistry, Florida State University.

(68) H. Labhart, Prof. in Zürich, Haupwirkungszeit Ende der 60er-Jahre.

(69) P.J. Coffey, A Semiempirical Molecular Orbital Method for Molecular Energies. Ph.D. Thesis, St. Louis, 1973.

(70) J. Linderberg, Chem. Phys. Lett. 1, 39 (1967).

(70a) K. Jug, Determination of α  and β  Parameters in Approximate SCF MO Theories. Theor. Chim. Acta 16, 95 (1970).

(70b) K. Jug, Operator Equations in Approximate Orbital Theories. Theor. Chim. Acta 23, 183 (1971).

(71) J. von Wazer, Prof. Emeritus of Inorganic Chemistry, Vanderbilt University.

(72a) P. Coffey, K. Jug, Semiempirical Molecular Orbital Calculations and Molecular Energies: A New Formula for the β-

Parameter. J. Am. Chem. Soc. 95, 7575-7580 (1973)

(72b) P. Coffey, K. Jug, Semiempirical MO Calculations on Symmetry Governed Reactions. Theor. Chim. Acta 34, 213-224

(1974).

(73a) K. Jug, Mechanism of Cyclopropane-Propane Isomerization. Theor. Chim. Acta 42, 303 (1976).

(73b) D.N. Nanda, K. Jug, SINDO1. A Semiempirical SCF MO Method for Molecular Binding Energy and Geometry. I.

Approximations and Parametrization. Theor. Chim. Acta 57, 95-106 (1980).

(74) M.A.Whitehead, Prof of Theoretical Chemistry, McGill University, Montreal, Canada.

(75) M.J.S. Dewar and E. Haselbach, Ground States of σ-Bonded Molecules. IX. The MINDO/2 Method. J. Am. Chem. Soc.

92, 590 (1970).

(76) S. Peyerimhoff, Prof. der Theoretischen Chemie, Universität Bonn.

(77) Per-Olov Löwdin, 1916-2000. Born in Uppsala, Sweden. Ph.D. in Physics 1948. From 1960-1983 professor at the

University of Uppsala, in parallel professor at Gainesville, Florida until 1993. He was a member of the Swedish Nobel

Committee in Physics for many years. He was the founder of the International Journal of Quantum Chemistry and of the series

Advances in Quantum Chemistry. He started the very famous summer schools of Quantum Chemistry around 1958. In 1955 he

came out with what is now known as Löwdin Orthogonalisation. In 1998 he obtained a honorary doctor's degrree at the

University of Constance, one among of many others. See also my interview with P.-O. Löwdin in Uppsala 1999.

(78) W. Kutzelnigg, Quantenchemie, in: Nobelpreise für die Chemie und Medizin 1998. Nachr. Chem. Techn. Lab. 46, 1040-

1041 (1998).

(79) http://www.kva.se/eng/pg/prizes/nobel/chemistry98.html.

(80) See also my interview with H. Tietz in Hannover, 1998.

(81a) E. Hückel, 1896 - 1980 Prof. at the University of Marburg (Germany).

(81b) E. Hückel, Ein Gelehrtenleben. Wahrheit und Satire. Verlag Chemie, Weinheim, 1975.

(82) W. Hückel, Theoretische Grundlagen der Organischen Chemie. 2 Bde. Akademische Verlagsgesellschaft, Leipzig, 1935.

(83) R.S. Mulliken, 1896 - 1987. Nobel Prize 1966.

(83) R.S. Mulliken, Life of a Scientist. Springer, Berlin, 1989.

(84a) W. Heitler, The Quantum Theory of Radiation. Oxford University Press, London, 1954;

Reprint by Dover Publications, New York, 1984.

(84b) W. Heitler, E. London, Wechselwirkung ....

Zeitschr. Physik 44, 455-472 (1927) - one of the classic papers!

(85) P. Wulff, 1897-1947. In dem hier betrachteten Zeitraum Privatdozent an der Universität Frankfurt.

(86) A. Sommerfeld, 1968 - 1999. Professor in Clausthal, Aachen und München. 1915 Feinstruktur des Wasserstoffspektrums,

1916 Quantentheorie des normalen Zeeman-Effektes. Berühmt durch seine Arbeiten und seine daraus resultierenden Bände

Atombau und Spektrallinien, die noch heute wie keine anderen die nominativen Grundlagen der Theorie vermitteln können.

(87) F.A. Matsen. Veröffentlichte eine Reihe von gruppentheoretischen papers im Bereich der Chemie. Verließ dann aber das

Gebiet, um sich ganz der Gruppentheorie zu widmen.

(88-a) B. Ahlswede, Quantenchemische Adsorption von Wassermolekülen an defekten NaCl (100)- und MgO (100)-

Oberflächen. Dissertation, Hannover 1998.

(88-b) B. Ahlswede, K. Jug, Consistent Modifications in SINDO1. I. Approximations and

Parameters. J. Comput. Chem. 20, 563 (1999).

(88-c) B. Ahlswede, K. Jug, Consistent Modifications in SINDO1. II. Application to First-and Second-Row Elements. J. Comput.

Chem. 20, 572 (1999).

(89) PM3 : J.J. Stewart, J. Comput. Chem. 10, 209 (1989).

(90) Fujitsu. Großer Japanischer Computerhersteller. Im Jahr 1999 fusionierte Siemens Computer mit Fujitsu Computer.

(91) AM1 : M.J.S. Dewar, E.G. Zoebisch, E.F. Healey, J.J.P. Stewart, J. Am. Chem. Soc. 107, 3902 (1987).

(92a) K. Jug, R. Iffert and J. Schulz, Int. J. Quantum Chem. 32, 265 (1987).

(92b) J. Li, P. Correa de Mello, and K. Jug, J. Comput. Chem. 13, 85 (1992).

(93) W. Thiel, Prof. am Max-Planck-Institut für Kohlenforschung, Mülheim/Ruhr.

(94) M. Zerner 1940-2000. Prof. of Theoretical Chemistry, University of Florida.

(95) DFT: Density Functional Theory. Beispielhaft seien in der Folge drei breitere Veröffentlichungen genannt:

(95b)=(42) R.G. Parr and W. Yang, Density-Functional Theory of Atoms and Molecules. Oxford University Press, New York,

1989.

(95c) E.S. Kryachko and E.V. Ludeña, Energy Density Functional Theory of Many Electron

Systems. Kluwer Acad. Publ., Dordrecht, 1990.

(95d) J.K. Labanowski and J.W. Andzelm (Eds.), Density Functional Methods in Chemistry.

Springer, New York, 1991.

(96) Walter Kohn, born 1923 in Vienna, Austria. 1945 B.A. in Mathematics and Physics at University of Toronto, Toronto,

Canada, 1946 M.A. in Applied Mathematics, 1948 Ph.D. in Physics at Harvard University, Cambridge, MA, USA. Prof at the

Carnegie Institute of Technology, Pittsburgh, USA from 1950-1960, then Prof. at the University of California, San Diego, USA

1960-1979, followed from the University of California, Santa, Barbara, USA until 1984.

(97) P. Hohenberg, W.Kohn, Inhomogeneous Electron Gas, Phys. Rev. B, 136, 864 (1964).

(98) W. Kohn, L.J.Sham, Self-consistent Equations Including Exchange and Correlation Effects, Phys. Rev. A, 140, 1133

(1965).

(99) A. Becke, born 1953. Prof of Theoretical Chemistry, Queen's University, Canada.

(100) J.P. Perdew, Prof. of Physics, Tulane University.

(101) Menton, Stadt in Südfrankreich, an der Riviera, zwischen Monte Carlo und der italienischen Grenze.

R. Daudel hatte dort mit Pullman 1973 erstmals diese Serie begonnen.

(102) K. Jug and M. Krack, Consistent Parametrization of Semiempirical MO Methods. Int. J. Quantum Chem. 44, 517 (1992).

(103a) G. Zhidomirov, Prof. am Boreskov Insitute of Catalysis, Novosibirsk, GUS.

(103b) V.A. Tikhomirov, G. Geudtner, K. Jug, Influence of Environment on Water Adsorption and Dissociation at Clean and

Stepped Mg(100) Surfaces. J. Mol. Struct. 458, 161 (1999).

(104) G. Das, A.C. Wahl, J. Chem. Phys. 44, 87 (1966).

(105) E. Clementi. Arbeitete viele Jahre auf dem Gebiet der ab initio Methoden, vorwiegend bei IBM, die wohl Interesse

daran hatte zu zeigen, wie gut diese Maschinen auf dem Gebiet der Quantenchemie einsetzbar seien.

(106a) C.C.J. Roothaan faßte die Ergebnisse der Mulliken-Gruppe zusammen in einem berühmten paper (106b).

(106b) C.C.J. Roothaan, New Developments in Molecular Orbital Theory. Rev. Mod. Phys. 23, 69-89 (1951).

(107) S.F. Boys, formerly Reader of Theoretical Chemistry, Cambridge University, UK.

(108) N. Handy, Prof. of Theoretical Chemistry, Cambridge University, UK.

(109) Gaussians: See books of introductory quantum chemistry. e.g.W. Kutzelnigg, Einführung in die Theoretische Chemie.

VCH, Weinheim, 1994. p. 526 ff.

(110a) C.A. Coulson, 1910-1974, English theoretical chemist who developed a molecular orbital theory and the concept of

partial valency. He developed many mathematial techniques for solving chemical and physical problems.

Coulson was born in Dudley, Yorkshire, and studied at Cambridge. He became professor of theoretical physics at King's

College, London, 1947, professor of mathematics at Oxford 1952, and later Oxford's first professor of theoretical chemistry. He

was chair of the charity Oxfam 1965-71. The molecular orbital theory that Coulson developed is an extension of atomic quantum

theory and deals with 'allowed' states of electrons in association with two or more atomic nuclei, treating a molecule as a whole.

He was thus able to explain properly phenomena such as the structure of benzene and other conjugated systems, and invoked

what he called partial valency to account for the bonding in such compounds as diborane. Coulson also contributed significantly

to the understanding of the solid state (particularly metals), such as the structure of graphite and its 'compounds'. He wrote three

best-selling books: Waves 1941, Electricity 1948, and Valence 1952. (Taken from the Internet in 4/2001, Source unknown.)

(110b) C.A. Coulson, Hückel Theory for Organic Chemists. Academic Press, London, 1978.

p. 171 (bez. Hückel-Rechnungen): "Someone said that if you ask me a question before dinner

I am an optimist - after dinner, I am a pessimist."

(111) Das Rechenzentrum Hannover wurde auch dem breiten Publikum Ende der 90er Jahre bundesweit schlagartig bekannt

mit einer ausgezeichneten Meta-Suchmaschine namens MetaGer.

(112) R. Ahlrichs, Prof. der Theoretischen Chemie, Karlsruhe.

(113) Conference "New Frontiers in Computational Chemistry: Impact of Parallel Computing on the Chemical and

Pharmaceutical Industry". November 28-29, 1995, Le Bischenberg, Frankreich.

(114) W. Thiel and D.G. Green, The MNDO94 Code: Parallelization of a Semiempirical Quantum-chemical Program. in:

Methods and Techniques in Computational Chemistry. METBCC-95. Ed. E. Clementi, G. Corongiu, STEF, Cagliari (Italy) 1995.

(115) Cray- Rechner. Gehörte zu den ersten neuen schnellen Rechnern, die nicht von IBM stammten.

(116) P. von R. Schleyer, emerit. Prof. Universität Erlangen, jetzt University of Georgia, USA.

(117) A.R. Katrizky, M. Karelson, S. Sild, T.M. Krygowski, K. Jug, Aromaticity as a Quantitative Concept. Part VII: Aromaticity

Reaffirmed as a Multi-Dimensional Characteristic. J. Org. Chem. 63, 5228-5231 (1998).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Interview with Professor Karl Jug (in English)

 

Hannover, Univ., Institut Theoretische Chemie, 18. Nov. 1998; 14:00

Dr. Anders: Professor Jug, thank you very much for the time you reserved for this interview. You are director of this institute as well as editor, author (1) and co-author of articles in books and in well-known journals, some 200 to this date, if I count correctly. So most certainly you are a very busy man. In order to start abruptly with the interview I would like to ask you in which year you were born.

Professor Jug: In 1939.

A: This means that you belong to the second or third generation of quantum mechanics or quantum chemistry.

J: True, this is correct.

A: How did you come to quantum chemistry and where did you learn your quantum chemistry?

J: I am a physicist and have studied in Frankfurt. It was more by coincidence that I had a class in  physical chemistry in the first semester taught by Hartmann (2), a topic which was difficult for beginning chemists; no wonder since it was intended for third and fifth semester students. On the basis of this physical chemistry course I tried to learn general chemistry which ran parallel to it. Hartmann had his lectures at that time already strongly 'mathematized'; he had introduced things which were very unusual at that time, the residue theorem of function theory for example. That has attracted me strongly as a physicist, particularly since I had dealt in earlier already with function theory and thus had an easier access to these ideas. And as I then began, approximately in the seventh semester, to think about what to do in the near future, I had actually something else in my mind such as nuclear physics or theoretical physics. And then - -

A: When was that?

J: That was around 1961 to 1963. There I started to think how I should continue. I did therefore actually all lab work available in physics, more than required. Only to finally wind up with the conclusion that all this was not so very interesting. And the colleagues in theoretical physics were partially already again busy moving to other universities or came - for example Greiner (3) who had just arrived at Frankfurt - when I had already finished. And Steinwedel was there, Süßmann, Beck.

But - I must say, when I heard that one could, as a physicist, do a diploma thesis also with Hartmann (chemistry faculty), covering molecular theory, then I thought that this could be of interest to me. I thus went to Hartmann, that was in 1963, I was in the eighth semester, and I asked him whether I could also do this kind of work. He gave me two areas to choose from: one statistics, which was the Ising model (4), but of which the others had already warned me, and molecular physics, which in those days was still being called 'molecular theory'. So I told him that I would rather like to do work on molecules than on anything else.

And this decision turned out to be quite right. I was thus given the book of Ballhausen which had just been published, his Ligand Field Theory (5). Hartmann told to me: If you have read what you want to know, then come back. After one week I returned - I had gone half way through the book and I wanted to begin my work. But at that time in physics, as is true in part also nowadays, there  was no time limit for this typ of work. By the way, presently here in Hannover, in chemistry a master's thesis takes about six months. But, as I said, in physics in those days time spent on a master's thesis was not limited and there were some students who worked on their diploma thesis for many years.

Now, I was a bit lucky, because in this institute there existed a Zuse machine (6). That was the only computer which existed at the University of Frankfurt at that time. Concerning such matters Hartmann had always been quite foresighted. Anyway, so I worked on a titanium complex - transitions, spectra - which was something well-known and well understood. But I was supposed to do it somewhat differently, with approximated functions from a particle in a box model (7). The electron interaction was also to be considered. Unfortunately it soon turned out that one needed products of four Bessel functions and that one had to perform a double integration over them for which there were no formulas in the literature - I had to derive new formulas for some of these integrals.

In order not to spend too much time on my master thesis I had to switch at some point to numerical mathematics. The Zuse machine however was insufficient for this. I had to go to Mainz (50 km from Frankfurt – Interviewer’s  note) instead. I had to work nights at this university from 8 at night till 8 in the morning, a time when nobody else needed the machine. One had to operate the machine all on his own. So there I stood and pushed some buttons to start the thing (the so called bootstrap loader which had to be loaded by hand: bit by bit, byte by byte - as was the standard procedure in a time when there were no startup EPROM loaders I's. n.). But it worked. I went there a few times and I could finish my master thesis (8).

A: Excuse me - which computer was that?

J: That was already a small IBM machine. I still calculated in ALGOL (9). At that time ALGOL was the language of choice, which was a bit better than this FORTRAN II (10). There I had to use punched tape, not punched cards which were used only later. The handling of these punched tapes had to done with extreme caution in order not to tear them since a part of one's work would be lost - one could not glue the tape in any way, one had to redo the whole job. Well, that was then all still pretty primitive . . .

The Zuse was of course huge in its dimensions as compared with today's computers. It was "standing freely" and was as large as a small closet, at least 2 m long, 1 m wide and about 1 meter high. At the height of a table there was a board for the console elements and where one could also sit and write, taking notes and similar things.

A: Assembler level or on which level was that?

J: Assembler or ALGOL. But I have used only ALGOL

A: What type of Zuse was that?

J: I don't recall that for the following reason: For Hartmann this kind of work was only of secondary importance, one has to state this quite clearly. He belonged to a generation which had not learned any theoretical chemistry, let alone computer applications. Although he was very generous in procuring the means, he had no high esteem for computers. Those who wanted to work with such a machine were supported by him. On the other hand it was not appropriate in those days to point out ones  programming achievements, and in this sense I had done nothing special, at least not while I was in Frankfurt. There were only very few people who were occupied with the underlying theory and who had programmed something more general. We wrote programs to solve our specific problems, nothing beyond that. Those were no universal programs, they were connected to a certain goal and of course they had lost their purpose once the work was finished.

A: Unfortunately there are nowhere old programs to obtain or people don't want to show them. I cannot find a single old FORTRAN or ALGOL program. Do you still have old print-outs?

J: The fact is: Later, when I did my doctoral thesis in Frankfurt and in Darmstadt (Germany, 30 km south of Frankfurt – I.n.) I had calculated in ALGOL. There at Darmstadt was a larger machine, actually an IBM 7090, which was already a fairly large and comfortable machine (11). But when I arrived in the USA, ALGOL was already no longer in use and I had to rewrite everything into FORTRAN. This was done on punched cards which I kept in huge boxes which I always had to carry along. That was really a large amount of punched card, maybe 3000 in the end. Those I even brought with me here to Hannover (Germany) when I returned from the States later on. But after another ten years of storage I said 'finished'. And then these cards were solely used for taking notes. We still have a great many of them.

In the basement we also have these old programs, that was FORTRAN IV (10), maybe the last ones even in FORTRAN V. (12). dating from the times in Hannover. But from the very first days unfortunately nothing has been saved. Also the punched tapes, which I mentioned previously, do no longer exist - one can no longer reconstruct that. Most likely I would also have difficulties to consider  whether I still have print outs of these old programs somewhere; I  wrote them once of course - but the print outs most likely have been lost.

A: That's a pity. One of my starting ideas as to put these original programs in storage, keep them, make them available. That's too bad - a piece of history lost forever.

J: Yes, but recall that 35 years have passed since then.

A: Yes, of course. But for somebody who wants to write about history this is regrettable. For they are the early stages in the history of quantum chemistry which I want to bring to life again, or at least to describe it, beyond the documents in the literature. Further question: How was the mood in the 70’s when I wanted to work with Fraga (13).

J: Yes, Fraga was a well-known man at that time.

A: Yes, but finally I became an analytical chemist because of job perspectives and I became interested in the cleanliness of the water of Lake Constance.

J: In the theory we are now approaching this reality, we come closer to many practical applications. It took a long time, but in earlier days we simply proceeded in a too puristic way. There were questions concerning solutions of mathematical questions which were only loosely connected with chemistry. But the real chemical questions were only occasionally  treated and then also only in a very approximate manner. Maybe spectroscopy was a part well covered, still stemming from Huckel's times, and later on the structures of molecules. But in the course of time many things have been changed.

PICTURE IBM 7090

A: How was the mood then, in the beginning of the 60's.

J: It was very optimistic. When I started with Hartmann there existed already a fairly large group. These were mostly people who were older than I was and who had not had a theoretical training. I was so to speak one of the first who had learned theory from scratch. There were at that time many PhD students and postdocs, who just started to learn theoretical chemistry. The group of theoreticians may have been as large as 20, while the total number of co-workers in Hartmann’s institute was about 100. Seen from that aspect the theoretical group still was only a minority, yet I must add it was in high esteem because Hartmann had a great interest in theory.

It was in the beginning 60s when Hartmann had already begun to hold his Summer schools at Konstanz (Constance lies in Germany, at the Swiss border on Lake Constance – I.n.) in an old building of an engineering school. Lectures were given to chemists with little knowledge of theoretical chemistry. Essentially it looked like this: there were lectures and exercises for 3 weeks. In 1963 when I started with Hartmann, while I was still working on my masters thesis, I was already helping him. I had to conduct one of these exercises and many people older than I were there. For example I also trained Mr. Bock (14)(Prof. of Inorganic Chemistry at Frankfurt and Munich), even though he probably wouldn't want to hear this any longer nowadays (laughs). But of course I did not give the lecture. Bock in those days was Habilitand (e.g. working towards a professorship) one has to add, when I was writing my doctoral thesis. Some years later he has written together with Heilbronner these (15) fairly will known books (16).

A: These books are still liked very much by the students.

J: Since this was a possibility to include chemistry more extensively. Which was necessary at this time.

A: Has Bock actually been working on theoretical problems in these days?

J: Bock has never claimed to be a theoretician, at least not in the presence of theoreticians. He is a user, of course he has a a great interest in theory and in his Habilitation - he has done a little excursion into something which might be called theory (17). That was in Munich. I am not sure under which auspices Bock had made his work. But anyway, he was participating there in these days as did many others.

A: As a physicist you did of course have a mathematical advantage?

J: Yes, o yes. Well, I myself participated only three time in these summer school. The very first, where I was not present, covered ligand field theory. The second was in 1963 and dealt with pi electron systems and Parr (18) was there, of course, but also Fukui (19) was present. But his presentation was only very, very hard to understand since his English was poor. And I did not perceive the implications of his work at that time, mainly because I could not understand his English. Also McWeeny (20) was present, many well-known people.

A: Also Mme Pullman? In her interview (21) she told me that she also had been at Constance at some time.

J: No, that certainly must have been much later. No, not in the early sixties. Later on there was a summer school every 2 years, and some of which had already taken on the character of a symposium. In 1965 there was one on kinetics in which Hershbach was present, Nikitin and - - -

A: Daudel?

J: Daudel (24) was not there. I still have all these summer school materials, I could find out who was present then (laughs). But then Hartmann started already to think about going beyond the summer schools in the sense that we as theoreticians had to pronounce ourselves more strongly somehow. At that time we were only a handful. Therefore he inaugurated in April of 1965 a Symposium of Theoretical Chemistry which he organized solely himself. The first one took place in Frankfurt for this very reason (25). That was shortly before I was finishing my {doctoral, I. n.} thesis (26). I had already finished the work and Hartmann had already referred to it in his presentation - of course I could not present it myself. There were people present like Ruch (27) , as well as older ones and who are nearly completely unknown nowadays. Preuß (28), and also Kutzelnigg were already there and a few others.  30 years later I organised the symposium myself, here in the vicinity of Hannover (30). And there were only about 10 people left those who had participated in 1965. Time has apparently passed very quickly if one looks back. And these symposia have had certain effects to enforce certain ideas. There were also the semiempirical ideas, still at the Hueckel level. Hartmann himself was still working on them ...

A: May I interrupt you briefly. Very interesting your story; I have been told by someone in a somewhat ironic way that Hartmann "improved" the Hückel theory. Was there a mistake in that improvement?

J: It was a paper on the extension of the basis set (31): Well, the 2p orbitals, that has been the normal thing and which were being used in pi systems; so now he wanted to add 3p, in order to prove a rule, the so-called rule of Scheibe (32), which was very much on his mind. But not only he had worked on it, also Ruch had worked on that (33). With this expansion one might have explained that phenomenon in principle yet I would dare to say that the whole thing was abandoned in the end because one would have needed more functions, and also that the 3d would have been more important to add.

A: So to talk ironically about that would be exaggerated?

J: Yes, I would put it like that: The idea of a development which has been surpassed comes to an end. It has been like this in this case. It was a try which seemed interesting at the time since reflections about an expansion of a basis set are always interesting.

A: There were no formal mistakes in it?

J: No. But I think except for the symmetry where one should have taken the 3d orbitals instead - no, there were no principal errors in it. But it must be stated that the leap which one did  at the time simply wasn't large enough.

A: After you had received your doctoral degree - - -

J: Later on I was also the head of the editional office of Theoretica Chimica Acta (34) after my thesis. Well, I was 25 years when I - - -

A: You did a lot of reviews during that time as well - you have been very diligent!

J: Then I was 26 years old. Well those reviews I actually  wrote somewhat against the mood of Hartmann. These books were the Advances in Quantum Chemistry. Löwdin at the time had handed out the so-called Green Booklets (35), for internal usage, which at first were not published but which were used in his Summer Schools. I still have got some of these Green Booklets. Hartmann was a little bit sceptical about them. On the other hand these were already one step ahead, a whole series, where one could write Reviews about the advances in quantum chemistry. And since the publishing house was also interested in having books reviewed they all arrived at my desk, since I was the editor’s chief associate. At that time I did not have much mony and these books cost 180 Deutsch Marks (some 50 dollars at that time) and I therefore thought that I save the money of the purchase as well as learning all the things that were covered in there

Well, that was in my own interest. I wrote several Reviews and then in 1967, two years after my thesis, I went for a second time to Uppsala to attend the Summer School. Then Löwdin had of course read my reviews and was very pleased with it. He therefore offered me to continue my reviewing which was of course important since these volumes where not so well known in these days. If one sells only a few copies of them, then of course the wide impact is not of any consequence. Well, I think that in this manner many people heard about these Advances in Quantum Chemistry (36). There they are still on my book shelf, by the way - but at some stage I stopped to buy them. I have reviewed eight of them. And then I figured, well, enough is enough., maybe someone else should write about them now. In the meantime there are about 20 volumes. In those days that had been a highly interesting matter. I learned quantum chemistry on a broad base.

But mainly there were semiempirical manuscripts submitted to this journal, also by Pullman naturally, and even by Ladik (37), Berthier (38) - certainly, all these papers I have read. Our system was strongly locally oriented at the time. My predecessor, Mr. von Hirschhausen, was the first head of the editorial office, but he worked on his doctoral thesis at the same time. One day Hartmann said: well, he will now have to finish his doctoral thesis. And  he offered me, as soon as I would have finished my PhD, a postion as lecture associate, that meant wiping out the black board during his lectures, or to direct the journal. Then I decided to assist him with the journal and therefore von Hirschhausen was relieved. I did the work together with three other associates. Two of the former associates responsible for the journal quitted, because they did not want to work under the direction of such a young man - and the other were only about as old as I was or one or two years older. Only Mr. Reinsch was considerably older and collaborated and was later my successor.

A: How did it come to the start of Theoretica Chimica Acta (39)? How did the business between Hartmann and the Springer Publishers go?

J:  Yes, that was very simple. We did everything in Frankfurt. We did not only register the manuscripts, we also reviewed all of them. Then we sent the manuscripts to Springer and we received a small subsidy from Springer, which we could share, by which we could increase our modest salary somewhat. For the publisher it was very favorable.

A: Excuse me - has Springer approached Hartmann or vice versa? Do you know how it was?

J: I do not know it exactly, because the journal existed already half or three quarters of a year before I became a member of the institute. And when I took charge of the journal, 1965, it was only two and a half years old. But everything went smoothly; the people in charge at the publisher’s were a married couple, the Mayer-Kaupps. They were our contact to Springer; I had contact with Mrs. Mayer-Kaupp. I assume that Dr. Mayer.Kaupp was a chemist, if I remember correctly. Later Mr. Boschke came and now there are others. But during the two years of my job as head of the editorial office, I had contact only with Mrs. Mayer-Kaupp mainly by phone, everything went in a very simple way. The only thing that changed during my time there was that I realized that the journal was growing. In the beginning there were few manuscripts. But their number increased more and more and I reviewed again and again and also others - - -.

And now I come to the main point: why I got interested in semiempirical methods. On one hand, because a large portion of the manuscript was about such methods, and on the other hand, because Hartmann left everything to us due to his limited time. I see today – at that time I did not quite understand it - how it is, if you have very little time. We asked him only in critical cases – and these I do not want to discuss right now - -. We had to understand semiempirical methods. We knew them in part, but we had to learn more, in order to understand them better and at this occasion I found out that there existed already systematic work by Lykos and Parr from the 50’s (40) - - -

A: And the book by Parr (41) - - -

J: Parr sits even here, there across behind you - (point to his book shelf), I bought it relatively quickly at that time, the other one is the new book by Parr, about DFT (95b). On the contents if his first book Parr lectured already in Constance in ’63. Shortly afterwards, in the same year the book was published. I knew Parr from there since ’63 and I was naturally interested in these methods. When I decided that I needed a change of location - I had studied in Frankfurt, was there for eight years - I went to Chicago. I had written to several people and the fasted positive response was by Peter Lykos who said that he had money for research. I could not go to Martin Karplus, who was also interested, but had no opening for a postdoc and who referred me to NATO, but they had no stipends at that time (43). I thought, well, I always wanted to learn more about semiepmirical methods, so I shall go to Chicago and I learn that.

But the disappointment was quite great: when I arrived, Peter Lykos did no longer work on these methods. Of course it was already 1967, and he started with ab initio methods and wanted to add configuration interaction. Within three months I wrote a special programm, about MC-SCF. The first papers were from that time. At the University of Chicago, there was Mr. Hinze (44) already as an Assistant Professor, who wrote more general programms of this kind. I was postdoc at the Illinois Institute of Technology.

The other one who wrote such programs in Argonne was A. C. Wahl (45). And Lykos had this idea that he could also do this. A PhD student of Lykos, who was looked after by Wahl, was writing a special MC-SCF program frame. But at that time he was sitting there for already four years and Lykos thought that the student should finish, because the work was pressing. He gave me this task and I wrote the program in three months, whereabout the student became quite nervous, because I got ahead of him in a short time. The consequence was that Mr. Wahl bluntly cut me off his integral programm. We had to climb hand over hand and I had the idea to use the programm by McLean and Yoshimine written for small molecules (46). I interfered in the program, took out the integrals. This was also connected with complications ( pondering I. n.) - - -. In this way we sailed around the cliffs.

It was a small, but efficient group with Lykos, four, five people, all PhD students, I was the only postdoc. During this time there were seminars held and Lykos had the idea that I should also present a seminar series. I gave 12 seminar lectures in 12 consecutive weeks, that was the whole semester. I had prepared myself by reading the journal literature, this means by Parr, by Pople (47), by Fischer-Hjalmars (48), by Koutecky (49) – and by all those present at the time. Probably I did this quite well so that Lykos proposed that I should put it in writing. I was still very young then and have said to myself: well, I did it all on my own, in consequence I write a manuscript with only my name on it.

This was very, very unusual by American standards, because normally also Lykos’ name had to be included. But he did not only tolerate it, but supported me, because he was very

generous, and therefore we are still in friendly contact, although he is 12 years older and is already past his 70^th birthday. My main achievement was this seminar series on semiempirical methods, the other problem could not be solved, because we did not get access to the integrals for my MC-SCF program (laughs, I. n.).

Upon the sugestion of Lykos I made a manuscript out of the material. The longest that I have ever written in my life except of course for my book, it had 80 typewritten pages. I sent it to all well known people in the field, I think also to Berthier and others, altogether I think to seven people. And all reacted very positively, and it was very difficult to read all these papers. I had put their information in a united nomenclature so that the methods could be compared, I had then put them on different levels. For instance Ruedenberg is also included in this article and clearly Ruedenberg (50) had still a great interest in semiempirical methods at that time. Shortly before, Pople had published this second series CNDO (51), NDDO (52), INDO (53) and he found a compromise with INDO. CNDO was the complete neglect of overlap, NDDO was already a relatively small neglect, it was very difficult to implement it in a short time. These methods did not function very well at first, the accuracy was not high enough and therefore Pople left the field (54). He had put about three years in this development, although he could have achieved further improvements with good coworkers. He himself did not see any possibility to make improvements in a short time and then turned to ab initio calculations, to Gaussion functions, which he did not introduce, but Boys (55) and which later in the 60s were worked on by Preuß, (56).

 

A: McWeeny claims that he had Gaussians already before Boys. He did some work on crystallography (57) as a physicist, and there he ran across it, he said in his interview (58). I must have been in the air, perhaps there was a certain parallelism?

 

J: This is quite conceivable, because many of these publications are simply forgotten. I myself have also written a paper about the Hückel method. This was published in the Journal of Chemical Physics, 1969 (59). I have recently read again what the problem was: The Hückel method produces orbital energies which at the same time as a sum result in the total energy, while the SCF procedure, which was interpreted by Fischer-Hjalmars into the Hückel method, does not permit to represent the total energy as sum of orbital energies: This discrepancy can be easily removed if the operator is slightly differently defined. This was still an interesting exercise at that time, which went parallel to my Review and which somewhat supported the interpretation by Fischer-Hjalmars. To be sure it was after Pople, his second series of papers (60). But the understanding for the even simpler methods came surely very late, this was done by Fischer-Hjalmars at about 1965 (61). I did not know her personally at that time.

- - -.

By the way, I had also written to Hoffmann (62), of course also because he had contributed a lot to the field, to mention this. My contact with Hoffmann dates back to that time when I wrote my Review article. Today he is a friend of mine.

 

A: Where is Hoffmann today?

 

J: He is at Cornell, Ithaca, New York. This is a little bit north of New York city. There it is quite nice. I was there only once, 1980, a year before he received the Nobel Prize and he had great quarrels with Dewar (63) at that time.

 

Dewar was a somewhat curious man, I did not know him personally for a long time. I got to know him only 1976. Hoffmann I had met earlier in 73, that was also in the USA at a conference and Hoffmann was always a great diplomat. He was very decided in his opinion, but which he did not always express in an outright way. Dewar was seeking a controversy already sooner (64).

 

At the beginning of the 70s I looked around in the USA, sent applications, somewhat naively, you could say: I have simply written to the best universities and I thought that I would receive an answer and then they could see what my capabilities are and that I would perhaps be invited. In general this is not so, the people look around themselves for a candidate and invite him. Among others I sent a letter to Berkeley that I would apply for the postion of assistant professor; at that time Pimentel (65) was chairman. He wrote a very nice letter with the following resume: “We acknowledge receipt of your application, many thanks, we will put it on file.” This means that they would put it into a folder. But I did not know that much English, that it means that he would probably never look at it again, because there were already so many others in it - and unfortunately that was true.

 

When I talked also with Lykos about how such an application works, I informed myself about open positions for a theoretician and there was an opening in St. Louis. But it was not precisely for a theoretician. I wrote to the department and the head of appointment committee wrote back: ”It is very nice that you have applied. This year we decided for an inorganic chemist, but we want to recruit further university teachers and next year there will probably be another position”. I said to myself, okay, it does not matter, I apply again. I simply wrote on the supposition that this is so and I was also invited. And I had to stand up already against young American colleagues. It was not so simple for a German to establish himself - however, I succeeded. Fortunately, also against people who came from Harvard and who would have liked a position in St. Louis. There was even a person, who as theoretician was an assistant professor at the university of Illinois at Urbana, and there was a rumour that he would not receive tenure, he was to be sent to St. Louis. But the people in St. Louis thought, we do not want somebody whom they tried to get rid off, we really want a young man who has great plans.

 

The expectations were very high in St. Louis - unfortunately there was a recession at the beginning of the 70s, and there was a sudden decline, many left, and the department continuously decreased. But in the beginning, 1969, when I started, I was only 29, I had great luck. I had even younger colleagues, one colleague was only 27. This was quite usual then, when somebody had finshed at a good American University, he would work only one year as a postdoc. If one would finish at 25, one could already be an assistant professor at 26. And earlier I was always wondering why such people as Gell-Mann (66), who won the Nobel Prize at 40, was already a world wide leading scientist for 16 years. I found this curious – he was then only 24 - but Gell-Mann was already an associate professor at 24, he would have to have finished at 23 and have made a quick career.

 

That was of course possible in the USA, but naturally not in Germany. Hopeless. There is this habilitation procedure. I have here an outatanding habilitand who will soon get a position elsewhere, even though not in Germany, he is writing his habilitation thesis for some time. The development of a new method costs years and the writing is very wearisome. I did not go through the habilitation procedure, because I was promoted to the position of associate professor with tenure after two years. And then also the colleagues in Germany said, now he is a genuine professor. And the colleagues whose names I do not want to mention, had written up to that time “Dr. Jug”. Well, an assistant professor was not a real professor in the German sense, but there in the USA I had the opportumity to do something on my own. And this is exactly what you have addressed. I had seen that people had stopped working on semiempirical methods. Therefore I thought that this is a good apportunity to improve something. And I started with it, of course (pondering, I.  n.)

 

Then a lucky chance helped, at about 1971, when I was already two years in St. Louis and I still did not have a single coworker. Finally, somebody came (pondering) at the moment when I was a few months in Germany, in the summer of 1971. In the USA one will formaly not receive a salary in the summer, one gets a 9 month contract. Per month the salary is not so bad, but one has to redistribute it over the whole year, in this way one has to save for the three unpaid months. And I thought that it would not be bad if I would work then elsewhere. I have worked as a visiting professor: one time in 1970 at Florida State unversity in Tallahassee. Originally I wanted to work with Michael Kasha (67), because I was interrested in radiationless transitions. Finally, I worked with Rhodes, because Kasha was on leave that summer. Then, 1971, I was visiting professor at Johns Hopkins University with Parr, only one month, then with Labhart (68) in Zürich. This strengthened my contacts and improved my salary.

 

During this time I had of course already my own ideas, how one could develop semiempirical methods, and when I returned then in 1971 to St. Louis, there came this student, Patrick Coffey. He had already a master’s degree in organic chemistry, but he realy wanted to do some programming. And this was of course possible only with me. To write a program he had already learned in the army. He wanted to use this skill, and that was not bad for work in theoretical chemistry, Then I said that I had a visiting professorship for one year, which I would start in ’72 with Preuß in Stuttgart. Preuß had taken care of it, I knew him already from Frankfurt and the summer school of ’63, where he lectured about the LCAO method and I did the exercise sessio  For Preuß who was in 1963 still Privatdozent - - -

 

A: Actually he was Privatdozent for a very long time.

 

J: Yes, until 1969, when he went to Stuttgart. He was there for two years and he had applied for my visiting professorship. Thus I was officially visiting professor of the University of Stuttgart and I received a letter not only from Preuß, but also from the president of the University. And there Mr. Coffey came with me, where his task was to develop this semiempirical procedure as PhD thesis (69). What we did was very simple: we said to ourselves, we want to improve the method of Pople. I still teach this in my lecture: His results were really so poor that we could hope to improve them, if we worked on it. I had sufficently dealt with these formulas already at Lykos’ lab and I had noticed that Pople had inadvertently taken a formula from the old Hückel theory, this formula for the resonance integral which in this form had to be wrong. It was simply not tenable, therefore the method failed.

 

With this little trick, to derive the formula now correctly - - - there was a small paper by Linderberg, who was with Löwdin in Sweden and later Professor in Denmark, about this  integral (70). I looked at it, worked myself through it - my first papers were about this integral. And I built this knowledge (70a-b) into the Pople method. I changed it and the PhD candidate became my fasted student up to now, nobody else managed to be that fast. He needed only one and a half years for his PhD thesis and then he had to wait half a year for his PhD certificate. He was already away as a postdoc, after one and a half years already with van Wazer (71). Actually he wanted to work with Dewar and I had tried to get him in contact with Dewar, but Dewar had no opening and he informed me of van Wazer’s interest, where the student then stayed. Coffey has developed our semiempirical method as a PhD student (72a-b), but without a name, I assigned it only two years later, because we were not that presumptious at that time to give our method its own name. This work was published without the name SINDO 1973 in the Journal of the American Chemical Society (72a).

 

When I noticed that one has to give the method a name because it is otherwise not recognized from the outside, I have called our procedure SINDO (73). The procedure interested immediately the referee. I am sure who it was: it was Whitehead, in Canada (74). Whitehead had about 70 parameters and I had perhaps 7, he was very impressed that one could do so much with so few parameters! But in the meantime Dewar had already developed his MINDO method (75) and Dewar was not only much older, more than 20 years, but he had also a huge group of coworkers and he could, of course, work much faster than I could with one or subsequently no coworker.

 

When I recognized that it would very, very difficult in St. Louis in the course of time - during the year in Stuttgart I could, of course, do a few other calculations with the computer, which were not possible in St. Louis, I had to think about whether I wanted to stay there. To find another position in der USA was too difficult at that time, the situation was too bad in ’71, ’72, there was an economic recession. Therefore I tried to find a position in Germany. In 1972 I was already invited by several universities, for instance for positions such as the one in Bonn, where Mrs. Peyerimhoff (76) is, then also in Bochum, which today Kutzelnigg occupies and for which I was among the few seriously considered. Now then (pondering, I.  n.) – one had from the outside still a certain view, beyond Germany. My final success lies also in the fact that I had two referees who obviously wrote always positive things about me. This was Hartmann on one hand and Löwdin (77) on the other hand.

 

A: But Löwdin is no semiempiricist?

 

J: Of course, he worked more methodically, and I would like to say, with respect to Nobel Prizes, Löwdin could have received one. But sometimes the constellation is not so and one is asking why this person and not the other one.

 

A: Well, Löwdin (77) told at the occasion of receiving an honorary doctoral degree from the University of Constance that he himself was a member of the Nobel committee for many years.

 

J: In physics. He was in the physics committee, but that was too close to chemistry. Many tried to nominate him, and I think that there was not a sufficient number, always in the same year. This year’s Nobel Prize is of course not by accident -

 

A: Why did they go like that?

 

J: I think you should read the article by Kutzelnigg, which appeared in the Blaue Blätter (78), now three days ago (pondering, I. n.) – the comments on the Nobel Prizes. Well, -  (pondering, I. n.). There is large group of people, who can be identitied by the comments in the internet. I have it in writing. A colleague has printed it and given it to me (79). I myself had not yet searched for it. At the end there is a little annex and there are also a few references; and from these one can see who is behind it.

 

A: How can one find it? Under Nobel Prize?

 

J: No, this is a little difficult. You have to look for the Academy, in Stockholm. It has an abbreviation. You have to look for the Academy of Sciences, and then you can find it (laughs). It is of course so particularly interesting that people has received the Nobel Prize this time, where I stand fully behind it because I know Pople for 30 years. I got to know him about ’68 or ’69 in Florida. He is not very talkative, if you do not know him. Then I was still very young and I tried to start a conversation, which finished somewhat like this: I asked a question, and he gave a very short answer and then the conversation was finished. In the course of years our conversazions became longer and longer. Now they would be very long, if he had time.

 

A: Please, allow me a change of topic Prof. Jug.

Yesterday evening I could talk with Prof. Tietz, who was Hückel’s assistant in Marburg and who became later professor of mathmatics in Hannover. Hückel mentions him bei name in his autobiography. The conversation with Prof. Tietz was very instructive (80). In this conversation I was more concerned with the humane aspect of Hückel in Marburg. Unfortunately, for other reasons I could not participate at the celebration of Hückel’s 100^th birthday. His autobiography is not read anywhere. Do you know Hückel’s autobiography (81). What do you think about it?

 

J: I it is here on my shelf, of course, I have read it. Hückel is a rare case of a misunderstood scientist. And when you think about that his brother, the chemist was much better known than he was and has written such a big book on organic chemistry (82), and the poor Hückel - I mean - who had two habilitation degrees, who was simply no real physicist and no real chemist. And therefore was not accepted in certain circles. This came only after the war. Of course I have read his papers from the 30s, they were original and pioncering for that time. More intuitive perhaps, but Hückel as a physicist was capable to solve such mathematical problems easily.

 

The main development came from the physicists, that one has to say – it came from physics. Mulliken (83) and, yes, Heitler (84) in Zürich. I have listened to Heitler’s lecture when I was a visiting professor at the University of Zürich, 1971, then Heiter was still lecturing. But there were one five or six student in the audience. Many people know Heitler only by name. But people like Heitler knew a lot of mathematics. And there was a similar situation in Germany. In the first generation of theoretical chemists, there were real chemists among them  (pondering, I. n.), who had learned only chemistry, and then the physicists came, too. In the second generation there were many physicists. Preuß, Peyerimhoff, too, are from physics, have studied physics. And thus - yes, this possibility to have a command of mathematics was absolutely relevant. And today we are again at this point.

 

Consequently there is this connection: how can one develop semiempirical methods? By a great deal of mathematics and some sense how it could function. And there semiempirical methods, as I say sometimes, are the least understood methods, because they are actually the most difficult. The improvements are not trivial, you cannot achieve them systematically. You cannot sit dowen and say, I take an additional function or I take some more correlation, that does not work. And you have to file an internal system, which yields certain things and others obviously not. But the limits have not yet been reached and therefore many of these methods are still valid.

 

Along the lines of Dewar they were further developed. He started with MINDO, the next he named MINDO/2, with an oblique line, and then MINDO/3. We had once a guest, who of course was not a theoretician, who spoke of MINDO third because of the oblique line (laughs) - - - . And these methods were applied also by people, who had no idea about them, who did not even know who to pronounce them - MINDO third, shortly afterwards MNDO came along, I gave a seminar lecture there at Dewar’s place, 1976. he had invited me, because I was going to a conference close by, in New Orleans. Thus I had reported about SINDO at that time, that was the oldest version. There was still not a great improvement compared to the one that Coffey had done. But we had already started with interesting problems, namely thermal reactions. It was about the activation energy of cyclopropane to propene, for example. There was an activation energy of 62 kcal/mol, and I think we had 48 kcal/mol. I talked about that, there were many people, a large audience, and as the host Dewar finally said: “I am sure this is on the mind of many of my coworkers to ask something, but nobody dares to do it, therefore I must do it: Why do you use such a poor method?” (laughs). Then I replied: “Yes, Professor Dewar, the reason is this: you have 70 parameters, but I have only 7.” But then I became shrewder, and I said to myself: “If I can do it with 14 parameters as well as somebody else with 70, then I am better.” I started as a purist in Hartmann’s institute, we learned Hartmann methodology.

 

A: Was Hartmann a physicist or chemist?

 

J: He was a chemist, obtained his PhD with Wulff (85), has worked also a few months with Sommerfeld (86), yes, yes, he has really worked with Sommerfeld, that was certainly the highlight of his studies, in the 40s.

 

A: I did not wanted to interrupt you.

 

J: Yes, Dewar was very direct. And Matsen (87) who was much more involved in formalistic development, told me afterwards: “Alas, Dewar has not seen how beautiful your theory is. It is theoretically so neatly derived, everything is structured.” Semiempirical methods still move in this field, they a supposed to be theoretically impeccable, but also very effective. They have to sacrifice a part of the theory for this accuracy. It is like a domino game: something collapses and you have to build everything anew.

 

A: How is it: the ab initio people say, the semiepiricists calculate at zero Kelvin - - -

 

J: This is also no longer true. This year we finished a PhD thesis. Just a month ago Mr. Ahlswede received his PhD degree with the further development of our method, where the heat of formation at room temperature is included (88). Not like Dewar and subsequent papers where the zero-point energy is not included. Mr. Ahlswede included the vibrational energy. He adjusts to achieve agreement with experimental data, but also with ab initio calculations. We can do it, too. We took zero point energies at zero kelvin up to now, but this year at 298 Kelvin. This is also a significant progress. Besides the numerical accuracy is now as good as that of Pople’s standard methods, for which he received the Nobel prize. Pople has achieved a great improvement of the GAUSSIAN program and it is, of course, much quoted. But our accuracy is about as good as that of 6-31G*, for structures.

 

A: With shorter computer times?

 

J: With substantially shorter computer times. But it is absolutely uninteresting for us to treat these small systems, this one can do also ab initio. Certainly at a greater expense, but one can increase the accuracy further and further. Our domain is now the calculation of very large systems, there we are leading.

 

A: The industry maintains that today’s semiemirical program are in part not yet useful. And in industry there seems to be a certain disappointment with respect to quantum chemistry. What is your view?

 

J: Yes, but there is a simple explanation. They have tried to focus on pharmaceuticals. And (laughs), these are the chemical systems which a partially quite large. If you grind it through a mill and obtain a structure, then this is of no relevance for the reactivity of such compounds. The procedure is much more complex. By accident we have also worked in this field, because one of my coworkers, who was a biochemistry student by training, wanted to solve a certain problem. We had a cooperation with a biochemist who is now in Cologne, but was before in Brunswick. And we have calculated a system with 8000 atoms - although not with SINDO, still simpler. And to deal computationally with the reactive center, people from industry can not do that, they do not have the means. This is research work for which industry has no time. To take a program and to calculate something very quickly, that does not work. I know that there was somebody at Schering who came from Labhart and worked on such questions. It did not work out the way, one had hoped for. I see better perspectives in the field of adsorption at surfaces, not at all surfaces, at metals it will be very difficult.

 

A: With which program?

 

J: Well, let us say we can treat 1000 atoms with SINDO. This is an appreciable number. Jimmy Stewart sells his PM3 (89). Some time ago he was also with Dewar, but he had some disagreement with Dewar, he works now for Fujitsu (90), but has also his own company Stewart Computational Chemistry and retails the PM3 program. PM3 is a spinoff of MNDO. From MNDO there were three further developments: one by Dewar himself, AM1, Austin Model1 (91), ­­ - he wanted to give it an identitfiable name under all circumstances. Stewart had another philosophy: statistical accuracy, where the whole input is used for parametrization. A year ago I was still against it, but today I do not have such a narrow view any more (pondering, I.  n.). I can surely imagine that one can have greater success in this way. We have just demonstrated that this idea is not wrong. We have been concerned with adsorption upon the special wishes of our colleaques here in Hannover. Adsorption of small molecules at sodium chloride surfaces is still a relativelly simple matter. It is also understandable at MgO which is interesting for catalysis. There we have studied among other things the dissociation of water at defective surfaces. But this means of course many years of work, we work on it already for eight years. For this sort of work SINDO is particularly suitable, which we developed from 1980 onwards. ’87, ’92 were the next stages (92). We tried several times improvements, twice we failed, but it  costs 10 years to make a real improvement. In his PhD thesis Mr. Ahlswede included small MgO clusters in the parametrization - MgO, (MgO)₂, (Mg)₃. They can be calculated ab initio. We looked how the bond lengths were ab initio and then adjusted the bond lengths in SINDO by parametrization accordingly. It turned out that the results automatically improved. So we were very successful whereas previously these clusters were not treated by anybody, at least not in this way, but under other aspects. There are still larger clusters of this kind, but for other purposes, we did not use them in the parametrization, and there are no measurements. And then one can compare with ab initio results on small systems and improve the methods. This has been done by several people already.

 

But at this time there are, I would say, only five methods in the world which are taken seriously. Which can regularly be used for research and which cover a broad range. I addition there are a few methods which were constructed only for special cases.

The significant methods are:

 

1)       First, AM1 by Dewar, which was developed from MNDO. Unfortunately, Dewar’s successor, one of his last students is not successful, he does not really move. There is SAM1, but nothing much originated from that one.

 

2)       The second is from Stewart, PM3.

 

3)       The third is by Thiel (93) who worked at one time with Dewar. He created MNDO/d from MNDO by adding d orbitals as polarization functions and in this way has improved the method. But we have these already for a long time. This is not an idea by Thiel, actually it is one that we had first.

 

4)       Zerner, of course, has his ZINDO, for spectra (94).

 

5)       Finally, our SINDO

 

The authors just mentioned are, of course, all good friends of mines, who I meet again and again ad we talk about it. Fortunately, it is so that there is no unnecessary competition in this small circle so that one of us is thinking that he is better than the rest. Because this is very, very damaging. Thiel asked me many years ago: “Are you still working on improvements? And I said thoughtlessly: “No”. Thereupon he said: “Ah, that’s good, then I can work on it, we do not have to duplicate everything.” When he had finished, there was no other option for me than to start again. After all his new method was better. In this way - - - it can have a positive effect, if you keep it within limits. Many methods can be traced back to Dewar -

 

A: The DFT methods (95),  too? Kohn is there - - -?

 

J: Yes, it sounds curious. Walter Kohn (96) is a physicist, who was already forgotten.

 

Together with Hohenberg he had derived a theorem that says only that a functional of the density for the ground state exists (97). But from this work you can also gather that you can never explicitly write this functional down. This is not possible. He has only shown that one can fulfill two inequalities in this way. There is only one (functional), not two. Since he did not find this functional and since he was certain that it was not possible to write it down analytically - that means to describe density without orbitals, he had a new idea a year later. Namely he went back to orbitals and he built up the density from orbitals, he derived to so-called Kohn-Sham equations (98), which generate Kohn-Sham orbitals. But these are no Harfree-Fock orbitals! In some respect they are cleverer and can already include correlation.

 

And then people came along who worked on it more puristically. But with this it did not yet function. Then other people came, like Becke (99) who was still quite young at that time, I think he was in his late thirties, and he proposed a gradient corrected functional. This is somewhat curious, because the kinetic energy is not correctly calculated in the Kohn-Sham equations, it is wrong! This correction is now added to the potential energy and one has to have a correction term for it. Becke was among the first successful ones, another one was Perdew (100). They suggested functionals which increased the accuracy enormously. Then more and more people started to work with it and to develop functionals, to test them. In this way a movement started which grew and grew.

 

And then Parr came about to include Walter Kohn (in theoretical chemistry). I know Walter Kohn only from sight, I have seen him only once or twice. He is now always at conferences on density functional theory, sort of a sign-board, a kind of figure-head. Somebody was needed, since otherwise perhaps nobody would have come close to the Nobel Prize. Walter Kohn was present in 1991 at a conference in Menton (101)­, I know him from this time. He talked about DFT what was then not considered as particularly striking. But in the next five years the improvement were enormous.

 

Density functional theory is a semiempirical theory, but which can also be improved, much more easily than the real semiempirical theories. One takes functionals, which are empirically chosen. Once I wrote in one of my papers that there are three stages of semiempiricism (102):

a)       The old stage, Hückel, and Pariser-Parr-Pople, these methods are based on the adjustment of certain integrals, one does not calculate then, one adjusts them to experimental data.

b)       The next stage, better stage is if one generates formulas with flexibility. But not the old ones from Hückel; that does not work, one cannot go with these very far. Therefore - creation of formulas. And this is not different in density functional theory. Only their theory is more general, one can build in more orbitals, much more conveniently, and the results will finally be more accurate. One can treat things which do not work semiempirically.

c)       The third stage is consistency of parameters within a row of elements. This excludes arbitrariness.

 

A: But do you continue SINDO?

 

J: We have just recently continued its development and it is now enough, it is more improved with fewer parameters.

 

A: Industry always wants the whole periodic system. How many elements can you treat with SINDO now?

 

J: Yes, well, we can only treat the first three rows. And this should be the end, then in the fourth row relativitic effects arise, and one has to do something about it. We have started, as one of the first groups, to include also transition metals semiempirically, scandium to zinc, that works. But the accuracy is lower. Mr. Ahswede has now finished the first two rows, that means including hydrogen, lithium to fluorine, sodium to chlorine. This is very, very good.

 

We are still working on (the improvement of)  the transition metals, if one tries it in the same way, it is painstaking, the accuracy is not yet so high. The reason is that these systems are more complicated due to their d orbitals. The atoms have a spin and there are different orientations, there we have very close-lying states. All those who investigate spectra have this problem. That is very, very difficult. Zerner has trimmed his procedure completely to transition metal compounds, to make it work. For us this would be subsequent work, whether this works now, too. We have studied spectra only occasionally, we had also a guest from Moscow, who has studied such compounds. But we are interested in the adsorption of oxides of transition metals. Titanium dioxide is a catalyst in its rutile and anatase form, vanadium pentoxide is also a catalyst. But the ab initio people are not yet there, they cannot do it. There is the problem. Naturally we have cooperations, very many cooperations and one is with Russians. There is a programm for research support. There is a Russian group in Novosibirsk at the Academy of Sciences. That is a very good group there -

 

A: Which name is there first?

 

J: Well, Mrs. Lapina does the experiments. She is perhaps not yet so well known. The better known theoretician is Zhidomirov, he is among the Russian semiempiricists perhaps the best known (103). He came originally from Moscow, but is in Novosibirsk already for a long time. He is also already over 60, thus not a young man any more. And there are also many others. We are interested in experimentalists and try to simulate surfaces according to their experiments, then also reactions on surfaces this will have a great future, since in Hannover there is a center of solid state chemistry. We are lucky that we have collaborated there at the right time, because we have a great deal of experience, and this center shall remain and shall be extended. If we had concerned ourselves with pharmaceuticals,  we would have to do now organic chemistry.

 

The point that stirs me today more than previously, is simply how my own work is accepted. Which interest is in this work? When one is young, one sets as a gool the solution and presentation of an interesting problem. In the early days the interest in the practical application was of secondary importance. Then it was about maintaining one’s ground among the theoretical chemists, the opinions were also already then quite different, and Pople was not the first who did ab initio calculations, quite to the contrary, he joined quite late.

 

Already in the 60s there was the opinion that you can do everything only ab initio. And there was Mr. Wahl who advertised a method which I found very strange, which he called brute force.

 

A: Was that the paper by Wahl and Das (104)?

 

J: Quite right. He has done something in this field. He collaborated with this Indian for a year. I never got to know him. And Wahl died already, at young age, with 44, that was long ago. Wahl advertised this track, and there was Clementi (105), and there was Roothaan (106), there were many people who had already done it, the whole Roothaan school. And in Germany, of course, Preuß. And Boys in England (107), and his students like Handy (108) today, they have worked on it. And there were these semiempiricists who were never large by number. At first Pople, then only Dewar and then came Zerner again, and then we came and -

 

A: Thiel?

 

J: Thiel came much later, he is much younger. Also Stewart, who was already earlier in this group, but he has made himself very, very well known only in the last 10 years. He has also worked with Pople, his name is among the authors of the GAUSSIAN program (109). He has now his own program, which really deserves the credit that is given to it. It is very, very efficient and naturally very well known. And exactly Stewart is doing the biochemical calculations, whereas we do not do them.

 

But all I want to tell you is who reads what one writes? It is not only necessary to defend semiempiricism, but to find interested parties - and what we do finds interest. And for the reason that people want to have certain things, there I must make a selection. For understandable reason I have worked for many years on organic systems, this is easier, because the systems are simpler than inorganic ones. But the result is that the resonance by organic chemists, by the true organic chemists is much smaller, although I put in much more time, also methodically, to develop this. We advanced the development of the concept of bond order to understand how bonds are broken. That of Coulson (110) was obsolete, it could no longer be used. To fit it to ab initio calculations, not only semiempirically, biradicals, zwitterions, valence - all that has been advanced by us and entered our semiempirical programs, because we wanted to work with it. The resonance of the true organic chemists was relatively low.

 

And, of course, if somebody like Schleyer (116) says in a discussion on aromaticity: “. . . these are only semiempirical calculations and therefore they do not have such a great importance. . .” then this is simply a great misunderstanding. For theory is something different, don’t you agree.  And therefore there are, of course, points of friction, where people want to enforce other developments. Schleyer has placed himself now completely on the ab initio side, has never claimed that he is a theoretician, but he calculated very much, has published very many papers, has a great influence, rightfully so because of his original ideas. But the opinion that semiempirical methods can not carry you very far in organic chemistry is absolutely erroneous! We have published now a paper together with Katritzky (117) which proves it. But this was one of my few organic papers in the last few years.

 

We have left this field, also because these cooperations do not function so well. There somebody comes along - I say that now - and says: “ Here we have this problem, could you make a calculation?” And then you sit down and work on it and half a year later you meet again and present the result. The same colleague, an organic chemist, then says:” Alas, we have already progressed, that does not interest us any more.” I think that the organic chemists have to sit down on their trousers, if they want to keep the interest of theoreticians alive! You can always get  somebody who can run a program and generates data with it. But this is also not always trustworthy. Also the GAUSSIAN program can not be run as a black box. You have to understand how much you can achieve with this or that part. I must say, with physical and inorganic chemists - physical chemiste for a long time, inorganic chemists for a few years - these cooperations are much more efficient. Because they do not say after half a year:” Alas, that does not interest me any more.”

 

One can turn this around: I could say:” Look, here I have just calculated this interesting phenomenon, can you measure it?” And then these people say, (laughs), organic chemists:” Yes but it is poisonous, I do not like to work with it.” With such colleagues you can not cooperate. And that I have not found with inorganic chemists, they can also declare anything as poisonous - I have not doubt that this is not so nice.

 

But when you work on catalalysis, on decontamination of the enviroment and so - that is also a goal which we have, but naturally only little realized - if you are concerned with CO and NO, and you start to measure - this is also not without risk. But it has to be done. And for instance catalysts in cars which are to remove this NO, that can be simulated today, we can calculate it. Only nobody knows, if this model is now perfect, there are a few people who already calculate such systems. We have also done such calculations, but have not published it yet  (1998, I.  n.), because we are not certain that the mechanism works that way, but there are too few experiments which could clarify this. But there is just a change of mind of other colleagues and also it is quite clear: semiempiricism is still interesting for many things and one can do a few things that one can not do ab initio! Density functional methods lie somewhere in between, they can manage somewhat larger systems, are somewhat more efficient than the original ab initio methods. With semiempirical methods one can do things that one can not be done in such a way with other methods. The field of interest has simply shifted. And the other thing that one can do, one can cover whole rows of elements - chemistry is a comparative science. If I want to calculate substitution effects and I want to grind 50 systems through the mill, then I can do it in the same way as ab initio. Only ab initio it may need three months in the worst case, whereas semiempirically it will be through within three days. There is the big difference: in industry they want to know something in three days, where to continue - and not after three months.

 

A: Which types of computers do you use? Parallel computer or

 

J: All types. Originally we worked here internally with PCs, but these PCs were at the same time terminals for the central computer in the computer center (111). And this is a regional computer center for Lower Saxony, which is fortunately located in Hannover, and therefore we have a better contact. We are the  greatest users of this computer center. But in the meantime this computer center is too small for us and we had to try for our own computer. The computer center has a vector computer with a large storage capacity, but today there are also workstations with large storage which are hardly slower. The computer center has also a parallel computer as well as a workstation cluster.

 

I learned today, that means a coworker came to me and said:” The computer center wants to donate their discarded workstations to us, which (laughs) were working for the whole university.” I said:” of course, we take them, we can still use them.” This costs money; if we buy some thing like this, this would be 4 times 10000 or 20000 Deutsch Marks per computer, which we would have to spend. And I think they had four of them, and now still three exist. And the person from the computer center asked:” How many do you want.’” My coworker:”All three.”

 

A: Do you program today in FORTRAN? Vectorized?

 

J: Yes, that is natural - it is a difficult problem. We stayed with FORTRAN, of course with all existing versions. This is no longer FORTRAN II, IV or V, I don’t know what it is now - 90 or later. Because it proved practical. Long before one had assembler or machine code to speed up the calculations. This is no longer worth the trouble. The compilers are getting better, and they are also tailored to such things. Our programs here, in particular our SINDO, are test programs for the computer center. They use SINDO to test their compiler. If it runs very slowly, they know that their compiler is not yet so good. Sometimes you have to watch your own programming, now parallel computers are being discussed. Parallel computers have a computer power which is smaller than the sum of their parts. But together they can reduce the running time. If you do it sequentially, the job may run for five months, but with parallel computing it may need only a week. But one has to have a program which is conceptually conceived for this sort of machine.

 

A: Who decides about the parallel run? The program or the steering master?

 

J: I don’t think that we do it. I do not think that we parallelize, but the compilers are now more advanced. It was tried earlier, but the compilers were not efficient, one had to do it oneself. And I think that the opinion of our computer center – which has to justify its existence again and again - is that it is not meaningful if everybody parallelizes his own program, because then 100 people have to change their program. This is less efficient than to conceive a compiler which adjusts to such questions. And this was exactly the case with vector computers. Some time ago one wanted to vectorize, then one had to do it in the program. A part can be automatically vectorized, but depending on the quality of the compiler it is better or worse. We have done very little to change the program in this direction of changing needs. What we cannot do is: We cannot maintain so many program versions. There was a EU project - Thiel was a participant, I think also Ahlrichs (112) – parallelization attempts (113). Thiel has a parallelized version (114) of MINDO. We, too, had different versions, a small version for a small computer and another one for a large computer. And then we had a periodic program which ran in a different way.

 

Then I noticed, (Laughs): There is an incredible number of people involved in the maintenance of the single parts. We discard now older versions when the new one is running! We have now again everything and built in flexibility. It is dynamic so that only the needed space is provided. It has not proved useful to extend these version because after the responsible coworkers had left, we were unable to improve the program.

 

A: That was also the reason why quantum chemistry will stick with FORTRAN? Somebody wrote that it takes much effort to rewrite a program in the leading language.

 

J: Yes. As long as compilers are written for FORTRAN, it does not matter.

 

A: This is then the task of computer science?

 

J: Yes, but these people are often not interested in the needs of the users as these would like to have it. Only if they think it is an interesting problem also for computer science. But if the need it very great then you can also find people who put an effort into it.

 

A: Do you have free computer time?

 

J: It is free, but fixed by a quota. And there we do not have such a good standing (Laughs) - this quota is democratic: according to the number of coworkers. Earlier, when I had very few coworkers my situation was very, very bad. Today I still have more than 10 coworkers and we can do in this way. But we also watch whether the quota is perhaps not so strictly fixed, we put in a effort to run our programs there. We do our calculations on all clusters, in principle we can also do them in Berlin on a Cray (115). In the times of need we look for new sources. This is very likely done by others colleagues, too. But we were also successful with it. But I have to say now: semiempirical methods do not use that much computer time, significantly less than ab initio or density functional methods and therefore we can calculate larger system without going beyond the set limits.

 

A: Yes, these were roughly my questions.

 

J: I have not said too much, I think, about the early times - - -

 

A: I think that the presentation of your personal development and the SINDO method gives a good impression of the development of the second generation of quantum chemistry which at the same time exposes the original semiempirical ideas. Professor Jug, thank you for your detailed presentation.

 

 

 

References and Notes

 

 

(1) K. Jug, Mathematik in der Chemie. Springer, Berlin, 1981 und 1993.

(2a) H. Hartmann (1914-1984) was Professor at the University of Frankfurt.

At that time very well known by his book Theorie der chemischen Bindung (2b).

(2b) H. Hartmann, Theorie der chemischen Bindung. Springer, Berlin, 1954.

(3) H. Greiner. Professor of Theoretical Physics at the University of Frankfurt.

Author of a long series of textbooks on theoretical physics: volumes 1-10, 1975 -.

(4) On the Ising model see textbooks of theoretical physics, e.g. W. Nolting, Grundkurs Theoretische Pysik. Bd. 6: Statistical

Physics. Verlag Zimmermann-Neufang, Ulmen, 1994.

(5) C.J. Ballhausen, Introduction to Ligand Field Theory. McGraw-Hill, New York, 1962.

(6) The computers of Zuse were built from 1936-1964 in Germany.

The first types were electromechanical, the later ones bases on tubes.

(7) Three-dimensional box model with step in polar coordinates, in contrast to Kuhn with electronic interaction as perturbation

term

(8) Quantenchemisches Modell für einen oktaedrischen Titankomlex, Frankfurt 1964.

(9) That was about the time of the IBM 704-709 (1955-1958) and the IBM 7080 (1960), respectively.

(10) FORTRAN, ALGOL: In the category of algorithmic languages ALGOL and FORTRAN were the first representatives.

FORTRAN came in 1957, ALGOL 1958. FORTRAN IV, appeared first in 1966 was subsequently in use for a long time, since

one could perform almost all calculations in natural sciences. Subroutines, later known as procedure were possible in

FORTRAN for the first time, whereas they were implemented in ALGOL from the beginning. FORTRAN IV  did not yet contain

graphical programs, graphical presentations, e. g. for the electronic density of orbitals were partially realized by multiple printed

letters.

(11) The IBM 7090 came on the market in 1959. It was the first fully transistorized computer. 1962 and 1964 the IBM 7094 and

7094 II appeared.

(12) FORTAN V appeared in 1967.

(13) S. Fraga, Prof. of Theoretical Chemistry, University of Alberta, 1962-1995; now Prof. emerit.

(14) H. Bock, Später Prof. of Inorganic Chemistry at the University of Frankfurt.

(15) E. Heilbronner, Prof. of Theoretical Organic Chemistry at the University of  Zurich

and later Basel. Together with Bock Author of the books of ref. 16.

(16) E. Heilbronner, H. Bock, Das HMO-Modell und seine Anwendung. 3 Bände. Verlag Chemie, Weinheim, 1968 und 1970.

(17) H. Bock, Zur Chemie der anorganischen Stickstoff-Verbindungen. Farbe und Konstitution bei Azo-Verbindungen.

Naturwiss. Fakultät, Ludwig-Maximilians-Universität, München, 1964.

(18) R.G.Parr, born 1922, Prof. of Theoretical Chemistry, Univ of North Carolina, Chapel Hill, USA.

(19) K. Fukui, 1918-1998. Frontier Orbital Theory. Nobel Prize 1981, together with R. Hoffmann. Japanese theoretical chemist

with primary interest in chemical reactivity .

(20) R. McWeeny, born 1924, Ph.D. at Oxford under Coulson in 1948. Prof at the Universities Newcastle upon Tyne, Keele and

Sheffield. Since 1981 Professor of Theoretical Chemistry at the University of Pisa (being the brother in law of G. Del Re).

See also my interview with R. McWeeny at Pisa 1993.

(21) A. Pullman and B. Pullman. Institut de Biologie Physico-Chimique, Paris.

See also my interview with Mme A. Pullman in Paris in 1997.

(22) D. Herschbach, Prof. of Physical Chemistry. Harvard University. Nobel Prize 1986.

(23) E.E. Nikitin, Russian Academy of Sciences, Moscow, now Technion, Haifa.

(24) R. Daudel. Prof. in Paris.

See also my interview with R. Daudel in Paris in 1997.

(25) Symposium für Theoretische Chemie, Frankfurt 1965.

(26) K. Jug, Anwendung einer Einzentrenmethode auf die π-Elektronensysteme von Fünferheterocyclen. Dissertation, Frankfurt

1965.

(27) Ruch, Prof. emerit. at the FU Berlin.

(28) H. Preuß, Prof. emerit. of Theoretical Chemistry, University of Stuttgart.

(29) W. Kutzelnigg, Prof. of Theoretical Chemistry at the University of Bochum.

See also my interview with W. Kutzelnigg at Bochum in 1997.

(30) 31. Symposium on Theoretical Chemistry, Loccum 1995.

(31a) H. Hartmann, New Developments in the One-Electron Theory of π -Electron Systems. Advances in Chemical Physics 5,

1(1963).

(31b) H. Hartmann, Zur Theorie der π-Elektronensysteme. Z. Naturforsch. 1960,15a, 993-1003.

(32) see also: G. Hohlneicher und G. Scheibe, Die erweiterte Hückelsche π-Elektronentheorie und ihre Anwendung auf einfache

Konjugationssysteme. Tetrahedron, 1963, Suppl. 2, 189-200.

(33) E. Ruch, Zur Theorie der π-Elektronensysteme. Z. Naturforsch. 1961,16a, 808-815.

(34) The journal Theoretica Chimica Acta was founded in 1962. The first editors: H. Hartmann, K. Ruedenberg.

(35) Reports of the Quantum Chemistry Group, Uppsala.

(36) The Advances in Quantum Chemistry were started in 1964.

(37a) Janos Ladik, born 1929 in Hungary. Studied chemical engineering in Budapest, thereafter research group leader at the

central research Institute for Chemistry at the Hungary Academy of Sciences. 1972 changed to TU Munich as Prof. of

Theoretical Chemistry, 1975 call to Erlangen, where he worked as Professor of Theoretical Chemistry until his retirement. 

(Quelle: Erlanger Nachrichten vom 2.6.1989).

(37b) J. Ladik, Quantenchemie. Ferdinand Enke Verlag, Stuttgart, 1973.

(38) G. Berthier, born 1923, Ph.D. in chemistry Paris 1948. Prof at the ENS.

See also my interview with G. Berthier in Paris in 1997.

(39) Start of Theoretica Chimica Acta in the year 1962.

(40) P.G. Lykos and R.G. Parr, On the Pi-Electron Approximation and its Possible Refinement. J. Chem. Phys., 24 1166 (1956)

and 25, 1301 (1956).

(41) R.G. Parr, The Quantum Theory of Molecular Electronic Structure. W. A. Benjamin, New York, 1964.

(42) R.G. Parr and W. Yang, Density-Functional Theory of Atoms and Molecules. Oxford University Press, New York, 1989.

(43) NATO stipends. From 1945 - now NATO stipends were awarded for foreign exchange to foster young researchers.

(44) J. Hinze, Prof. of Theoretical Chemistry, Bielefeld.

(45) A.C. Wahl, R.H. Land, The Evaluation of Multicenter Integrals by Polished Brute Force Techniques. I. Analysis, Numerical

Methods, andComputational Design of the Potential-Charge Distribution Scheme. Int. J. Quant. Chem 1S, 375-401 (1967).

(46) M. Yoshimine, A.D. McLean, Ground States of Linear Molecules: Dissociation Energies and Dipole Moments in the Hartree-

Fock Approximation. Int. J. Quant. Chem. 1S, 313-326 (1967).

(47a) John A. Pople was born in Somerset, UK, in 1925. He obtained his Ph.D. in Cambridge, UK, in 1951. Prof. at Carnegie-

Mellon University in Pittsburg, USA, 1964-1986, then Prof. at Northwestern. University, Evanston, Illinois, USA. He remained

British citizen. Nobel Prize 1998.

(47b) J.A. Pople and D.L. Beveridge, Approximate Molecular Orbital Theory. McGraw-Hill, New York, 1970.

(48) Inga Fischer-Hjalmars, born 1918 in Stockholm. Later Prof. in Theoretical Physics at the University of Stockholm.

See also my interview with I. Fischer-Hjalmars in Stockholm in 1999.

(49) J. Koutecky. Prof. emerit, FU Berlin.

(50) K. Ruedenberg, born 1920, M.S. in Chemistry and Mathematics, 1944, University of Fribourg, Switzerland,

Ph.D. in Theoretical Physics, 1950, University of Zurich, Switzerland.

Associate and Associate Professor of Chemistry and Physics, 1955-62, Iowa State University,

Professor of Chemistry and Physics, 1964-1991, Iowa State University.

Honorary Ph.D.'s from Basel, Bielefeld, Siegen. Editor in Chief of Theoretica Chimica Acta

1985-1996, Associate or Advising Editor of many other journals in this field.

(51) CNDO : J. A. Pople D.P. Santry and G.A. Segal, J. Chem. Phys. 43, S129 (1965).

(52) NDDO : J. A. Pople D.P. Santry and G.A. Segal, J. Chem. Phys. 43, S136 (1965).

(53) INDO : J. A. Pople D.L. Beveridge and P.A. Dobosch, J. Chem. Phys. 47, 2026 (1967).

(54) Pople left the field in 1968.

(55) S.F.Boys Proc. Roy. Soc. Lond. Ser. A, 200, 542 (1950).

(56) H. Preuß, Z. Naturforsch. 11a, 823 (1956).

(57) R. McWeeny, Note on an Iterative Method in Nuclear Problems.

Proc. Cambridge Philos. Soc. 45, 315-317 (1949).

(58) See also my interview with R. McWeeny in Pisa in 1993.

(59) Journal of Chemical Physics, gestartet 1933.

(60) Second Series by Pople, see Ref. (51) - (53).

(61) I. Fischer-Hjalmars, Zero Differential Overlap in π-Electron Theories. (Löwdin ed.).

Advances in Quantum Chemistry. 2, 25-45 (1965).

(62) Roald Hoffmann, born 1937 in Poland. B.A., 1958, Columbia College, M.A. 1960 in Harvard, Ph.D. 1962 in Harvard.

Developed the Extended Hückel Method. Together with Woodward 1965 papers on the connection between molecular

symmetry and organic reactions. Then came the conservation of orbital symmetry. Nobelprize 1981, together with Fukui.

(63) M.J.S. Dewar, 1918-1998.

(63) M.J.S. Dewar, A Semiempirical Life. Amer. Chem. Soc., Washington, 1992.

(64) P.-O. Löwdin, priv. communication (at my interview with him in June 1999).

(65) G.C. Pimentel, 1922-1990. Prof. of Physical Chemistry, University of California, Berkeley.

(66) Gell-Mann, born 1929, Nobel prize 1969. American physicist, professor at the California

Institute of Technology in Pasadena till 1993.

(67) M. Kasha, Prof. of Chemistry, Florida State University.

(68) H. Labhart, Prof. in Zürich, main time of work at the end of the  `60s.

(69) P.J. Coffey, A Semiempirical Molecular Orbital Method for Molecular Energies. Ph.D. Thesis, St. Louis, 1973.

(70) J. Linderberg, Chem. Phys. Lett. 1, 39 (1967).

(70a) K. Jug, Determination of α and β Parameters in Approximate SCF MO Theories. Theor. Chim. Acta 16, 95 (1970).

(70b) K. Jug, Operator Equations in Approximate Orbital Theories. Theor. Chim. Acta 23, 183 (1971).

(71) J. von Wazer, Prof. Emeritus of Inorganic Chemistry, Vanderbilt University.

(72a) P. Coffey, K. Jug, Semiempirical Molecular Orbital Calculations and Molecular Energies: A New Formula for the β

Parameter. J. Am. Chem. Soc. 95, 7575-7580 (1973)

(72b) P. Coffey, K. Jug, Semiempirical MO Calculations on Symmetry Governed Reactions. Theor. Chim. Acta 34, 213-224

(1974).

(73a) K. Jug, Mechanism of Cyclopropane-Propane Isomerization. Theor. Chim. Acta 42, 303 (1976).

(73b) D.N. Nanda, K. Jug, SINDO1. A Semiempirical SCF MO Method for Molecular Binding Energy and Geometry. I.

Approximations and Parametrization. Theor. Chim. Acta 57, 95-106 (1980).

(74) M.A.Whitehead, Prof of Theoretical Chemistry, McGill University, Montreal, Canada.

(75) M.J.S. Dewar and E. Haselbach, Ground States of σ-Bonded Molecules. IX. The MINDO/2 Method. J. Am. Chem. Soc.

92, 590 (1970).

(76) S. Peyerimhoff, Prof. der Theoretical Chemistry, University of Bonn.

(77) Per-Olov Löwdin, 1916-2000. Born in Uppsala, Sweden. Ph.D. in Physics 1948. From 1960-1983 professor at the

University of Uppsala, in parallel professor at Gainesville, Florida until 1993. He was a member of the Swedish Nobel

Committee in Physics for many years.He was the founder of the International Journalof Quantum Chemistry and of the

series Advances in Quantum Chemistry. He started the very famous summer schools of Quantum Chemistry around 1958. In

1955 he came out with what is now known as Löwdin Orthogonalisation. In 1998 he obtained a honorary doctor's degrree at the

University of Constance, one among of many others.

See also my interview with P.-O. Löwdin in Uppsala 1999.

(78) W. Kutzelnigg, Quantenchemie, in: Nobelpreise für die Chemie und Medizin 1998. Nachr. Chem. Techn. Lab. 46, 1040-

1041 (1998).

(79) http://www.kva.se/eng/pg/prizes/nobel/chemistry98.html.

(80) See also my interview with H. Tietz in Hannover, 1998.

(81a) E. Hückel, 1896 - 1980 Prof. at the University of Marburg (Germany).

(81b) E. Hückel, Ein Gelehrtenleben. Wahrheit und Satire. Verlag Chemie, Weinheim, 1975.

(82) W. Hückel, Theoretische Grundlagen der Organischen Chemie. 2 Bde. Akademische Verlagsgesellschaft, Leipzig, 1935.

(83) R.S. Mulliken, 1896 - 1987. Nobel Prize 1966.

(83) R.S. Mulliken, Life of a Scientist. Springer, Berlin, 1989.

(84a) W. Heitler, The Quantum Theory of Radiation. Oxford University Press, London, 1954;

Reprint by Dover Publications, New York, 1984.

(84b) W. Heitler, E. London, Wechselwirkung ....

Zeitschr. Physik 44, 455-472 (1927) - one of the classic papers!

(85) P. Wulff, 1897-1947. In the considered time period Privatdozent at the University of Frankfurt.

(86) A. Sommerfeld, 1968 - 1999. Professor in Clausthal, Aachen and Munich. 1915 Finestructure of the hydrogen spectrum,

1916 Quantum theory of the normal Zeeman effect. Famous through his work and the resulting volumes Atombau und

Spektrallinien, which can even today convey the foundations of the theory.

(87) F.A. Matsen. Published a series of group theoretical papers in chemistry. Left the field to concentrate exclusively on group

theory.

(88-a) B. Ahlswede, Quantenchemische Adsorption von Wassermolekülen an defekten NaCl (100)- und MgO (100)-

Oberflächen. Dissertation, Hannover 1998.

(88-b) B. Ahlswede, K. Jug, Consistent Modifications in SINDO1. I. Approximations and

Parameters. J. Comput. Chem. 20, 563 (1999).

(89-c) B. Ahlswede, K. Jug, Consistent Modifications in SINDO1. II. Application to First-and Second-Row Elements. J. Comput.

Chem. 20, 572 (1999).

(89) PM3 : J.J. Stewart, J. Comput. Chem. 10, 209 (1989).

(90) Fujitsu. Big Japanase computer producer. In 1999 Siemens Computer and Fujitsu Computer merged.

(91) AM1 : M.J.S. Dewar, E.G. Zoebisch, E.F. Healey, J.J.P. Stewart, J. Am. Chem. Soc. 107, 3902 (1987).

(92a) K. Jug, R. Iffert and J. Schulz, Int. J. Quantum Chem. 32, 265 (1987).

(92b) J. Li, P. Correa de Mello, and K. Jug, J. Comput. Chem. 13, 85 (1992).

(93) W. Thiel, Prof. at the Max-Planck-Institut für Kohlenforschung, Mülheim/Ruhr.

(94) M. Zerner 1940-2000. Prof. of Theoretical Chemistry, University of Florida.

(95) DFT: Density Functional Theory. See the following three books:

(95b)=(42) R.G. Parr and W. Yang, Density-Functional Theory of Atoms and Molecules. Oxford University Press, New York,

1989.

(95c) E.S. Kryachko and E.V. Ludeña, Energy Density Functional Theory of Many Electron Systems. Kluwer Acad. Publ.,

Dordrecht, 1990.

(95d) J.K. Labanowski and J.W. Andzelm (Eds.), Density Functional Methods in Chemistry. Springer, New York, 1991.

(96) Walter Kohn, born 1923 in Vienna, Austria. 1945 B.A. in Mathematics and Physics at University of Toronto,

Toronto, Canada, 1946 M.A. in Applied Mathematics, 1948 Ph.D. in Physics at Harvard University, Cambridge, MA, USA. Prof

at the Carnegie Institute of Technology, Pittsburgh, USA from 1950-1960, then Prof. at the University of California, San Diego,

USA 1960-1979, followed from the University of California, Santa, Barbara, USA until 1984.

(97) P. Hohenberg, W.Kohn, Inhomogeneous Electron Gas, Phys. Rev. B, 136, 864 (1964).

(98) W. Kohn, L.J.Sham, Self-consistent Equations Including Exchange and Correlation Effects, Phys. Rev. A, 140, 1133

(1965).

(99) A. Becke, born 1953. Prof of Theoretical Chemistry, Queen's University, Canada.

(100) J.P. Perdew, Prof. of Physics, Tulane University.

(101) Menton, City in Southern France, at the Riviera, between Monte Carlo and the Italian border.

R. Daudel started the series there together with Pullman in1973.

(102) K. Jug and M. Krack, Consistent Parametrization of Semiempirical MO Methods. Int. J. Quantum Chem. 44, 517 (1992).

(103a) G. Zhidomirov, Prof. At the Boreskov Institute of Catalysis, Novosibirsk, GUS.

(103b) V.A. Tikhomirov, G. Geudtner, K. Jug, Influence of Environment on Water Adsorption and Dissociation at Clean and

Stepped Mg(100) Surfaces. J. Mol. Struct. 458, 161 (1999).

(104) G. Das, A.C. Wahl, J. Chem. Phys. 44, 87 (1966).

(105) E. Clementi. Worked many years in the field of ab initio methods, mainly at IBM, which obviously had an interest in

showing how goods these machines could be used in quantum chemistry.

(106a) C.C.J. Roothaan summarized the result of the Mulliken group in his famous paper (106b).

(106b) C.C.J. Roothaan, New Developments in Molecular Orbital Theory. Rev. Mod. Phys. 23, 69-89 (1951).

(107) S.F. Boys, formerly Reader of Theoretical Chemistry, Cambridge University, UK.

(108) N. Handy, Prof. of Theoretical Chemistry, Cambridge University, UK.

(109) Gaussians: See books of introductory quantum chemistry. e.g.W. Kutzelnigg, Einführung in die Theoretische Chemie.

VCH, Weinheim, 1994. p. 526 ff.

(110a) C.A. Coulson, 1910-1974, English theoretical chemist who developed a molecular orbital theory and the concept of

partial valency. He developed many mathematial techniques for solving chemical and physical problems.

Coulson was born in Dudley, Yorkshire, and studied at Cambridge. He became professor of theoretical physics at King's

College, London, 1947, professor of mathematics at Oxford 1952, and later Oxford's first professor of theoretical chemistry. He

was chair of the charity Oxfam 1965-71. The molecular orbital theory that Coulson developed is an extension of atomic quantum

theory and deals with 'allowed' states of electrons in association with two or more atomic nuclei, treating a molecule as a whole.

He was thus able to explain properly phenomena such as the structure of benzene and other conjugated systems, and invoked

what he called partial valency to account for the bonding in such compounds as diborane. Coulson also contributed significantly

to the understanding of the solid state (particularly metals), such as the structure of graphite and its 'compounds'. He wrote three

best-selling books: Waves 1941, Electricity 1948, and Valence 1952. (Taken from the Internet in 4/2001, Source unknown.)

(110b) C.A. Coulson, Hückel Theory for Organic Chemists. Academic Press, London, 1978.

p. 171 (with respect to Hückel calculations): "Someone said that if you ask me a question before dinner

I am an optimist - after dinner, I am a pessimist."

(111) The computer center in Hannover became suddenly known to the general public by ist excellent search machine MetaGer.

(112) R. Ahlrichs, Prof. of Theoretical Chemistry, Karlsruhe.

(113) Conference "New Frontiers in Computational Chemistry: Impact of Parallel Computing on the Chemical and

Pharmaceutical Industry". November 28-29, 1995, Le Bischenberg, Frankreich.

(114) W. Thiel and D.G. Green, The MNDO94 Code: Parallelization of a Semiempirical Quantum-chemical Program. in:

Methods and Techniques in Computational Chemistry. METBCC-95.

Ed. E. Clementi, G. Corongiu, STEF, Cagliari (Italy) 1995.

(115) Cray- Rechner. Belonged to the first new computers which were not produced by IBM.

(116) P. von R. Schleyer, Prof. emerit. University of Erlangen, now University of Georgia, USA.

(117) A.R. Katrizky, M. Karelson, S. Sild, T.M. Krygowski, K. Jug, Aromaticity as a Quantitative Concept. Part VII: Aromaticity

Reaffirmed as a Multi-Dimensional Characteristic. J. Org. Chem. 63, 5228-5231 (1998).

 

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Last Updated : Aug. 19, 2006 - - 09:08