Karl Jug
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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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Jug talks briefly about SINDO |
DivX; 5 MB |
Just in case, for Win9x,ME,XP:
Get the free download player from DivX-Company. |
in German |
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Jug talks briefly about SINDO (40
sec) |
ZIP/AVI, Indeo 5.04; 5 MB |
Just in case: Get the Indeo-driver 5.04 in case of emergency here (2 MB). This driver should also work with newer MS Media Players, I guess. |
in German |
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Jug talks about his SINDO method
(5 min) |
WAV, mono; 4 MB |
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in German |
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Jug talks about his SINDO method
(5 min) |
MP3, stereo; 3 MB |
This is the stereo version of the above, using newer filtering methods. |
in
German |
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