Hendrik Antoon Lorentz: belichaming van de nieuwe natuurkunde

De klokken in alle kerken van Haarlem en in het stadhuis werden geluid, de vlaggen hingen halfstok en zelfs de telegraafdienst lag drie minuten stil. Het was geen lid van het koninklijk huis dat overleed, maar de natuurkundige Hendrik Antoon Lorentz. Grafredes werden gehouden door niemand minder dan Albert Einstein, Paul Ehrenfest, Ernest Rutherford en Paul Langevin.

Wie was deze natuurkundige, die in 1902 de Nobelprijs voor de natuurkunde won, door Einstein ‘een levend kunstwerk’ genoemd werd en de hoogste lof kreeg van de internationale wetenschap? Deze vraag blijft in de biografie Hendrik Antoon Lorentz, natuurkundige 1853-1928 van Anne J. Kox helaas grotendeels onbeantwoord.

Zekerheid

Wat wel duidelijk wordt uit deze biografie is waarom we Lorentz allemaal beter zouden moeten leren kennen. Hij belichaamt de omwenteling die de fysica eind negentiende en begin twintigste eeuw meemaakte. Die omwenteling wordt door classicus Gilbert Murray beeldend omschreven:

De vaste wereld waarin wij waren opgeleid in de tachtiger jaren heeft zich opgelost onder onze voeten. (…) De begrijpelijke, of ogenschijnlijk begrijpelijke wereld van de negentiende-eeuwse natuurkundige is verdwenen en in haar plaats worden wij geconfronteerd met een wereld die, zo lijkt het voor een leek, op het ogenblik noch begrepen, noch verklaard, noch zelfs beschreven kan worden, behalve in wiskundige formules.

Ter illustratie: twee jaar nadat Lorentz promoveerde, in 1877, waren er slechts 20 hoogleraren in heel Nederland (in 2016 waren dat er 4653). Een aantal doorbraken in de fundamentele natuurkunde had een beeld van de natuur geschetst dat heel overzichtelijk was. De elektromagnetische kracht kon verenigd worden met andere natuurkundige krachten, waardoor het idee ontstond dat het universum was opgebouwd uit bewegende en botsende deeltjes, al dan niet met een elektrische lading. De bodem onder dit alles was de mechanica, die door Newton was ontwikkeld.

Omwenteling

Toen kwam Einstein met zijn relativiteitstheorie, die roet in het eten gooide. Deeltjes konden nu plotseling ook gezien worden als golf, omgezet worden in energie (via de beroemde formule E=mc²) en zaken als afstand en tijd werden relatief aan het oogpunt van de ‘toeschouwer’.

Lorentz paste zich behoorlijk soepel aan deze radicale omwenteling aan, hoewel hij tot het eind van zijn leven bleef vasthouden aan het bestaan van een ‘ether’. Dat was een bedachte substantie die dienst zou doen als ‘drager’ van natuurkundige krachten en lichtgolven. De ether werd uiteindelijk naar het rijk der fabels verwezen, toen Einsteins theorie de werking van de krachten ook zonder ether kon verklaren. (Hoewel Lorentz de relativiteitstheorie juist kon verenigen met zijn ether, wat wellicht zijn reden was om die theorie te accepteren.) Minder open stond Lorentz voor de kwantumtheorie, die veronderstelde dat energie in kleine ‘pakketjes’ voorkwam.

De onzekerheid in de natuurkunde had zijn weerslag op Lorentz zelf. Tegen het eind van zijn leven schijnt hij tegen een collega gezegd te hebben: “Ik heb de overtuiging verloren, dat mijn werk tot een objectieve waarheid geleid heeft, en ik weet niet waarvoor ik geleefd heb; ik betreur slechts dat ik niet al vijf jaar eerder gestorven ben, toen mij alles nog duidelijk leek.”

Bruggenbouwer

Maar Lorentz was niet alleen vermaard om zijn wetenschappelijke bijdrage. Hij was ook goed in het bijeen brengen van wetenschappers om discussie te stimuleren. Zo was hij meermaals voorzitter van de beroemde Solvayconferentie, waarin hij geprezen werd om zijn “onvergelijkelijke tact en ongelofelijke virtuositeit. Hij spreekt alle drie talen even goed en is van een unieke wetenschappelijke scherpzinnigheid.” Aldus Albert Einstein.

Die neiging wetenschappers te verzoenen pakte niet altijd goed uit. Na de Eerste Wereldoorlog poogde hij de Duitse wetenschappers te betrekken bij de conferenties en te laten plaatsnemen in commissies, maar dat namen zijn Belgische en Franse collega’s hem niet altijd in dank af. Lorentz komt dan wat naïef uit de bus.

De persoon Lorentz

Kox, emeritus hoogleraar Geschiedenis van de natuurkunde, blijft in zijn biografie heel dicht bij het bronnenmateriaal. Aan de ene kant maakt dat de biografie transparant, en gelukkig blijft Kox ver van speculatie. Anderzijds zorgt het ervoor dat het boek wat droog overkomt. Ik kon me niet aan de indruk onttrekken dat de auteur eerder het bronnenmateriaal presenteerde dan een verhaal aan het vertellen was..

Het begin en met name het eind van het boek blijven het meest bij. Daar overstijgt Kox de feitelijkheden en waagt hij zich aan enige analyse van de persoon Lorentz. De conclusie is dat Lorentz het toonbeeld van een keurige wetenschapper is, soms op het saaie af. Hij streefde, hoewel hij niet erg gelovig was, typisch calvinistische waarden na. Hard werken, niet pronken met je veren, en emoties inslikken.

Aangenaam is de prominente rol van de vrouw en dochter van Lorentz in de biografie; hoe vaak blijft de partner van een biografeling niet akelig ver buiten beeld? En, heel fijn voor de lezer zonder natuurkundige achtergrondkennis, de wetenschappelijke bespreking van Lorentz’ werk is beperkt tot twee hoofdstukken, die je ook kunt overslaan.

Al met al beklijft vooral de rol van Lorentz binnen het wetenschappelijk tijdsgewricht. Enerzijds is hij opgegroeid in de ‘stabiele’ negentiende eeuw, anderzijds markeert hij ook de omwenteling naar een nieuw denken over deeltjes, krachten, en de natuur. Murray, hierboven al geciteerd, eindigt dan ook met:

Gedurende dat proces, van het eerste tot het laatste stadium, ontwikkelend, in zich opnemend, combinerend, coördinerend, zelf een bron van nieuwe suggesties en een voortdurende aanmoediging voor de ideeën van anderen, presideerde de heldere intelligentie en serene gelijkmoedigheid van Hendrik Antoon Lorentz.

Hendrik Antoon Lorentz. Natuurkundige (1853-1928) ‘Een levend kunstwerk’
Anne J. Kox
Uitgeverij Balans
ISBN 9789463820677
Verschenen in oktober 2019

Bestelinformatie