Nederlandsche helden der wetenschap

Levensschetsen van negen Nobelprijswinnaars. Hoogtepunten van wetenschappelijken arbeid in Nederland

[p. 335]

Peter Debije

Geboren in 1884
Prijs toegekend in 1936

door Prof. Dr. H.A. Kramers
Hoogleeraar in de Theoretische Natuurkunde te Leiden.

WIL men het veelzijdige werk van Debije in korte woorden samenvatten, onder éen leuze brengen wat zich ternauwernood tot een gedrongen specificatie leent, dan zou men moeten zeggen: hij is een dier meesters, die het meest tot de moderne synthese van scheikunde en natuurkunde hebben bijgedragen. Daar nu echter deze synthese het resultaat is van de samenwerking van zoovele denkers en onderzoekers in den loop der laatste zestig, zeventig jaren zal men Debije's speciale verdiensten op dit gebied gaarne nader willen bepalen, en dan zal men hem in de eerste plaats huldigen om de natuurkundige methoden, die hij heeft aangegeven en toegepast om zekere belangrijke eigenschappen van de structuur der moleculen te bepalen. Met instemming leest de vakman, dat in 1936 de Nobelprijs voor scheikunde aan Debije werd toegekend ‘voor de bijdrage, die hij geleverd heeft tot onze kennis van de molecuulstructuur door zijn onderzoekingen over de electrische momenten der moleculen en over de buiging van Röntgenstralen en electronenstralen door gassen’.

De wetenschap is voor hare bestudeerders en voor hare adepten een bron van verrukking. Dat is oud nieuws, maar - al wordt het ook beaamd - het wordt vaak niet begrepen in die volle en eigenlijke beteekenis, die aan het woord verrukking toekomt. Vaak bedoelt men er mee, dat de wetenschap aangename en prettige momenten bezorgt, zooals vele gebeurtenissen in het leven, die niets met wetenschap te maken hebben, die ook kunnen bezorgen. Dit is zonder twijfel ook juist. Daarnaast echter geeft die wisselwerking tusschen natuur en menschengeest, die wetenschap heet, aanleiding tot het verschijnsel, dat men bij tijd en wijle onder de ‘zure’ arbeid zich er plotseling van bewust wordt, dat men ‘weggerukt’ is uit het gewone, uit het welbekende, uit het dagelijksche kader van het

[p. 336]

bewustzijn. Iets ‘nieuws’ is plotseling voor den student of bestudeerder opgegaan, of ook wel - en dat ligt op een nog hooger plan van ons mensch-zijn - iets ‘nieuws’ heeft in den geest van den vorscher vorm aangenomen; ik doel hier dus op het ‘herscheppen’, en het ‘scheppen’, dat in de wetenschap plaats vindt en dat, wien het overkomt, als 't ware op een hoogere sport van de ladder plaatst, die we alle trachten te beklimmen. Ja, en 't is dan inderdaad zoo, alsof niet wij geklommen zijn, maar of het een kracht van buiten, zeg maar een engel was, die ons wegrukte van het niveau waar we stonden en ons op onbeschrijfelijke, onbegrijpelijke wijze genadig op dat hoogere niveau bracht. Toegegeven moet worden, dat die verrukking lang niet bij allen even scherp bewust wordt nagevoeld, maar ook dan lijkt het mij - wellicht tegen 't gewone spraakgebruik in - juist ervan te spreken, dat het herscheppen en het scheppen uit een proces van opeenvolgende grootere of kleinere stappen van verrukking bestaat, die door een toegewijden toeschouwer als zoodanig bewust kunnen worden nagevoeld. Deze wetenschappelijke verrukking is op zichzelf noch aangenaam, noch onaangenaam, is op zichzelf noch lust, noch onlust; zij kan zeer wel met aangename gevoelens gepaard gaan, maar evenzeer met onaangename; zij kan met momentane bevrediging gepaard gaan, maar ook - het hangt van karakter en omstandigheden af - met onbevredigdheid; wij kunnen er met hoogmoed, en wij kunnen er met ootmoed op reageeren. Een jong student, die in een avond van hard werken werkelijk iets heeft geleerd, d.w.z. iets ‘nieuws’ heeft geleerd, is verrukt, maar lang niet altijd zal hij zeggen dat het verrukkelijk was geweest.

Zooals ik tot nu toe over de verrukking in en over de wetenschap sprak, was het niet veel meer dan als over een psychologisch verschijnsel; maar ik wil die verrukking thans ook zien als iets waar wij menschen alle, en gij in het bijzonder, lezer, naar streeft om het mede te beleven; gij wilt thans, door eigen verrukking, deel hebben aan dat steeds voortgaande proces van verrukking en ontwikkeling van den menschelijken geest, waar de wetenschap getuigenis van aflegt. Gij wilt - bij 't lezen van een wetenschappelijke biographie in klein formaat, zooals dit artikel beoogt te wezen - niet speciaal leeren waar Debije nu wel achter kwam en wat niemand vóor hem nog wist; ook zijt gij niet speciaal nieuwsgierig wat voor

[p. 337]

iemand Debije nu wel is en wat voor sensationeels hij wel beleefd mag hebben. Och ja, gij wilt het beide wel weten, maar dan toch niet om de nieuwtjes, waarmee ge - zoo ge geen natuurkundige of scheikundige of bestudeerder van menschelijke typen zijt - voor Uw eigen leven weinig kunt aanvangen. Neen, gij wilt het, omdat Uw vaderlandsche en menschelijke intuïtie U zeggen, dat hier een verrukking valt te beleven, die U ware zelfverrukking zal kunnen geven omdat er - bij alle eventueele onbekendheid met den man en zijn vak - toch zooveel in beide zal wezen, dat U na staat, dat ook iets van Uw eigenheid van Uw eigen streven weerspiegelt.

Als zij U nu maar niet tegenvalt, de film die ik U wil vertoonen en waaruit gij zoo diepe leering hoopt op te doen. Laat ons eerst den schijnwerper richten op een collegezaal in Leiden, in het jaar 1912, waar de jonge Debije - hij telt nog slechts 28 jaren - voor de studentenfaculteit een voordracht houdt over de diëlectriciteitsconstante van gassen en vloeistoffen. De zaal is vol, want alle physici-vakgenooten en studenten hebben reeds van zijn knapheid en vruchtbare originaliteit gehoord en zijn bij voorbaat trotsch op den landgenoot, ook al moge hij zijn studiën in het buitenland verricht hebben en pas in datzelfde jaar in Nederland zijn gekomen, waar hij het professoraat in de theoretische natuurkunde te Utrecht bekleedt. Op de eerste rij zitten de hoogleeraren en docenten; voor allen richten de studenten het oog naar Lorentz, want is hij niet de voornaamste toehoorder en richter, als het - zooals heden avond - gaat om een nieuw gezichtspunt in de theorie van de structuur der materie. Nog pas het jaar te voren had Debije zijn artikel hierover: Einige Resultate einer kinetischen Theorie der Isolatoren, vanuit Zürich ter opname in de Physikalische Zeitschrift gezonden. Debije ziet met een natuurlijke zelfverzekerdheid, waaraan iedere aanmatiging vreemd is, in het ronde; met zijn scherpe, intelligente en tevens zoo gaarne oolijke blik - die heeft hij zijn leven lang gehad en zal hij tot het einde toe bewaren - kijkt hij een ieder, met wie hij spreekt, van achter zijn brilleglazen recht aan. Maar als hij zijn voordracht begint, is het of hij zich alleen maar tot Lorentz richt; niettegenstaande alle zelfverzekerdheid erkent ook hij in dezen een hoogeren richter. Zou Lorentz wel precies meeleven met alles wat hij bedoelt, en zal hij het met zijn behandeling van het probleem eens zijn? Dat was wat wij jongeren dien avond alle

[p. 338]

uit Debije's blik en houding aflazen en later niet vergaten; ook niet dat Lorentz vaak goedkeurend knikte, als antwoord op het bijkans persoonlijk tot hem gerichte pleidooi.

Wij waren ternauwernood zoo ver, dat wij de nieuwe theorie naar hare ware portée konden opvatten. Maar wie van de aanwezigen, Lorentz en Debije zelf incluis, konden de portée van het voorgedragene geheel overzien en zijn beteekenis voor de toekomst voorzien? Nu, achteraf, kunnen wij vaststellen, dat het hier om diegene van Debije's ontdekkingen ging, die terecht het meest tot zijn roem heeft bijgedragen, de ontdekking namelijk, dat uit het gedrag van een gas of vloeistof in een electrisch veld kan worden afgeleid, of, en - zoo ja - in welke mate de moleculen van die stof een permanent electrisch moment bezitten. Men wist toentertijde reeds sinds eenige jaren met zekerheid, dat electrische ladingen een vooraanstaande rol speelden in het patroon volgens hetwelk een atoom of molecuul is samengesteld, en men had - niet het minst tengevolge van Lorentz' baanbrekend werk uit de negentiger jaren - zich ook reeds in algemeene trekken een beeld kunnen vormen van wat er gebeurt, als materie in een electrisch veld wordt geplaatst. Men bewerkstelligt dit, door de materie aan te brengen tusschen twee metalen platen, tusschen welke een electrisch spanningsverschil (dat dan nog òf constant òf aan regelmatige wisselingen onderworpen kan zijn) bestaat. Reeds Faraday had geconstateerd, dat het dan is, alsof onder invloed van die spanning een opschuiving van electriciteit binnen de materie plaats grijpt; de mate van opschuiving wordt vastgelegd door de ‘diëlectriciteitsconstante’ van de stof, een voor die stof karakteristiek getal, dat het eerst door Faraday werd gemeten (1837), en door hem oorspronkelijk ‘specific inductive capacity’ was gedoopt. Die opschuiving werd nu in Lorentz' electronentheorie zóo begrepen, dat kleine electrisch geladen deeltjes binnenin atoom of molecuul, de zgn. electronen, onder invloed van het electrische veld een weinig opzij worden getrokken uit den stand, die zij vóor het aanleggen van dit veld innamen, om onmiddellijk weer in dezen ouden stand ‘terug te vallen’, zoodra het veld weer wordt opgeheven. Dat opzij-getrokken-worden wordt ook wel zoo geformuleerd; het atoom of molecuul erlangt onder invloed van het veld een electrisch moment, (ook vaak electrisch dipoolmoment, of kortweg dipoolmoment genoemd) d.w.z. gaat zich ge-

[p. 339]

Prof. P.J.W. Debye.

[p. 341]

dragen als een systeem van electrische ladingen, negatieve en positieve, waarin de gemiddelde positie in de ruimte, die aan de positieve electriciteit mag worden toegekend, niet samenvalt met de gemiddelde positie waarin men zich de negatieve electriciteit aangebracht mag denken.

Lorentz' onderzoekingen hadden aangetoond, dat aan dit beeld omtrent de verschuiving van electriciteit binnen atoom of molecuul een hoog waarheidsgehalte toekomt. Dit beeld impliceerde echter, dat het atoom of molecuul in zijn normalen, niet-geëlectriseerden toestand, nog geen electrisch moment had; het zou er pas een erlangen, of - zooals men het ook noemt - het zou pas ‘gepolariseerd’ worden onder invloed van het electrische veld. In tegenspraak daarmede stond de gewisheid, dat vele moleculen in hun normalen toestand reeds van nature een electrisch moment zullen bezitten. Als voorbeeld kan men denken aan een keukenzout-molecuul, dat men zich door aaneenkleven van een positief geladen natrium-atoom en van een negatief geladen chloor-atoom ontstaan mocht denken, en waarbij het al heel vreemd en toevallig zou moeten wezen, zoo niet in het daardoor ontstane molecuul de negatieve electriciteit gemiddeld nog altijd verschoven lag ten opzichte van de positieve, en wel zoo dat de ‘negatieve pool’ van het molecuul meer naar de kant van het chlooratoom, de ‘positieve pool’ meer naar de kant van het natriumatoom lag. Men drukt dit ook wel zoo uit: het keukenzoutmolecuul bezit reeds in zijn normalen toestand een permanent electrisch moment.

Op deze omstandigheid nu, dat vele soorten van moleculen reeds van nature electrisch gepolariseerd zijn, een electrisch dipoolmoment bezitten, had Debije in 1911 zijn aandacht gevestigd en hij had zich afgevraagd hoe het nu staat met de theorie van Faraday's diëlectriciteitsconstante, wanneer de stof, waaraan de meting wordt uitgevoerd, geheel of gedeeltelijk uit zulke ‘dipoolmoleculen’ bestaat. Zoolang geen electrisch veld wordt aangelegd zou men van het bestaan van die dipolen alleen iets bemerken, als zij alle gelijk gericht waren of - zoo al bij de verschillende moleculen de dipolen verschillend gericht zijn - toch een zekere voorkeursrichting zou bestaan. In die richting zou de stof dan al bij voorbaat electrisch gepolariseerd zijn. Zoo is het echter (in het algemeen) niet. De dipoolrichtingen van de verschillende moleculen liggen kris en kras door

[p. 342]

elkaar en in zijn geheel gedraagt de stof zich als ongepolariseerd. Wat gebeurt er nu echter, wanneer een electrisch veld wordt aangelegd? Met Lorentz mogen we in de eerste plaats verwachten: de posities der electrisch geladen deeltjes binnen het molecuul zullen tengevolge van het veld weer verschoven worden, vergeleken met hun oorspronkelijke relatieve positie; de positieve deeltjes gemiddeld in de veldrichting, de negatieve gemiddeld juist daar tegenin. Wederom dus een echte verschuivings-polarisatie net als in de oude theorie, toen we ons het hoofd nog niet braken over permanente momenten. Nu komt echter Debije en zegt: nog een tweede werking zal plaats kunnen vinden. Geheel afgezien van die relatieve verschuivingen binnen elk molecuul kan het zijn, dat de stof in zijn geheel ook daardoor een polarisatie erlangt, dat de richtingen der permanente dipolen nu niet meer geheel kris kras door elkaar zullen liggen, maar dat er - onder invloed van het veld - een voorkeursrichting juist in de richting van dat veld zal ontstaan, met als gevolg dat - ook al zullen nog steeds alle denkbare richtingen voorkomen - de richtingen welke die van het veld meer nabijkomen vaker gerepresenteerd zijn dan de andere. Gevolg hiervan is weer: polarisatie van de stof, nu niet tengevolge van verschuiving, maar tengevolge van orienteering.

De grootte van dit orienteeringseffect werd nu door Debije berekend, en hij vond in de allereerste plaats, dat ze - in tegenstelling met de verschuivings-polarisatie - van de temperatuur afhangt, waarbij de metingen verricht worden. Hoe hooger de temperatuur, des te wilder en heftiger zijn de schokken tusschen de moleculen, die zij tengevolge der sterkere warmtebeweging ondergaan, en des te meer ‘moeite’ heeft het electrische veld om eenigermate een gerichtheid der dipoolrichtingen tot stand te brengen; de orienteeringspolarisatie neemt af met toenemende temperatuur. Debije kan zich geheel beroepen op de theorie en de berekeningen van een analoog verschijnsel, die in 1905 door Langevin waren uitgevoerd. Daar ging het over de magnetische polarisatie die een zgn. paramagnetische stof (voorbeelden: zuurstofgas of de oplossing van een ijzerzout in water) ondergaat in een magneetveld. Van zulke stoffen had Pierre Curie aangetoond, dat de magnetische polariseerbaarheid volgens een heel bepaalde wet afneemt met toenemende temperatuur, en Langevin verklaarde dit, door te onderstellen dat de

[p. 343]

atomen of moleculen in deze stoffen een permanent magnetisch moment bezitten. Langevin's formules hadden het mogelijk gemaakt de grootte van dit moment uit de proeven te bepalen, hetgeen voor de ontwikkeling onzer inzichten in het magnetisme reeds van het allergrootste belang was gebleken. Dit alles werd nu in het electrische geval door Debije nagedaan, en de eenige complicatie - vergeleken met het magnetische geval - bestond hierin, dat er naast de temperatuurafhankelijke orienteerings-polarisatie nog zoo'n groote temperatuuronafhankelijke verschuivings-polarisatie bestaat.

Het was toentertijde al bekend, dat voor sommige stoffen de diëlectriciteitsconstante vrij sterk met de temperatuur veranderde (b.v. metingen van Baedeker uit 1901 over zwaveldioxyde). Niet alleen kon Debije dit effect nu toeschrijven aan het permanente moment, dat de moleculen dier stoffen bezitten, maar de grootte van dat moment kon tevens uit het experiment worden bepaald. Ja, een heel vooruitzicht opende zich, want van allerlei stoffen kon men nu dipoolmomenten gaan bepalen, en daardoor vat krijgen op een eigenschap van de moleculen, die direct met hun structuur samenhangt. Men kon ze vergelijken met de opvattingen, die de scheikundigen zich over die structuur gevormd hadden, en zoo tot een bevestiging of kritiek of verfijning dier opvattingen geraken.

In het voorgaande hebben wij eenigszins uitvoerig de wetenschappelijke situatie beschreven, die den achtergrond en den inhoud van Debije's Leidsche voordracht in 1912 kenmerkten. Bedoeling was zoowel om een indruk van het belang van de door Debije ontwikkelde theorie te geven als om te doen uitkomen, in dit bijzondere geval, hoe sterk in de natuurwetenschap ieder vernieuwer weer op zijn voorgangers steunt. Het belang van die theorie is in de jaren daarop meer en meer duidelijk geworden, want zij gaf aanleiding tot een stroom van onderzoekingen in allerlei laboratoria der geheele wereld. Debije zelf heeft haar ook nog in meerdere richtingen nader uitgewerkt, en in 1929 verscheen de eerste uitgave van zijn boek: ‘Polare Molekeln’, waarin een zeer mooi geschreven overzicht over het geheele gebied gegeven is. Het is ook dit gedeelte van zijn werk, dat bij de verleening van de Nobelprijs in de eerste plaats werd genoemd.

Mogen wij U thans een tweede filmbeeld van nabij voor oogen voeren. Het is 25 jaar later, wederom in een collegezaal in Neder-

[p. 344]

land, maar ditmaal in Amsterdam. Hier werd in November 1937 de honderdste wederkeer van Van der Waals' geboortedag herdacht door het houden van een kort, maar druk bezocht congres, waarop in hoofdzaak het verband tusschen moleculaire eigenschappen en het macroscopisch gedrag van de materie werd besproken, datzelfde gebied dus waarop Van der Waals in zijn dissertatie zulk fundamenteel pionierswerk verrichtte. Debije - toen directeur van het Kaiser-Wilhelm Institut voor natuurkunde te Berlijn - was een der graagst geziene gasten uit het buitenland. Ditmaal werd niet speciaal over zijn eigen onderzoekingen gesproken; hij was hier de rijpe, ervaringsrijke physicus, wiens meesterlijke deelname en ingrijpen in de discussie allen aanwezigen steeds in de gedachte zal blijven. Zijn breed inzicht in de meest uiteenliggende groepen van physische en chemische verschijnselen dwong aller eerbied af en het werd ons op die zekere, boeiende en door een sprankje van nooit overdreven humor gekruide wijze voorgezet, die voor Debije zoo typisch is. Er zijn zooveel wijzen van spreken op een wetenschappelijke bijeenkomst, als er typen van menschen bestaan, maar vaak is die wijze zóo alleen-maar-zakelijk, op het droge af, dat de wetenschappelijke verrukking er geheel en al door den toehoorder moet worden ingelegd. Daar is dan niets op tegen, maar het is een weldaad wanneer - zooals bij Debije - die verrukking reeds uit sprekers oogen sprankelt, en uit de tournure en zegswijze van woord en zin op de luisteraars overdruppelt. Met spijt moet ik er mij van onthouden op voorbeelden uit die Amsterdamsche congresdagen in te gaan; zonder voldoende voorkennis van het vak zal de buitenstaander ternauwernood de met wijsheid beladen charme van wat Debije toen alzoo heeft opgemerkt, kunnen naproeven.

Van bijzonder schokkende gebeurtenissen, van sterke menschelijke spanningen, verrassingen, teleurstellingen, van tragische situaties kan in het geval van Debije's wetenschappelijke loopbaan ternauwernood gesproken worden. Hij is een evenwichtig, althans beheerscht mensch, autoritair waar het noodig is, begrijpend waar het noodig is, streng en hulpvaardig en tegenover anderen al naar het noodig is. Het met hard werk vervulde wetenschappelijk bedrijf aan de West-Europeesche universiteiten van deze eeuw leent zich - naar buiten gezien - niet voor romantische situaties of complicaties. Tragiek en menschelijke kleinheid, onverkwikkelijke gevolgen van

[p. 345]

incompetentie of overmatige met de elleboog werkende ambities en dgl. komen natuurlijk nog steeds voor, buiten-wetenschappelijke situaties kunnen soms het leven aan een instituut, aan een universiteit komen vergiftigen, maar het leven van een sterk, evenwichtig en algemeen geacht man als Debije werd daardoor (op een enkele uitzondering na, wellicht) niet tragisch ontwricht of zelfs maar geschokt. In de geaardheid van zijn wetenschappelijk werk, in de soort van de ontdekkingen, die hij deed, weerspiegelt zich die schokloosheid; misschien mag men zeggen, dat men haar uit die geaardheid ook begrijpt. Debije's ontdekkingen dragen niet het karakter van het wonder, hij loste niet van die heel fundamenteele raadsels op, zooals iedere wetenschap die in elk tijdperk kent, sprak niet het verlossende en aanvankelijk slechts door weinigen begrepen woord, dat het geheele aspect van een brandend vraagstuk verandert en dat een mijlpaal op weg naar de bevrijding uit onze gebondenheid beteekent. Neen, maar wel hadden zijn ontdekkingen gewoonlijk het karakter van verrassing, zooals men dat bij het werk van een eerste-klasse man, die zooals Debije ook in het gewone leven veel zin voor humor blijkt te bezitten, wel vaker tegenkomt. Verscheidene malen heeft hij op afdoende wijze de knoop doorgehakt bij problemen, die ieder goed kende en waar meerdere onderzoekers hun krachten al aan gewijd hadden. De twee meest typische voorbeelden zijn zijn theorie voor de soortelijke warmte van kristallen bij lage temperatuur (1912) en zijn samen met Hückel in 1923 gepubliceerde werk over den invloed van de electrische wisselwerking der ionen op het gedrag van sterke electrolyten. In beide gevallen gaat het hier om problemen, waar het volgens de vrijwel algemeen gedeelde opinie mogelijk moest wezen om zekere verschijnselen terug te brengen op heele bepaalde, weldoordachte eigenschappen van atomen en moleculen; men kan dat ook zoo zeggen, dat het atomistische ‘model’, waarop de verklaring dier verschijnselen moest berusten, reeds bekend, reeds bij de hand was. Het gaat er dan echter om de geschikte wiskundige methodes te vinden, om uit dat model overzichtelijke, voor de praktijk bereikbare consequenties te trekken. Goed wiskundige te zijn is - hoe vreemd het den buitenstaander ook moge klinken - lang niet een voldoende voorwaarde om het probleem tot oplossing te brengen, ja het kan zelfs een handicap wezen; theoretisch physisch of theoretisch chemisch inzicht, zooals

[p. 346]

alleen physische (of chemische) intuïtie en ervaring die kunnen geven, zijn hier eerste vereischten, en over deze beschikt Debije in hooge mate.

De lezer moge hier niet uit besluiten, dat Debije's wiskundige kunnen - al speelt het uiteraard slechts een secondaire rol bij zijn scheppend werk - tot geen verdere opmerkingen aanleiding zou geven. In onzen tijd is een zeker, en niet gering, quantum van mathematische kennis noodig voor een ieder die zich met theoretisch physische problemen bezig houdt. In den ouden tijd, zeg een honderd jaar geleden, kon men met een veel geringer quantum toe, zooals de groote ontdekkingen van een Oersted, een Faraday, een Fresnel duidelijk getuigen, maar tegenwoordig is dat anders, en menig physicus voelt zich wel eens gehandicapt door zijn gemis aan voldoende wiskunde-kennis. Een zekere, voor de doeleinden die men nastreeft min of meer voldoende wiskundige scholing maakt iemand echter nog niet tot mathematicus, vooral niet al men aan dat begrip wil verbinden de gave om op 't gebied der zuivere wiskunde nieuw scheppend werk te verrichten. Legt men die maatstaf aan, dan zijn een Lorentz, een Einstein, een Bohr geen mathematici. Het komt echter nog al eens voor, dat een theoretisch physicus in verband met zijn werk op nieuwe wiskundige stellingen komt, die dan wel is waar meer een uitbreiding van de ‘rekenende’ wiskunde beduiden dan dat zij essentieele bijdragen tot diepe mathematische problemen zouden geven, maar die dan toch een welkome verrijking van het reeds bekende brengen. In dit opzicht heeft nu ook Debije in zijn jonge jaren mooi werk verricht, en wel in zijn onderzoeking van 1910 over de semikonvergente ontwikkeling van cylinderfuncties. Dit werk hing samen met zijn disseratie (over den lichtdruk op kleine bollen), die hij onder leiding van Münchener hoogleeraar Sommerfeld bewerkt had en die in 1909 verscheen. Sommerfeld heeft zich, behalve door zijn veelzijdige en fundamenteele onderzoekingen in de theoretische physica, op onvolprezen wijze verdienstelijk gemaakt door de uiterst degelijke en mathematische diepgaande scholing, die hij aan zooveel jongere duitsche en buitenlandsche physici heeft weten te geven; zijn kennis en hanteering van mathematische methoden dwingt aller bewondering af, en Debije was een der eerste in de lange reeks van Sommerfeld's leerlingen, die later tot beroemdheid zouden geraken. Het was ook op Sommerfeld's instigatie, dat

[p. 347]

Debije in 1910 een zeer mooie en mathematisch zeer doorwrocht overzichtsartikel van een honderd bladzijden over ‘stationäre und quasistationäre (elektrische) Felder’ in de bekende Enzyklopädie der mathematischen Wissenschaften schreef.

Ja, in zijn allereerste jaren was Debije in hoofdzaak mathematisch physicus, maar al spoedig werd hij de theoretische physicus en theoretische chemicus, dien wij toch in de eerste plaats in hem zien. Maar zijn veelzijdigheid en organisatievermogen hebben bewerkt, dat hij de meeste jaren van zijn wetenschappelijke werkzaamheid directeur van een laboratorium is waar in de allereerste plaats experimenteel gewerkt wordt, en dus officieel als experimenteel physicus (sinds zijn vertrek in '39 naar Amerika zelfs chemicus) moet worden beschouwd. De physicus en de chemicus, moge hij nog zoo warm theoretisch geïnteresseerd zijn, moet het in de eerste en laatste plaats toch van het experiment hebben, want in het experiment worden de geheimen der natuur beluisterd, en de theoreticus is er slechts - zoo te zeggen - om den experimentator in zijn drukke werkzaamheid te ondersteunen, moge het dan ook zoo zijn, dat het vaak de theoreticus is die de vruchten plukt die door den arbeid der proefnemers tot wasdom zijn gekomen.

De tweede der beweeggronden, die de Akademie te Stockholm bij haar toewijzing van den Nobelprijs noemt, heeft betrekking op onderzoek, dat zoowel theoretisch als experimenteel is.

Te lang hebben wij gewacht met een overzicht te geven van de uiterlijke kant van Debije's loopbaan. Zooals gij zult zien laat deze aan variatie niets te wenschen over. Debije is Limburger en nog steeds spreekt hij het charmante Limburgsche dialect even zuiver als het officieele Nederlandsch. Hij werd 24 Maart 1884 te Maastricht geboren, en studeerde eerst aan de Technische Hochschule van het nabijgelegen Aken, waar Sommerfeld hoogleeraar was. Hij volgde Sommerfeld naar München, waar hij in 1907, voor zoover ik kan nagaan, zijn eerste wetenschappelijke artikel schreef (over wervelstroomen in staven van rechthoekige doorsnede), in 1909 promoveerde en 1910 docent werd. Van 1911 tot 1912 was hij hoogleeraar aan de Technische Hochschule te Zürich, maar in 't laatste jaar werd hij als opvolger van Wind naar Utrecht geroepen. Hier bleef hij echter slechts 2 jaren, want in 1914 ging hij naar Göttingen, waar hij directeur werd van het nieuwe physische laboratorium

[p. 348]

aldaar, dat toen juist gebouwd en onder zijn leiding voleindigd werd. Hier bleef hij 5 jaren; in 1919 werd hij wederom hoogleeraar in de theoretische physica aan de Technische Hochschule te Zürich, en daar is hij 8 jaren lang gebleven. In 1927 kwam hij naar Leipzig, als experimentator en opvolger van Wiener; hier had hij o.a. Heisenberg als theoretisch collega. Ook in Leipzig bleef Debije 8 jaren; hij verliet deze stad om in 1935 directeur van het voor geld der Rockefeller-stichting nieuw gebouwde Kaiser-Wilhelm Institut für Physik te Berlijn te worden. Duitschland verliet hij in 1939, om voorgoed naar de Vereenigde Staten te vertrekken, waar hij gedurende kortere bezoeken vroeger wel meer geweest was. Aan de Cornell-University te Ithaca in de staat New-York is hij daar thans hoogleeraar in de scheikunde. Tot in 1939 was Debije hoofdredacteur van de Physikalische Zeitschrift. Van de vele eerbewijzen, die hem in den loop der jaren ten deel vielen, vermelden wij alleen de uitreiking van de Lorentz-medaille door de Koninklijke Akademie te Amsterdam, in 1935 (eens in de vier jaren wordt deze medaille aan een physicus, bij voorkeur theoretisch physicus, uitgereikt; voor 't eerst geschiedde dit in 1927, toen Lorentz zelf de medaille aan Planck mocht overhandigen), en dan natuurlijk den Nobelprijs voor scheikunde, die hem in 1936 verleend werd.

Wij zullen thans eindigen met in korte trekken Debije's bekendste en vruchtbaarste onderzoekingen en ontdekkingen te vermelden. Het zou ons te ver voeren, zoo wij daarbij telkens er naar zouden streven een populaire uiteenzetting te geven van waar het nu telkens precies om ging, en ook is het hier de plaats niet om de wetenschappelijke portée van dat werk en zijn plaats in den ontwikkelingsgang van physica en chemie zoo nauwkeurig mogelijk vast te leggen.

Er zijn een zevental onderzoekingen, of groepen van onderzoekingen die ik, in chronologische volgorde, zal noemen en kort bespreken; sommige daarvan zijn in het voorafgaande reeds ter sprake gekomen.

1)	het werk van 1911 over de mogelijkheid om het dipoolmoment van moleculen te bepalen en - daaraan aanknoopend - een groote reeks van onderzoekingen, alle in het vroeger reeds genoemde boek: Polare Molekeln tezamengevat.
2)	de theorie van de soortelijke warmte van kristallen (1912). Hij leidde de zgn. Debije-wet af, volgens welke de soortelijke warmte

[p. 349]

	van een kristal bij lage temperatuur evenredig met de derde macht der (absolute) temperatuur is, en bij hoogere temperatuur in hoofdzaak door de waarde van een zekere voor 't kristal kenmerkende temperatuur, thans algemeen de Debije-temperatuur genaamd, bepaald wordt. Deze theorie beteekende de eerste groote schrede voorwaarts sinds Einstein's fundamenteele werk van 1905 over de soortelijke warmte van kristallen. Modern onderzoek heeft aangetoond, dat het vrijwel onmogelijk is Debije's theorie te verfijnen, zonder dat men onmiddellijk in details vervalt, waarin geen groote lijn meer te bekennen valt. Nog steeds is Debije's theorie een onmisbaar hulpmiddel bij veel modern werk over kristallen, b.v. dat wat in de laatste jaren in het Kamerlingh Onnes laboratorium te Leiden wordt verricht.
3)	de theorie van den invloed van de warmtebeweging op de weerkaatsing van Röntgenstralen aan en in kristallen. Debije toonde aan, dat - tegen de oppervlakkige verwachting in - de terugkaatsingsrichtingen niet minder scherp worden tengevolge van de warmtetrillingen der atomen, maar wel dat de intensiteit der terugkaatsing er door verzwakt wordt. De Zweedsche physicus Waller vond jaren later, dat Debije's formule voor de terugkaatsing niet geheel in orde was, maar dat de zaak zonder veel moeite in 't reine kon gebracht worden. Ik noem dit feit, omdat de opmerking mij van 't hart moet, dat omtrent de wetenschappelijke eigenheid van een groot man haast evenveel te leeren valt uit de fouten of vergissingen of verzuimen of mislukkingen die hij begaan heeft als uit zijn positieve creaties; men leert zijn kunnen pas geheel inzien en bewonderen, als men de grenzen, die er aan gesteld zijn, leert overzien. Uit persoonlijke opmerkingen weet ik, dat de Debije de laatste zou zijn om zich tegen een discussie van deze zaak te verzetten; men zou echter vakman moeten zijn, om een dergelijke discussie naar haar ware portée te apprecieeren.
4)	De verstrooiing van Röntgenstralen aan moleculen en atomen (1915). Gelijktijdig met Ehrenfest, doch onafhankelijk van dezen en oorspronkelijk ook van een eenigszins andere gedachte uitgaand voorspelde Debije, dat een dunne bundel van Röntgenstralen, die door een gas of een vloeistof gezonden wordt, tot inwendige weerkaatsingen, of - beter - verstrooiing, aanleiding moet geven op een wijze, die eenige overeenkomst heeft met wat bij weerkaatsing

[p. 350]

in een kristal plaats vindt (Laue's ontdekking uit 1912). Uit proeven zou het zoo mogelijk moeten zijn nieuwe inlichtingen over atoomen molecuulstructuur te verkrijgen. Inderdaad verkreeg hij in de proeven met zijn medewerkers, zgn. ‘buigingsringen’ in vloeistoffen, en op een zeker moment meende hij daaruit de vorm en afmetingen van het benzolmolecuul te kunnen afleiden. Op dit punt bleek hij echter te optimistisch te zijn geweest. Vooral uit Keesom's proeven, te Utrecht genomen, bleek dat deze vloeistof-buigingsringen niet aan intra- maar aan inter-moleculaire verstrooiing te danken was, maar het belang van het verschijnsel werd er niet minder door, en werd in de volgende jaren vlijtig ook op Debije's laboratorium onderzocht. Veel later, in 1929, zou Debije trouwens de eerste zijn om het verschijnsel, waar hij naar gezocht had, in optima forma te vinden (zie onder 7). Intusschen kwam er uit dat werk van 1915 nog een heel ander, uiterst belangrijk resultaat als nevenproduct, nl. de beroemde methode van Debije-Scherrer. De Zwitser Scherrer was toen zijn medewerker in Göttingen; hij werd later zijn kundige experimenteele collega in Zürich. Zij vonden, dat naast de methodes van kristalonderzoek van Röntgenstralen, zooals die sinds Laue's ontdekking van 1912 in zwang waren in den vorm van ‘Laue-opnamen’ en van ‘Bragg-opnamen’, en die steeds vrij groote kristallen vereischten, een nieuwe methode mogelijk was, waarbij men met poeders, bestaande uit zeer veel onregelmatig georiënteerde kleine kristalletjes vlug en eenvoudig kon opereeren. Uit de afmetingen der scherpe buigings- of - zoo men wil - weerkaatsingsringen verkrijgt men hier zonder moeite informatie over de afstanden der atomen in de kristalletjes. Nog steeds wordt deze methode overal ter wereld op wetenschappelijk en technisch kristalonderzoek toegepast. Zij werd, onafhankelijk van Debije en Scherrer, ook in 1916 door Hull in Amerika ontdekt.

5)

Debije's werk, samen met Hückel, over sterke electrolyten (1923). De plaats ontbreekt mij om uit te leggen van hoe groote en orde-scheppende beteekenis deze theorie voor de interpretatie van de eigenschappen van electrolyt-oplossingen wel is. Schier onoverzichtelijk is het aantal onderzoekingen, voor een groot gedeelte door Debije of onder Debije's leiding uitgevoerd, maar overigens uit laboratoria der geheele wereld stammend, waarvoor de grondgedachten dezer theorie een essentieele rol spelen.

[p. 351]

6)

De ontmagnetiseeringsmethode voor het bereiken van uiterst lage temperaturen. Hierover schreef Debije in 1926 een kort maar belangwekkend artikel, waarin hij oude ideeën van Langevin ophaalde en verder uitwerkte. Door dit artikel werd de wetenschappelijke wereld duidelijk gewezen op de mogelijkheid, om met behulp van magnetische proeven het absolute nulpunt der temperatuur dichter te benaderen, dan met de tot dusver gevolgde methodes het geval was. In 1933 werden experimenteel groote resultaten met deze methode bereikt, eenerzijds in het Kamerlingh Onnes laboratorium door De Haas en Wiersma, anderszijds door Giauque in Berkeley (Californië); tegenwoordig kan men experimenteeren tot temperaturen toe die minder dan 1/100 graad van het absolute nulpunt af liggen, terwijl men vroeger er nog altijd meer dan een halve graad van verwijderd was. Met de nadere uitwerking van de bijzonderheden, die bij deze methoden optreden, heeft Debije zich echter niet bezig gehouden.

7)

Het onderzoek met Röntgenstralen (en - als alternatief - met electronenstralen) van gassen. Op dit gebied vond Debije in 1929, samen met Bewilogua en Ehrhardt, voor 't eerst de buigingsringen waar hij in 1915 reeds over getheoretiseerd had, en waarvan het belang ze nu eindelijk eens werkelijk te vinden al zoo vaak gediscussieerd was. Aan dit werk is ook speciaal gedacht bij de toekenning van den Nobelprijs. Afstanden van atomen binnen het molecuul worden er mee gemeten, die men vroeger alleen maar schattenderwijze kon raden, of waar men nog grootendeels in 't duister tastte. De eerste metingen hadden betrekking op de ligging der chlooratomen in methaanderivaten, en voorts in zekere groepen van zgn. trans- en cis-verbindingen. Menige welkome opheldering heeft de scheikunde reeds aan deze onderzoekingen te danken. Heel wat experimenteele bijzonderheden komen er bij te pas, en het moet voor Debije een groote voldoening zijn, dat zijn zoon P.P. Debije hem in de laatste jaren zoo daadwerkelijk heeft ter zijde kunnen staan; ook uit publicaties uit den allerlaatsten tijd uit Amerika blijkt, dat deze samenwerking met kracht wordt voortgezet.