|
| |
| |
| |
Een hedendaagsch physicus over de geschiedenis der natuurkunde
Philipp Lenard, Grosse Naturforscher. Eine Geschichte der Naturforschung in Lebensbeschreibungen. J F Lehmanns Verlag. München, 1929.
De Duitsche natuurkundige Philipp Lenard, eens winner van den Nobelprijs, bekend door zijn proeven over kathodestralen en over het photo-electrisch effect en van beteekenis als een der wegbereiders voor de moderne atoomtheorie heeft zich, na zijn deel te hebben bijgedragen tot den groei der physica, de vervulling veroorloofd van den reeds lang gekoesterden wensch, door te dringen in de historische ontwikkeling van zijn wetenschap, zooals die zich aan hem voordeed in het leven en de werken van de groote onderzoekers en hij biedt thans het resultaat van zijn arbeid aan in den vorm van het fraai uitgevoerde en met mooie portretten verluchte boek, welks titel hierboven vermeld staat. Er is, naar het mij voorkomt, aanleiding, aandacht voor dit werk te vragen bij allen, die in de natuurwetenschappelijke denkwijze belang stellen; vandaar, dat de volgende kritische bespreking hier en niet in een vaktijdschrift wordt aangeboden.
Het is er den schrijver bij zijn historische studie vooral om te doen geweest, vast te stellen, aan welke onderzoekers het vinden van werkelijk geheel nieuwe, voor het begrip van de natuur, voor het wereldbeeld en voor de plaats van den mensch in de natuur essentieele of essentieel geworden inzichten te danken is; in hen, niet in degenen, die slechts bij wijze van vermoeden beweringen opstelden, welker over- | |
| |
eenstemming met de werkelijkheid eerst door het werk van anderen kon worden aangetoond of die er zich toe beperkten, een in beginsel verworven inzicht uit te werken en te bevestigen, ziet hij de eigenlijke grooten, waaraan hij zijn boek wijdt en welker aantal hij veel geringer heeft bevonden, dan men op grond van de gangbare historische voorstellingen zou verwachten. Het is hun denkwijze, die hij wil beschrijven, als een blijk van de vereering, die hij hun toedraagt, als een voorbeeld, hoe alle natuur- en dus alle geesteswetenschap (die toch ook natuurverschijnselen bestudeert) moet worden behandeld, als een waarschuwing tenslotte aan het geslacht der jongere physici, dat hij niet zonder ergernis ziet afwijken van den beproefden weg.
De Grieksche wetenschap is in dit uitverkoren gezelschap vertegenwoordigd door vier, kort behandelde, onderzoekers: Pythagoras als de grondlegger van het inzicht in de wezenlijke beteekenis van het quantitatieve element in de beschouwing der natuurverschijnselen; Euclides om zijn fundeering der meetkunde; Archimedes om zijn werk op het gebied van de statica; Hipparchos als de eerste groote metende waarnemer van den hemel. Hierna volgt (we laten den schrijver zonder onderbreking aan het woord) een tijd van meer dan 15 eeuwen, die voor het natuuronderzoek (en in het algemeen voor de schepping van geestelijke waarden) zoo goed als dood is en die gekenmerkt wordt door een vruchteloos zich blind staren op twee verkeerd begrepen autoriteiten, op Aristoteles en op den Bijbel. Met de uitvinding van de boekdrukkunst en de ontdekking van Amerika begint voor de geheele menschheid een nieuwe tijd, voor de natuurwetenschappen ingeleid door Leonardo da Vinci en weldra zich openbarend door een herleving van het onderzoek op alle sedert de eerste eeuw voor Christus niet meer wezenlijk verrijkte gebieden. De nieuwe ontwikkeling, die in de astronomie door de namen van Coppernicus, Tycho Brahe, Galilei en Huygens, in de mechania door Stevin, Galilei en Huygens, in de physica door Torricelli, Pascal, Guericke, Mariotte en Boyle gekarakteriseerd wordt, convergeert in de centrale figuur van Newton, die de mechanica voltooit, haar synthese met de astronomie voltrekt, in zijn fluxierekening een nieuw
| |
| |
hulpmiddel voor de mathematische behandeling van de natuurverschijnselen schept en in zijn optica de nieuwe wegen van onderzoek betreedt, waarop Kepler, Snellius, Descartes en Huygens reeds waren voorgegaan.
Na Newton treedt in de voorstelling van den schrijver eerst de ontwikkeling van de warmteleer op den voorgrond, waarin Papin en Watt om hun werk bij de uitvinding van de stoommachine en Black om zijn calorimetrische onderzoekingen de representatieve figuren zijn. Nieuw ervaringsmateriaal op het gebied der chemie brengen Scheele, Priestley en Cavendish, op dat der astronomie Roemer en Bradley. Zoo is inmiddels het einde van de achttiende eeuw bereikt. Van dat oogenblik af verdeelt zich de aandacht over vier verschillende gedachtengangen: de leer van electriciteit en magnetisme, door Coulomb tot een wetenschap gemaakt, ontwikkelt zich door het werk van Galvani en Volta; ze wordt aangevuld door de ontdekking van Oersted, daarna in hooge mate bevorderd door het genie van Michael Faraday en verder verrijkt door Ampère, Gauss, Weber en Ohm; de warmteleer voert Rumford tot de vraag naar het wezen der warmte, waarop het antwoord, door Sadi Carnot benaderd, door Robert Mayer definitief wordt gegeven en door Joule en Helmholtz bevestigd; de chemie ontwikkelt zich door de verdiensten van Klaproth, Dalton, Gay Lussac, Davy, Berzelius en Avogadro; de optica komt tot nieuwen bloei door Young, Fraunhofer en Fresnel. Wat hierna komt, is minder gemakkelijk langs groote lijnen te rangschikken: behandeld worden Clausius, Kelvin en van der Waals om hun scheppend werk op het gebied van thermodynamica en kinetische gastheorie, Darwin en Mendel als vertegenwoordigers van de biologie, Kirchhoff en Bunsen om de spectraalanalyse, Maxwell en Hertz om de verdere ontwikkeling van de leer van Faraday, Hittorf en Crookes om hun onderzoekingen over de ontladingsverschijnselen in verdunde gassen, Stefan en Boltzmann om hun stralingstheorieën en ten slotte Hasenöhrl als veelal vergeten ontdekker van de massa der energie.
Ik heb zorg gedragen, het hiermee voltooide overzicht van den inhoud van het werk van Lenard zoo uitvoerig te maken, dat daarbij slechts een hoogst enkele van de door hem als
| |
| |
wezenlijk belangrijk beschouwde natuuronderzoekers onvermeld bleef. De schrijver legt er namelijk den nadruk op, dat hij door de behandeling van de door hem gekozen figuren niet een soort bloemlezing uit de geschiedenis van de physica heeft willen geven, maar dat hij daarmee (afgezien van enkele terloops vermelde en als minder belangrijk beschouwde namen) ‘die gesamte weltanschaulich wesentliche Naturerkenntnis’ ter sprake brengt. Hierbij moet dadelijk worden opgemerkt, dat hij zijn stof naar den nieuwen tijd toe in dier voege heeft beperkt, dat, op twee uitzonderingen (van der Waals en Crookes) na, geen onderzoekers worden besproken, die den grooten oorlog hebben overleefd, een beperking, die het bereiken van het gestelde doel, wat de ontwikkeling van de moderne physica betreft, ten duidelijkste illusoir maakt.
Met de boven gegeven samenvatting is nu echter nog niet afdoende geschilderd, wat de schrijver met zijn werk beoogt. De beschouwing van de ontwikkeling van de physica geeft hem namelijk voortdurend aanleiding om de objectieve uiteenzettingen te onderbreken door zeer subjectief getinte uitweidingen over wat in zijn oog het werkelijk waardevolle en wat slechts het formeel bijkomstige in de verworven inzichten is en door talrijke polemische vertoogen tegen wat hij als verkeerde voorstellingen over de behandelde onderwerpen en als verleden of nog heerschende wantoestanden op wetenschappelijk gebied ziet. Daar het karakter van het werk minstens evenzeer wordt bepaald door deze sterk persoonlijke, blijkbaar uit een vaste en herhaaldelijk geprikkelde overtuiging voortvloeiende ontboezemingen als door den zuiver historischen inhoud, lijkt het noodzakelijk, ook hierover, opnieuw zonder interruptie, iets mee te deelen.
Er is één onderwerp, waarop de schrijver telkens weer terugkomt en waarover hij zich het meest hartstochtelijk uitspreekt, zijn opvatting namelijk, dat alle vooruitgang in de natuurwetenschap uitsluitend bepaald wordt door, ja uitsluitend bestaat in het systematisch verzamelen van ervaringsmateriaal en de samenvatting daarvan in eenvoudige theorieën en dat de mathematische bewerking van de aldus verkregen fundamenten daarna nooit meer tot iets
| |
| |
wezenlijk nieuws kan leiden. Het duidelijkst komt dit tot uiting, waar hij spreekt over de opstelling van de differentiaalvergelijkingen van de hydrodynamica door Laplace. Deze vergelijkingen bevatten niet meer dan de door Galilei en Newton gegeven grondwetten voor alle beweging, toegepast op de individueele ruimte-elementen van eene vloeistof en aangevuld door de mathematische formuleering van enkele eenvoudige ervaringsfeiten, zooals de imcompressibiliteit; hoewel ze nu bij passende behandeling in staat blijken, op vragen, die anders onoplosbaar zou zijn, antwoord te geven, zoo bevatten ze toch slechts ‘alte Erkenntnis; nichts grundlegend Neues kommt bei ihrer Behandlung weder hinzu noch zum Vorschein. Es kann das auch gar nicht anders sein; denn die Mathematik ist in der Naturforschung durchweg nur das Hilfsmittel’. Met het groote werk van Laplace, Mécanique céleste, staat het al niet anders; het is voornamelijk een voorbeeld, hoe de wiskunde in staat is, resultaten op te leveren, waarvan men nog heelemaal niet wist, dat men ze al wist, d.w.z. dat men de tot hunne vaststelling noodige natuurkennis reeds bezat. Dezelfde opmerking wordt dan weer herhaald naar aanleiding van de hydrodynamische theorieën van Helmholtz over wervelbeweging en straalvorming; het is bewonderenswaardig mathematisch werk, maar nieuw inzicht in de natuur geeft het niet. Niets onjuister daarom dan de meening, dat natuurkunde slechts voor wiskundigen toegankelijk zou zijn of dat wiskunde op zichzelf kennis der natuur zou kunnen opleveren.
Met de geschetste opvatting over de relatie tusschen natuur- en wiskunde hangt eenigszins de scherp afwijzende houding samen, die Lenard ten aanzien van het op onvoldoend ervaringsmateriaal gebaseerde en daarom als volstrekt onvruchtbaar te beschouwen speculatieve denken over de natuur aanneemt. Zoo acht hij het onzinnig, den oorsprong van de atoomtheorie in de oudheid te willen zoeken en tusschen de atomen van Demokritos en die van Dalton eenig verband te leggen; dit te doen beduidt slechts een verwisseling van willekeurige phantasiebeelden van den menschelijken geest met streng aan quantitatief vastgelegde ervaring gebonden afbeeldingen der buitenwereld; vóór Dalton
| |
| |
kan dan ook van atomen in natuurwetenschappelijken zin niet gesproken worden. Het zal in dit verband wel niet verbazen, dat de schrijver slechts zeer weinig aandacht wijdt aan de figuur van Descartes, die, als zelfbewust tegendeel van een ervaringsphysicus, de kennis van de natuur liever uit zijn eigen brein dan uit de buitenwereld wilde putten. De inderdaad ongelukkige kritische opmerkingen waarin door den hoogmoedigen philosoof Galilei's onderzoekingen over den vrijen val als waardeloos worden veroordeeld, omdat de daarop betrekking hebbende wetten naar zijn meening hadden moeten worden afgeleid uit het vooraf bepaalde wezen van de zwaarte, is in Lenard's oog voldoende hem volkomen te veroordeelen en eigenlijk is het slechts de verklaring van den regenboog, die hem nog een plaatsje in het boek bezorgd heeft.
Evenmin als aan de waarde van geheel of grootendeels speculatief denken gelooft de schrijver aan het bestaan van de z.g. ‘geniale intuïtie’ bij de groote onderzoekers. Wat den onkundige als een door een bijzondere gave mogelijk gemaakt raden van de geheimen van de natuur kan voorkomen, is in werkelijkheid slechts het voltooien van een voldoende mate van door den ontdekker zelf of door anderen verricht onderzoekerswerk - waarnemen en denken -, waardoor een rijk materiaal van gegevens omtrent het gedrag van de natuur verzameld was. Op dat oplettende verzamelen door een geduldigen, onbevangen geest, die denkend aan de natuur zijn vragen stelt en op elk oogenblik bereid is, de reeds gevormde voorstellingen naar aanleiding van de nieuw ontvangen antwoorden te wijzigen, komt het aan. Naar het den schrijver toeschijnt, zijn dergelijke onderzoekers tegenwoordig nauwelijks meer aan te treffen; in het algemeen is hij somber gestemd over wat men met een door hem sterk afgekeurden naam de moderne physica pleegt te noemen, terwijl hij zich ook zeer kritisch uitlaat over het tegenwoordige onderwijs in de natuurwetenschappen, dat hij zoowel op mathematisch als op experimenteel gebied te technisch ziet worden en waarin de groote eenvoudige gedachten, die de voornaamste onderzoekers in hun samenspraak met de natuur tot hun inzichten hebben gevoerd, niet meer tot hun recht komen.
| |
| |
Ik wil thans aan de boven uit den aard der zaak zeer kort weergegeven, maar, naar ik hoop, voldoende gekarakteriseerde beschouwingen enkele kritische opmerkingen vastknoopen.
Het zal vooreerst na het bovenstaande wel aannemelijk zijn en de lectuur van het werk kan, zoo noodig, iedereen daarvan nader overtuigen, dat men Lenard's werk niet in de eerste plaats moet opvatten als een objectieve en exacte geschiedschrijving der physica; wie volkomen betrouwbare historische kennis verlangt, wie alle praestaties, groot of klein, van meer of minder belangrijke natuuronderzoekers nauwkeurig geregistreerd en billijk tegen elkaar afgewogen wil zien, moet hem bepaald niet raadplegen. Hij trekt, met opzet, slechts groote lijnen en vermeldt alleen, wat hem wezenlijk lijkt. Zijn documentatie is zeer schaarsch en onvolledig, van historisch getrouwe reproductie van gedachtengang en uitdrukkingswijze van de bestudeerde schrijvers is geen sprake. Er blijft daardoor overal aanleiding tot twijfel over en als men de bepaald onjuiste beweringen uit het werk wilde gaan optellen, zou men een heele lijst kunnen samenstellen.
Het sterk subjectieve karakter van de door Lenard gegeven voorstelling van de ontwikkeling der physica blijkt reeds dadelijk uit de bewering (die meer een aan het onderzoek ten grondslag gelegd postulaat dan een uit het onderzoek afgeleid resultaat schijnt te zijn geweest), dat door de behandeling van de gekozen personen werkelijk een adaequate voorstelling van de ontwikkeling der physica kan worden gegeven, dat m.a.w. deze ontwikkeling als een zoo discontinu verloop zou kunnen worden gezien. Het stemt reeds eenigszins tot nadenken, dat het werk daardoor in zijn methode lijnrecht komt te staan tegenover de meest voortreffelijke historische beschouwingen over de ontwikkeling der natuurwetenschappen, die de laatste decennia hebben opgeleverd, die van den in 1917 overleden Franschen historicus Pierre Duhem. Duhem toont overal de continuiteit in de ontwikkeling der wetenschappelijke denkbeelden aan, de zeer geleidelijke vervorming van aanvankelijk vage voorstellingen tot de definitieve heldere inzichten en begrippen; meer dan een ander heeft hij de waarde leeren beseffen van
| |
| |
het werk van de wetenschappelijke figuren van het tweede plan, die vaak niet meer hebben gedaan dan een eenmaal ontstoken licht brandende te houden, een door lateren met succes ten einde doorloopen weg voor het eerst te betreden, onvolledigheden in het werk van vroegeren aan te vullen en te verbeteren. Lenard ziet slechts de groote figuren; van hun voorloopers weet hij niets, ja wil hij niets weten; hun epigonen zijn hem de moeite van het vermelden niet waard.
Zijn voorstelling wordt daardoor wel zeer overzichtelijk en wie zijn boek vol vertrouwen leest, zal zich kunnen verheugen over het harmonische verloop, dat de ontwikkeling der physica schijnt te hebben vertoond. Wie echter, uit eigen aanleg of onder den machtigen invloed van Duhem, overal de continuiteit zoekt, niet zonder aandacht blijft voor de dwaalwegen, die de menschelijke geest vaak moest gaan, om tot de waarheid te komen en de worstelingen van de voorloopers even belangrijk vindt als het succes van den voltooier, zal niet kunnen nalaten, het door Lenard ontworpen beeld wel eens wat simplistisch te vinden en hij zal niet over het hoofd kunnen zien, dat de helderheid daarvan niet zelden ten koste van de historische waarheid verkregen is.
Een voorbeeld moge volstaan, om dit alles toe te lichten. Uit onderzoekingen van Duhem en zijn volgelingen is gebleken, dat de ontwikkeling van de grondbegrippen van de mechanica van Newton een zich over vele eeuwen heen uitstrekkend, zeer geleidelijk verloopend proces geweest is, in den Griekschen tijd beginnend bij hen, die kritisch stonden tegenover de Aristotelische opvattingen der beweging, voortgezet bij de Parijsche scholastici der 14e eeuw, Buridan, Albert van Saksen, Oresme, krachtig bevorderd door de Italiaansche mechanici der 16e en 17e, Benedetti, Galilei, Baliani, Borelli, tot dicht bij haar afsluiting gevoerd door Christiaan Huygens en definitief voltooid door Newton. Het voornaamste punt, waarop deze opvatting afwijkt van de vroeger algemeen geldige en thans nog in breede kringen als vaststaand aanvaarde, is, naast het inzicht, dat de Scholastiek niet zonder bijdrage tot de ontwikkeling der wis- en natuurkunde is
| |
| |
gebleven, wel de verandering in de waardeering van Galilei die zich weliswaar nog steeds voordoet als een wetenschappelijke figuur van de eerste grootte, die een centrale plaats in de geschiedenis van de mechanica inneemt, maar waaraan men noch de volledige vorming van het traagheidsinzicht, noch de opstelling van het moderne krachtbegrip meer mag toekennen.
Van dit, door bewijsplaatsen uit de oorspronkelijke werken behoorlijk vastgestelde, resultaat van het moderne historische onderzoek nu is in de voorstelling van Lenard geen spoor aanwezig. Galilei is bij hem weer de eenzame reus, in onbegrijpelijke volkomenheid oprijzend uit een vlakte van onbeduidendheid, zonder behoefte aan voorgangers en, op de gebieden, aan welker studie hij zich had gewijd, zonder mogelijkheid van navolgers.
Er rijzen hierbij verschillende vragen: kende Lenard de werken van Duhem niet? Of verwierp hij de conclusies, waartoe ze voerden? Het eerste ware voor een historicus van onzen tijd een onvergefelijke fout; het tweede zou slechts toelaatbaar zijn, indien die verwerping gemotiveerd ware. In beide gevallen bevestigt het aangehaalde voorbeeld den boven reeds weergegeven indruk, dat men hem om de historische betrouwbaarheid niet moet lezen.
Ik geloof niet, dat deze opmerking, mocht ze den schrijver ooit ter oore komen, door hem als een verwijt zou worden gevoeld. Hij zou er vermoedelijk met vele andere physici, die in de geschiedenis van hun vak belangstellen, op antwoorden, dat men moet onderscheiden tusschen de historische nauwkeurigheid, die de beoefenaar der wetenschapsgeschiedenis bevredigt en de psychologische juistheid van een historisch beeld, die de historisch geïnteresseerde moderne vakman wenscht. Het moge voor den eersten van belang zijn, dat de beroemde redeneering, waarmee in de Discorsi de ongerijmdheid van de Aristotelische meening, dat de valsnelheid van een lichaam evenredig is met het gewicht, wordt aangetoond, niet door Galilei, maar door Benedetti het eerst is gehouden, dat Galilei een volharden van een aan remmende invloeden onttrokken lichaam in eenparig cirkelvormige beweging aannam en dat zijn krachtbegrip, op de keper be- | |
| |
schouwd, nog peripatetisch is, de tweede ziet in het verleden een zekere phase van de ontwikkeling der mechanica, waarin Aristoteles wordt bestreden, waarin zich het inzicht in de traagheid ontwikkelt en waarin de evenredigheid van kracht en versnelling in wezen wordt beseft en hij duidt die phase aan met den naam van haar schitterendsten vertegenwoordiger, Galilei, welke naam voor hem dus meer een symbool dan een individu benoemt. De opvatting, die in Pythagoras den vader van het quantitatieve natuuronderzoek ziet, is in wezen geen andere. Het is een wijze van geschiedschrijving, die tot op zekere hoogte te verdedigen is; alleen moet men zich wel voortdurend bewust blijven, wat zij wel en wat zij niet beoogt en bereikt: wel een blik op de groote lijnen, geen volstrekte historische nauwkeurigheid en geen inzicht in de geleidelijke evolutie van de begrippenwereld der natuurwetenschappen.
De sterke discontinuiteit, die de schrijver in het onverwachte en onvoorbereide optreden van de groote bevorderaars van het natuurwetenschappelijke denken in de 16e en 17e eeuw ziet, stelt hem uit den aard der zaak voor de vraag, waarin nu eigenlijk het nieuwe, dat zij brachten, bestond. Deze vraag beantwoordt hij, eenigszins verrassend, door de verdediging van de stelling, dat hun optreden niet zoozeer een inslaan van voordien onbekende wegen beduidt, dan wel een weder opnemen en voortzetten van de methode der groote Grieken, van Pythagoras en Archimedes op het gebied van de physica, van Hipparchos op dat der astronomie, de methode van de op het quantitatieve gerichte waarneming. Vooruitgang ten opzichte van vroeger ziet hij slechts in de langzamerhand toenemende opzettelijke vermeerdering en verfijning van de waarnemingen, en in de steeds meer toegepaste willekeurige wijziging van de voorwaarden, waardoor een te bestudeeren verschijnsel wordt bepaald. De bewering, dat vóór de opkomst van de West-Europeesche natuurwetenschap natuuronderzoek als ervaringswetenschap niet zou hebben bestaan, acht hij reeds voldoende weerlegd door het voorbeeld van Hipparchos, dien hij als den grondlegger der systematisch waarnemende en metende astronomie beschouwt.
| |
| |
Er schuilt in deze opvatting ongetwijfeld veel, dat volkomen juist is. Op astronomisch gebied is er zeer zeker geen principieel verschil tusschen Coppernicus en de Grieksche astronomen, als welker opvolger hij zich zelf beschouwt, en op het gebied der physica is het, hoewel niet bewezen, toch niet onwaarschijnlijk, dat figuren als Galilei en Archimedes zich slechts in zooverre onderscheiden, dat de eerste aan het beroep, dat hij op de ervaring doet, in zijn uiteenzettingen een ruimere plaats toekent dan met de Grieksche gewoonten van den tweeden kon strooken. Een principieel verschil tusschen beider methoden aan te nemen wordt reeds vrijwel onmogelijk gemaakt door de groote bewondering, waarmee Galilei steeds tegen Archimedes als tegen een na te volgen voorbeeld heeft opgezien.
Wanneer deze opvatting aanvaard wordt, gaat echter de groote opbloei, dien de natuurwetenschappen en wel in de allereerste plaats de mechanica in de 16e en 17e eeuw vertoonen, een nog moeilijker probleem vormen, dan in de gangbare voorstelling, waarin de toepassing van het experimenteele natuuronderzoek wel als iets principieel nieuws wordt beschouwd, reeds het geval is. De enorme vooruitgang, waarvan werken als Galilei's Discorsi en Huygens' Horologium Oscillatorium getuigen, eischt waarlijk meer ter verklaring, dan dat hier een reeds vroeger toegepaste methode op meer verfijnde en intense wijze weer zou zijn ter hand genomen. Een andere verklaring nu is er wel; ze ligt bij beschouwing van de historische litteratuur zelfs zeer voor de hand en dat Lenard haar niet zag, kan alleen uit de verwonderlijke vooringenomenheid ten aanzien van een der zijden van de physische wetenschap voortkomen, waarvan boven reeds het een en ander bleek. Dat Galilei en Huygens in korten tijd zooveel meer bereikten dan in de zestien eeuwen voor hen het geval was geweest, is namelijk gereedelijk te begrijpen, wanneer men overweegt, dat zij niet alleen begaafd waren met den diep indringenden, op het wezenlijke der verschijnselen ingestelden blik, die de groote physici kenmerkt, maar dat zij tevens het vermogen bezaten, de daardoor verkregen inzichten mathematisch te formuleeren en door toepassing van vernuftige mathematische methoden verder
| |
| |
te ontwikkelen. Zij hebben voor het eerst overtuigend aangetoond, hoeveel er voor de studie der natuur te bereiken was met behulp van het verfijnde instrument der mathesis, dat door de Grieksche wetenschap was geschapen, maar dat door haar altijd slechts met behulp van een afgesloten, in zich zelf zijn doel vindende kunst was ontwikkeld. Zij waren de eerste groote mathematische physici en van hen dateert dan ook die steeds weer verbazingwekkende samenwerking van wisen natuurkunde, die beide wetenschappen op onoverzienbare wijze heeft verrijkt en die, waar ze toegepast werd door die enkele bevoorrechten, die den physischen blik aan den mathematischen aanleg paarden, altijd de meest vruchtbare bron van inzicht in de natuur geweest is.
Het is merkwaardig, dat er onder hen, die zich bij voorkeur op het terrein van de experimenteele physica bewegen, zulk een sterke neiging bestaat, den aard van deze samenwerking te miskennen en het te willen voorstellen, alsof de toepassing van mathematische begrippen en methoden voor het natuuronderzoek een weliswaar practisch zeer belangrijk, maar in beginsel te ontberen hulpmiddel zou zijn. De aanleiding hiertoe blijkt vaak te liggen in een zekere tegenstelling, die zij ten onrechte maken tusschen het aanschouwelijke karakter van hunne physische voorstellingen en den abstracten aard, dien zij aan mathematische begrippen onverbrekelijk verbonden achten. Toch blijken steeds een groot deel van de woorden, waarin zij over de natuur spreken, woorden als snelheid, versnelling, kracht, energie, hoeveelheid beweging, potentiaal, krachtlijn, trilling, golf enz., slechts begrippen aan te duiden, die eerst door mathematische formuleering voldoende scherp kunnen worden bepaald, om zich voor wetenschappelijk gebruik te leenen. De groote mate van aanschouwelijkheid die die begrippen in den loop der tijden hebben verkregen (een aanschouwelijkheid trouwens, die ook aan de meest abstracte mathematische gedachtenvormen bij voldoend langdurig en voldoend intens gebruik eigen blijkt te kunnen worden) schijnt er dan vaak toe te leiden, dat hun mathematisch karakter vergeten wordt en men kan het bepaald als een der heilzame gevolgen van historische studie der physica beschouwen, dat men, zich verplaatsend in den ge- | |
| |
dachtengang van vroegere tijden, de mathematische fixeering van tal van oorspronkelijk vage voorstellingen nog eens opnieuw beleeft. En ook, dat men ziet, hoeveel nieuw inzicht in de natuur men telkens weer op het spoor gekomen is door zuiver mathematische deductie uit, naar aanleiding van vaak ruwe ervaring opgestelde of intuïtief als juist gevoelde, algemeene principes. Dit laatste wordt nu, zooals we reeds zagen, door Lenard rondweg ontkend:
mathematische deductie kan nooit iets nieuws leeren, omdat hare resultaten altijd al impliciet in de praemissen opgesloten lagen.
Dit argument heeft nu echter wel bedenkelijk veel van een sophisme, omdat het speelt met twee beteekenissen van het woord ‘nieuw’, die men als de logische en psychologische kan onderscheiden. Een oordeel, dat door logisch redeneeren is afgeleid, lag inderdaad impliciet reeds in de praemissen opgesloten en is als zoodanig logisch niet nieuw, maar kan het daarom niet in den geest van wie het uitspreekt en van wie het aanhoort, een nieuw licht doen opgaan en nieuwe kennis verschaffen? Mag men b.v. ook zeggen, dat men een wiskundig systeem eigenlijk al kent, als men zich van de axiomata, waarop het berust, op de hoogte heeft gesteld, omdat men immers slechts behoeft te redeneeren, om het daaruit af te leiden? En wordt in de physica de vooruitgang van onze kennis en ons inzicht niet meer bepaald door het aantal en de qualiteit van de conclusies, die we uit de algemeene principes trekken dan door het werkelooze en onvruchtbare bezit van die principes? Het spreekt vanzelf, dat men niet mag vervallen in de tegenovergestelde fout, van de waarheid van een resultaat alleen reeds daarom overtuigd te zijn, omdat het op logisch onberispelijke wijze is gededuceerd; de al- of niet-overeenstemming met de proefondervindelijk te ervaren werkelijkheid zal steeds de laatste toetssteen blijven voor iedere bewering, omdat ze de toetssteen is van de gebruikte praemissen; in dezen zin kan wiskunde alleen zeer zeker geen nieuwe kennis der natuur opleveren; ik zou echter wel eens willen weten, of deze meening eigenlijk ooit wel eens door iemand in ernst is verdedigd en of ze niet veeleer bij wijze van onderstelling is opgesteld, om haar daarna met succes te kunnen bestrijden.
| |
| |
Enkele eenvoudige historische voorbeelden zullen het bovenstaande kunnen verduidelijken. Zoowel in de Parijsche scholastiek der 14e eeuw als in de Italiaansche mechanica der 16e en 17e is het een gangbaar, aan de ervaring ontleend, dus door samenvatting van onmiddellijk uit de natuur geputte kennis gevormd principe, dat het zwaartepunt van een stelsel van lichamen, dat aan geen andere uitwendige krachten is onderworpen dan aan de zwaartekracht, zich zoo laag mogelijk tracht te plaatsen. Gaat men nu na, wat men met dit principe heeft kunnen bereiken, dan blijken de resultaten tamelijk gering in aantal en tamelijk matig van waarde te zijn tot aan den dag, waarop het door Christiaan Huygens ten grondslag wordt gelegd aan zijn mechanische theorieën. Deze echter leidt er, dank zij zijn voortreffelijke mathematische talenten, zijn beroemde resultaten over het evenwicht van drijvende lichamen uit af; hij gebruikt het als axioma voor zijn botsingstheorie, waardoor hij het moeilijke probleem van de botsing, dat de krachten zoowel van Galilei als van Descartes te boven was gegaan, weet op te lossen en hij baseert er de zeer belangrijke dynamische beschouwingen over het slingerpunt van den physischen slinger op, die hem tot den eigenlijken grondlegger van de dynamica van de vaste lichamen stempelen. Gaat het nu aan te zeggen, dat al deze zuiver mathematische beschouwingen slechts ‘alte Erkenntnis’ bevatten en dat het eigenlijke ‘grundlegend Neue’ reeds in de scholastische theorie van het centrum gravitatis was uitgesproken? Kan men zelfs volhouden, dat de waarde van al deze mathematische conclusies slechts bestond in de gelegenheid tot verificatie van het als uitgangspunt aanvaarde axioma, die zij schonken?
Een tweede voorbeeld. Galilei ziet, voelt, vermoedt, raadt (men weet niet, hoe dit proces eigenlijk te noemen), dat de snelheid van een uit rust vrij vallend lichaam evenredig is met den sedert het begin van de beweging verstreken tijd; langs zuiver mathematischen weg, namelijk met behulp van de theorie der indivisibilia en van de, in de Scholastiek ontwikkelde, graphische methoden, leidt hij hieruit het verband van weg en tijd in de valbeweging en daaruit weer de geheele kinematica van de valbeweging in de verticaal af. Wie zal
| |
| |
hier de nieuwheid en belangrijkheid van dit resultaat (dat toch ook met de snelheidswet impliciet reeds mee was gesteld) ontkennen of wie zal ook hier volhouden, dat het alleen maar waarde had, omdat en in zooverre het de gelegenheid tot experimenteele verificatie van de snelheidswet gaf? Toch velt Lenard in een analoog geval zulk een oordeel: Gauss berekent uit een gering waarnemingsmateriaal de baan van de planeet Ceres; dit beduidt voor Lenard ‘nur Rechenkunst’; de eigenlijke waarde ervan schuilt in de gelegenheid tot verificatie van de gravitatiewet, die ze verschaft en alleen uit dit oogpunt verdient ook de ontdekking van de planeet Neptunus op grond van de storingen in de Uranus-baan een korte vermelding.
Dezelfde eenigszins onhistorisch aandoende eenzijdigheid van oordeel, die ik in Lenard's beschouwingen over de relatie tusschen natuur- en wiskunde meen op te merken, komt ook tot uiting in zijn boven weergegeven oordeel over de onwaarde van zuiver speculatief denken over de natuur. Natuurlijk heeft hij tot zekere hoogte gelijk: het is onmogelijk gebleken (ook dit moest echter ervaren worden!), de kennis der natuur door het denken alleen voort te brengen en de pogingen, om dit wel te doen, zijn menigmaal gevaarlijk geworden, als ze dogmatisch van aard waren. Maar men vergete toch niet de bevruchtende, inspireerende werking, die zuiver phantastische bespiegelingen, los van alle aardsche banden ondernomen, vaak op de ontwikkeling der natuurwetenschap gehad hebben. Als men de geschiedenis van de atomistiek eens niet opzettelijk negeert, merkt men een zeer geleidelijken overgang op tusschen de denkbeelden van Demokritos en Epikouros, van de aanhangers van hun zienswijzen in de 17e en 18e eeuw en van de grondleggers van de moderne chemische atoomtheorie. Waar was hier de overgang van hersenschim tot op quantitatieve ervaring gefundeerd beeld? Wie kent niet de rol van de speculatie in het werk van Kepler? En welke een prikkelende werking hebben niet de, veelal inderdaad onhoudbaar gebleken, meer aan de phantasie dan aan de ervaring ontleende, voorstellingen van Descartes gehad op het werk van Huygens, die, ondanks alle kritiek, dan ook nooit den zegenrijken invloed heeft
| |
| |
ontkend, dien de Fransche philosoof op hem heeft uitgeoefend.
Men krijgt in het algemeen wel eens den indruk, dat Lenard de rol van de oncontroleerbare, spontane phantasie in den opbouw van de natuurwetenschap onderschat, zoowel bij hen, die met hun phantasie niet onmiddellijk zelf iets bereiken als bij hen, waarbij ze beelden doet ontstaan, die met de werkelijkheid overeen blijken te stemmen. Hij ziet, dunkt mij, den normalen gang van zaken bij den opbouw der natuurwetenschappelijke theorieën ongeveer zoo: men verzamelt ervaringsfeiten, rangschikt ze systematisch, vult ze aan met de antwoorden, die de natuur geeft op de vragen, die men haar naar aanleiding van het reeds verworven materiaal stelt, men vat alle kennis, die men zoo verzameld heeft, samen in een theorie en controleert door nieuwe metingen de juistheid van het gevormde beeld.
Maar gaat het ooit werkelijk zoo regelmatig, zoo nuchtermethodisch toe? Ligt niet juist het wezenlijke punt van alle belangrijke ontdekkingen van een inzicht in de natuur in dien eenen, voor den buitenstaander en voor den betrokkene even onbegrijpelijken lichtflits, die aan het brein van den begaafden onderzoeker plotseling het denkbeeld onthult, waaromheen zich alle gevonden en nog te vinden materiaal harmonisch laat ordenen en ligt niet het onderscheid tusschen het natuurwetenschappelijke genie en den gewonen sterveling, veeleer dan in de ‘longue patience’, waaraan het den laatste vaak niet en het genie menigmaal wel ontbreekt, in het vermogen, zulke denkbeelden te ontvangen, in het vermogen, om met Schopenhauer te spreken, bei dem, was jedermann sieht, zu denken, was noch keiner gedacht hat. Waarlijk, bij Lenard's voorstelling begrijpt men niet, wat er, behalve goeden wil, volharding en de getrouwe navolging van de door hem aanbevolen methode, nog meer noodig is, om ook een groot physicus te worden. Zou dat andere toch niet de geniale intuïtie zijn, die hij zoo beslist verwerpt?
Ik wil hiermee mijn beschouwingen besluiten; niet, omdat het onderwerp is uitgeput, maar omdat door het bovenstaande wellicht in voldoende mate het doel van dit opstel is bereikt. Men zal zich wellicht verbazen over het pole- | |
| |
mische karakter, dat deze aankondiging vrijwel doorloopend heeft vertoond. Daarin ligt echter slechts een reflex van den agressieven aard van het boek zelf, dat eigenlijk in de eerste plaats de meeningen van den schrijver en slechts in de tweede plaats een uiteenzetting van de historie der physica (is deze meer middel dan doel geweest?) bevat en dat daardoor tegenspraak onweerstaanbaar uitlokt. Men meene echter niet, dat hiermee zijn geheele werking zou zijn uitgeput. Integendeel, het is een helder en goed geschreven boek, dat overal boeit en dat, mits kritisch gelezen, van groote waarde kan zijn voor ieder, die belangstelt in de ontwikkeling der physica.
Oisterwijk
E.J. Dijksterhuis
|
|
Gedeeltelijk auteursrechtelijk beschermd