|
| |
| |
| |
Het gouden Doctoraat van Professor Lorentz
De 11de December 1925 is een feestdag geweest in de wetenschappelijke wereld. Dien dag was het vijftig jaar geleden, dat de Nederlandsche physicus Hendrik Antoon Lorentz, die als de grootste theoretisch natuurkundige van onzen tijd wordt erkend, tot doctor in de wis- en natuurkunde was gepromoveerd. Dat feit is de aanleiding geweest tot een huldiging, die zonder weerga is in mijn herinnering.
In het Groot Auditorium van de universiteit te Leiden had zich een schare overheidspersonen, vrienden, vereerders en leerlingen vereenigd, voor wie het werkelijk een behoefte was, eens te kunnen toonen, hoe groot de sympathie, de hoogachting en vereering is, die in aller harten woont voor dezen zóó grooten mensch en geleerde. In den geleerde voelen allen den leidsman, en de mensch Lorentz weet door zijn eigen toewijding en belangloosheid in ieder die hem kent het beste te wekken. En het feit, dat de huldiging zoowel mensch als geleerde gold, heeft op haar dien stempel van oprechtheid en hartelijkheid gedrukt, die zulk een diepen indruk heeft achtergelaten op alle aanwezigen.
Het is hier de plaats niet de zeer belangwekkende toespraken van dien dag in den breede weer te geven. Slechts met een kort woord stip ik aan, dat even vóór de eigenlijke huldiging professor van der Hoeven, voorzitter van de medische faculteit, aan professor Lorentz het eere-doctoraat in de medicijnen verleende op grond van den grooten invloed, dien zijn werk heeft gehad op de medische wetenschap, en ook uit erkentelijkheid voor de groote verdiensten van zijn propaedeutisch natuurkundeonderwijs aan de medische studenten.
De rector magnificus, professor de Sitter, sprak zeer warme woorden van trots en dank voor alles wat Lorentz in deze 50
| |
| |
jaren voor de Leidsche universiteit is geweest en zei o.a. ‘Onze positie tusschen de naties, op materieel en ook op politiek gebied, wordt door de waardeering van onze wetenschappelijke prestatie ongetwijfeld zeer krachtig gesteund. Het geestelijk bezit van een volk maakt ten slotte zijn grootste, en zijn eenige blijvende, kracht uit. Wij hebben dus een plicht van groote dankbaarheid jegens onze groote mannen, en heden trachten wij ons van een gedeelte van dien plicht te kwijten. Uw betreurde leerling, onze collega Kuenen heeft het gezegd: als iemand het Nederland der laatste vijftig jaren zou beschrijven, hij zou het noemen niet het land van Rembrandt, maar het land van Lorentz.’
Professor Went, voorzitter der Koninklijke Academie van Wetenschappen, deelde mee, dat dit lichaam een gouden Lorentz-medaille heeft ingesteld, die telken male na een bepaald aantal jaren zal worden uitgereikt aan dengeen, die zich het verdienstelijkst zal hebben gemaakt op physisch gebied.
De eerste minister, Colyn, bracht de gelukwenschen van het Koninklijke Huis en van het Nederlandsche Volk over en deelde mede, dat aan Lorentz het Grootkruis der Oranje Nassau orde was toegekend.
Mevrouw Curie uit Parijs sprak uit naam van het ‘Institut International de Physique,’ gesticht door Ernest Solvay, met Brussel tot zetel, en waarvan Lorentz voorzitter is. Zij sprak zeer sympathieke woorden tot den ‘schenker van wetenschap, waarvan hij tegelijk dienaar en meester is,’ en eindigde met de woorden: ‘C'est avec la plus respectueuse affection que nous nous inclinons devant vous,’ waarna zij de gave aanbood van het Institut International, een zilveren blad met daarin de namen gegraveerd van de geleerden, die het wetenschappelijk bestuur daarvan vormen, de professoren: van Aubel (Gent); Kamerlingh Onnes (Leiden); Mevrouw Curie, Brillouin en Langevin (Frankrijk); Bragg en Rutherford (Engeland); Knudsen (Denemarken).
Professor Einstein voerde het woord voor de buitenlandsche geleerde genootschappen; hij toonde in korte trekken, dat werkelijk elk gebied der moderne natuurkunde door Lorentz is betreden en daarna een geordender en klaarder aanzien heeft gekregen.
| |
| |
Een oogenblik langer sta ik stil bij de rede van professor Kamerlingh Onnes, die het woord voerde als collega, gedurende lange jaren reeds arbeidend in de nauwste samenwerking met Lorentz, als vriend, en als voorzitter van de Internationale en Nationale Huldigingscommissie, en die het eigenlijke huldeblijk aanbood. Deze rede en het huldeblijk, de stichting van het Lorentz' Gouden Doctoraatfonds, waren het hoofdmoment van den dag. In de rede schetste professor Kamerlingh Onnes met tal van oude herinneringen en typische trekjes den mensch Lorentz en belichtte helder zijn grootschen arbeid. Ons allen is het hierbij wel opgevallen, dat de samenwerking van die twee grootmeesters der natuurkunde, de een op theoretisch, de ander op experimenteel gebied, aan hen beiden veel vreugde heeft gebracht en voor de wetenschap zelf boven beschrijving vruchtbaar is geweest. Het huldeblijk was vervat in een artistiek uitgevoerd kistje, dat ook 2000 handteekeningen (waaronder 1000 uit het buitenland) bevat en tevens de opdracht:
‘Aan doctor Hendrik Antoon Lorentz, voor vijftig jaren van dienend leiden dank.’
Het Lorentz-fonds, dat beheerd zal worden door den Leidschen Universiteitsraad, zal dienen tot ondersteuning van geleerden bij onderzoekingen van belang voor de theoretische natuurkunde en heeft in breede kringen zooveel sympathie gevonden, dat er op den dag der huldiging reeds 100.000 gulden volteekend was, welke som in de maand Januari 1926 nog tot 141.000 gulden is gestegen.
De vriendelijke, ontroerde woorden van prof. Kamerlingh Onnes, waarmee hij Lorentz verzocht het huldeblijk te aanvaarden, geef ik hier letterlijk weer:
‘Thans komen onze Comités, vervuld van dankbaarheid aan U, een tweeledig verzoek tot U richten, dat hun stof tot nieuwen dank zal geven.
In de eerste plaats verzoeken zij U uwe verhouding tot het Leidsche Universiteitsfonds en de Leidsche Universiteit in denzelfden geest als zij werd ingezet voor het leven te bestendigen en op deze wijze de eerste te worden, die een internationaal professoraat van deze soort, alleen voor de allereersten weggelegd, zult bekleeden.
In de tweede plaats verzoeken zij U wel de bestemming, die
| |
| |
U het beste zal schijnen, te willen geven aan het Lorentz-fonds ter bevordering van de belangen der theoretische physica, dat door hen is bijeengebracht, ten einde U tot hulp te zijn, waar gij met den zonneschijn van uw sympathie wetenschappelijk leven wilt koesteren.’
Deze feestdag is voor mij de aanleiding geworden om te trachten voor een wijderen kring van lezers het werk van Lorentz, zij het slechts in zeer korte trekken, te schetsen.
Lorentz werd in 1853 te Arnhem geboren en studeerde te Leiden, waar hij promoveerde op een proefschrift getiteld: ‘Over de theorie der terugkaatsing en breking van het licht,’ dat boven het peil van een dissertatie, zelfs van een Hollandsche, stond. Na een poos leeraar te zijn geweest in zijn geboortestad, werd hij in 1878 als hoogleeraar te Leiden benoemd en bij het aanvaarden van dat ambt sprak hij de in Holland gebruikelijke inaugurale rede uit. Hij sprak over de moleculaire theorieën in de natuurkunde en verried reeds toen de bijzondere richting van zijn vorschen, het zoeken naar het fijnere mechanisme, dat aan door de stof vertoonde verschijnselen ten grondslag ligt.
Hij was een der eersten, die het aandorst de studie der electromagnetische lichttheorie van Maxwell aan te pakken. Deze theorie, welke uitging van de gedachte, dat het licht bestaat uit een gezamenlijke voortplanting van electrische en magnetische trillingen, d.w.z. uit een uitbreiding met bepaalde snelheid van een wisselend electrisch en magnetisch veld, was na haar bekendmaking (in 1873) een nog vrij wel onontgonnen gebied gebleven. Vertrouwd als hij was met de klassieke golvingstheorie van Huygens en Fresnel, die hem van jongs af aan had geboeid, moest het hem gemakkelijker vallen dan aan menig ander in den gedachtengang der Maxwelliaansche leer door te dringen.
Maar al dadelijk bracht hij in die leer van Maxwell een geheel nieuw element. Evenals Fresnel neemt Maxwell aan, dat het licht wordt voortgeplant door een stof, die alles doordringt on zelfs de zoogenaamde ledige ruimte vult, den aether; en evenals Fresnel onderstelt hij ook, dat die middenstof in verschillende lichamen verschillende eigenschappen heeft. Lorentz breekt nu
| |
| |
met deze gedachte, door aan den aether overal dezelfde eigenschappen toe te schrijven en de schijnbare verschillen te wijten aan den invloed der ‘ponderabele materie’. Deze gedachte werd uitvoerig besproken in de in 1878 gepubliceerde verhandeling ‘Over het verband tusschen de voortplantingssnelheid van het licht en de dichtheid en samenstelling der middenstoffen.’ Meteen bevatte deze verhandeling de grondgedachte der electronentheorie, volgens welke de electriciteit evenals de weegbare stof een atomistische samenstelling heeft, namelijk gevormd wordt door kleine geladen deeltjes: de electronen. Plant zich in den aether die deze deeltjes omgeeft een electromagnetische lichtgolf voort, dan worden deze deeltjes in trillende beweging gebracht, en deze trilling deelt zich aan de moleculen der weegbare stof mede, wat op de voortplantingssnelheid een invloed moet hebben, en wel zóó, dat die voortplantingssnelheid vermindert. Dit verklaart de richtingsverandering bij overgang van het licht uit de ledige ruimte in de materie: de breking van het licht. Op hun beurt zenden de electronen ook lichtgolven uit, zoodat het licht ook teruggekaatst wordt. Verder moet ook de mate, waarin de snelheid van voortplanting van het licht door de moleculen wordt gewijzigd, afhangen van den graad van dichtheid der stof; de uitwerking van deze gedachte voerde tot de berekening van de verandering van den brekingsaanwijzer met de dichtheid; de uitkomst dezer berekening bleek met de ervaring in overeenstemming te zijn. En eindelijk moet de mate, waarin de trillende moleculen op de voortplantingssnelheid terugwerken, afhangen van de frequentie, d.i. het aantal der trillingen zelven, en zoo kon ook de kleurschifting, de ongelijke breekbaarheid der stralingen van verschillende golflengte electromagnetisch worden verklaard.
De aldus in 1878 ontworpen electronentheorie ontwikkelde zich snel en in de volgende jaren kreeg ze den klassieken vorm, waarin ze zoo aantrekkelijk wordt voorgedragen in het artikel: ‘Electronentheorie’, voorkomend in de Encyklopädie der mathematischen Wissenschaften (1903) en in het standaardwerk ‘Theory of Electrons’ (1906).
De ontdekking door Zeeman, in 1896, van het naar hem genoemde magneto-optisch effect, de magnetische splitsing der spectraallijnen, was een triomf voor de electronentheorie. Want
| |
| |
dadelijk na de ontdekking kon Lorentz met zijn theorie het verschijnsel verklaren en bijzonderheden voorspellen, die inderdaad bevestigd werden, namelijk het feit, dat de componenten van de gesplitste lijnen uit gepolariseerd licht gevormd moesten zijn.
Die ontdekking van Zeeman mocht beschouwd worden als een uitvloeisel van Lorentz' werk; door dat werk toch was de aandacht van Lorentz' leerlingen gevestigd op de bijzondere werkingen van het magnetisch veld. Want de electronentheorie had reeds de verklaring gegeven van twee bekende werkingen: de ééne van electrischen aard: het Hall-effect, bestaande in een invloed van een magneetveld op een electrischen stroom; de andere van optischen aard: het Kerr-effect, bestaande in een invloed van een magneetveld op een door een ijzerspiegel teruggekaatst licht. De verklaring dezer verschijnselen vindt haar uitgangspunt hierin, dat een bewegend electron in een magneetveld een kracht ondervindt, die den naam van Lorentz-kracht heeft gekregen. Deze Lorentz-kracht is het die, naar de toenmalige voorstelling van Lorentz - die voorstelling is sedert gewijzigd -, ook aangrijpt op de in een lichtbron aanwezige trillende electronen en hun trillingstoestand op een volkomen berekenbare wijze verandert. Aangezien die verandering afhangt van de massa van het electron en ook de kracht van de lading van het electron afhankelijk is, kon uit de grootte van het waargenomen effect de verhouding van lading en massa van het electron berekend worden; dat leidde tot de kennis van de massa van het electron: bijna 2000 maal geringer dan die van een waterstofatoom.
Voor deze schitterende uitkomsten, verkregen door de samenwerking van experiment en theorie, werden Lorentz en Zeeman beloond door de toekenning van den Nobel-prijs voor natuurkunde.
Reeds in zijn dissertatie had Lorentz gewezen op een probleem, dat hij pas na vele jaren zou oplossen en dat het uitgangspunt zou zijn van de relativiteitstheorie: het vraagstuk van den invloed der beweging van een lichaam op de electromagnetische verschijnselen in dat lichaam. Twee volkomen tegengestelde meeningen waren daaromtrent uitgesproken geworden; volgens
| |
| |
de eene zou ieder lichaam in zijn beweging zijnen aether meenemen, volgens de andere zou de aether een volkomen in rust zijnde middenstof wezen, waardoor de lichamen heen zouden bewegen zonder ze in het minst mede te sleepen. In het eerste geval moest de snelheid van het licht in een bewegend lichaam worden gewijzigd, in het tweede niet. Nu had Fresnel reeds uit astronomische waarnemingen besloten tot een gedeeltelijke meesleeping van het licht, overeenkomstig een zeer bepaalden ‘meesleepingscoëfficient’, en die conclusie werd experimenteel door Fizeau bevestigd. Lorentz plaatste zich op het standpunt van ‘aether in rust’ en vond de verklaring voor de gedeeltelijke meesleeping (1892) in het verdeelen der rollen tusschen den aether en de meegenomen electronen.
Intusschen bestond als argument tegen de voorstelling van den stilstaanden aether de uitkomst der proef van Michelson, die had geleerd, dat er niets te merken was van een ‘aetherwind’, die bij de beweging van de aarde om de zon met een snelheid van 20 kilometer per seconde zou moeten blazen. Na lang vruchteloos zoeken, loste Lorentz deze moeilijkheid op door zijn beroemde ‘contractiehypothese’, waarin hij onderstelt, dat wanneer een lichaam zich door den aether beweegt de afmeting in de richting der beweging in een zekere verhouding wordt verkort. Daarmede was de grondslag gelegd voor het denkbeeld, dat wanneer twee waarnemers in twee laboratoria, die ten opzichte van elkander in beweging zijn, meenen dezelfde meetinstrumenten te gebruiken en zich van dezelfde lengte- en tijdseenheden te bedienen, dit toch niet zoo is. In werkelijkheid worden, naar Lorentz' voorstelling, alle instrumenten, dus ook de meetstaven, de klokken enz. door de beweging, d.w.z. door den aetherwind gestoord, en dat wel op zoodanige wijze, dat de door dien aetherwind eveneens gestoorde verschijnselen, wanneer ze met de gestoorde instrumenten worden waargenomen, schijnbaar niet verschillen van die, welke men zou waarnemen in een stilstaand laboratorium, dus met ongestoorde meetinstrumenten. Lorentz vond de herleidingsformules waarmede het mogelijk is de zoogenaamde ‘Lorentz-transformatie’ uit te voeren, dit is over te gaan van de aanwijzingen der meetinstrumenten in een als stilstaand ondersteld laboratorium naar de aanwijzingen in een laboratorium, dat zich ten opzichte van het
| |
| |
eerste beweegt. In deze transformatie-formules wordt uitgedrukt dat de maatsbetrekkingen, door beide waarnemers gevonden, dezelfde zijn. Dus is geenerlei beslissing mogelijk omtrent den bewegingstoestand van het laboratorium van den eenen of van den anderen waarnemer; deze kunnen alleen weten dat ze ten opzichte van elkaar in beweging zijn. Dat is de grondstelling der relativiteit, die bij Lorentz conclusie is, terwijl zij bij Einstein als postulaat is aangenomen.
In hoofdzaak heeft Lorentz dus gewerkt aan den opbouw van drie groote physische theorieën:
| de electromagnetische lichttheorie, |
| de electronentheorie, |
| de relativiteitstheorie. |
Van de eerste werden de grondslagen gelegd door den Engelschen natuurkundige Maxwell; zij werd door Lorentz verder ontwikkeld op zoodanige wijze, dat hij haar een geheel nieuw aanzien gaf, zoodat men nu verder spreekt van de theorie van Maxwell-Lorentz. De electronentheorie is zijn schepping; hij heeft ze tot volledige ontwikkeling gebracht, en al heeft menig ander er aan medegewerkt, een eigen stempel heeft geen ander er op gedrukt, zoodat ook geen andere naam met dien van Lorentz verdient verbonden te worden. Van de relativiteitstheorie heeft Lorentz de fundamenten gelegd; zij werd door Einstein in den tegenwoordigen toestand gebracht en is aldus de theorie van Lorentz-Einstein geworden.
Dit zijn echter slechts de drie voornaamste onderwerpen die Lorentz heeft behandeld, want het werk van Lorentz wordt gekenmerkt door een soms verbijsterende veelzijdigheid. Schier ieder gebied der theoretische natuurkunde werd door hem doorvorscht, en altijd op de hem eigen grondige wijze. Talrijk zijn dan ook de geschriften van Lorentz' hand. De vele door hem geschreven verhandelingen, gedeeltelijk samengevat in zijne ‘Abhandlungen über theoretische Physik’, geven een bijna volmaakt beeld van de ontwikkeling der natuurkunde in de laatste halve eeuw.
Lorentz doceerde gedurende lange jaren te Leiden de elementaire natuurkunde, wat hem aanleiding gaf tot het schrijven van zijn boek ‘Beginselen der Natuurkunde’, een leerboek even
| |
| |
oorspronkelijk van vorm als merkwaardig van inhoud, en dan ook in verscheidene talen vertaald.
Uit zijn college, dat aan de studenten in de chemie de voor hen onmisbare mathematische kennis moest bijbrengen, is ontstaan zijn ‘Leerboek der differentiaal- en integraalrekening’, dat als model kan dienen voor een leergang in de algemeene wiskunde, en dat ook reeds vertaald is.
Zijn zoo beroemde colleges in theoretische natuurkunde, waar zoovele physici in en buiten Holland de prettigste herinneringen aan bewaard hebben, en waar studenten, assistenten, conservatoren, professoren, en ook buitenlandsche laboranten gemoedelijk als toehoorders dooreen zaten, heeft hij niet zelf in boekvorm verzameld. Maar ze zijn door zijn leerlingen bewerkt en uitgegeven, als: ‘Lessen over theoretische Natuurkunde’.
Als zoovele Nederlanders kent Lorentz de drie wereldtalen, maar hij spreekt ze ook met gemak, hetgeen hem in internationale vergaderingen een groot voorrecht geeft boven vele anderen. Dit gemak in het gebruik der talen, gepaard met zijn helderen geest, die in debatten de hoofdzaken van het door iederen spreker gezegde weet samen te vatten en nog eens scherp te formuleeren, maken hem bij uitstek geschikt om internationale vergaderingen te leiden. Zijn vriendelijk, beminnelijk karakter doet hem op bedaarde, soms geestige wijze, tegenstrijdige standpunten nader tot elkander brengen of zelfs verzoenen; het valt ieder gemakkelijk eigen oordeel eens te herzien of te zwichten voor zijn autoriteit, want, hoe eenvoudig en zonder gewichtigheid Lorentz ook presideert, hoe waardeerend hij ook is in zijn oordeel, hoe zacht bij zijn afkeuring, hoe huiselijk dikwijls het woord is, dat hij kiest om zijn gedachte weer te geven, toch voelt ieder onmiskenbaar in dezen president zijn meerdere. Lorentz staat steeds boven de vergadering en blijft in waarheid haar leider. Bij wetenschappelijke congressen is hij dan ook de schier aangewezen voorzitter. Toen in 1911 door Ernest Solvay de eerste ‘Conseil de Physique’ werd bijeen geroepen te Brussel, was het Lorentz, die tot voorzitter van dien wetenschappelijken kring werd gekozen, en toen daarna in 1912 het ‘Institut International de Physique Solvay’ werd gesticht, was het weer Lorentz, die voor een tijd van 18 jaren tot
| |
| |
voorzitter van het Comité Scientifique van dit ‘Institut’ werd aangewezen.
Eerst tot lid benoemd van de ‘Commissie voor intellectueele samenwerking’ van den Volkenbond, is hij daarvan voorzitter geworden, als opvolger van Professor Bergson, en nu ook tot bestuurs-voorzitter benoemd van het nieuwe instituut voor intellectueele samenwerking, door de Fransche regeering geschonken, en dat te beschouwen is als de uitvoerende macht van de Commissie uit den Volkenbond.
Van de groote achting en bewondering, die men Lorentz toedraagt, getuigen ook de vele eerbewijzen, die hem ten deel vielen, en waarvan ik hier alleen de wetenschappelijke onderscheidingen (en nog niet eens alle) vermeld, die hij verwierf. Dat hij den Nobel-prijs voor natuurkunde heeft gekregen, werd reeds gezegd. Hem werden de Franklin-medaille, de Rumford-medaille en de Conley-medaille uitgereikt. Hij werd tot eeredoctor gepromoveerd aan de universiteiten van Philadelphia, Göttingen, Birmingham en Delft, en nu, den 11den December ook aan de universiteit te Leiden, waar hij 50 jaren te voren den gewonen doctorstitel verwierf.
J.E. VERSCHAFFELT.
|
|
Gedeeltelijk auteursrechtelijk beschermd