1900. Hoogtij van burgerlijke cultuur

[p. 265]

7 Hoger onderwijs en natuurwetenschappen

Hoger onderwijs

In 1849 had de staatscommissie-Ewijck een opmerkelijk advies uitgebracht over het hoger onderwijs. Volgens de commissie diende het hoger onderwijs de student voor te bereiden op een maatschappelijke functie. Het moest ‘door grondig onderrigt hare kweekelinge voor maatschappelijke betrekkingen vormen, en hen in alle rigtingen voor bereiden tot eigen studie, voortgezette beoefening en toepassing der wetenschap in het maatschappelijk leven’.¹ Met dit advies ging de commissie lijnrecht in tegen de vigerende regeling, neergelegd in het Organiek Besluit van 1815, die bepaalde dat de taak van de universiteiten eruit bestond om adellijke jongeren voor te bereiden op een leven in hogere kringen: ‘Onder den naam van hooger onderwijs’, stelde het Besluit, ‘wordt verstaan zoodanig onderwijs, als ten doel heeft, den leerling, na afloop van het lager en middelbaar onderwijs, tot eenen geleerden stand in de maatschappij voor te bereiden’.²

Met ‘eenen geleerden stand’ bedoelde het Organiek Besluit niet een ‘stand van geleerden’, maar een stand die zich dankzij haar ‘geleerdheid’ onderscheidde van burgerij en volk.³ Het Besluit had het verschil tussen de aristocratie en de werkende stand bevestigd en de kloof tussen het universitair onderwijs en de dagelijkse beroepspraktijk vergroot. De commissie-Roëll bekrachtigde dit uitgangspunt in 1828. Zij stelde met nadruk dat beroepsvoorbereidend onderwijs niet op de universiteit thuis hoorde: ‘Hierdoor wordt van het akademisch onderwijs het denkbeeld verwijderd, als ware hetzelve bestemd, om jonge lieden tot zeekere beroepen af te rigten, en voornamelijk wordt hierdoor uitgesloten het technisch onderwijs, waar de oefening en de toepassing in bijzonderheden, geenszins de wetenschap hoofdzaak is, waar populaire behandeling in de plaats komt van grondige theoretische.’⁴

Het revolutionaire karakter van de commissie-Ewijck tekent zich tegen deze achtergrond scherp af. Haar opvatting dat het hoger onderwijs ten dienste moest staan van de beroepspraktijk en dus van de burgerij, betekende een doorbreking van het standsverschil dat de niveaus van onderwijs tot dan toe gescheiden hield. Minister Thorbecke beschikte als enige over voldoende moed, macht en vernieuwingsgezindheid om zo verregaande voorstellen te pousseren. Hij gooide het roer om en legde de adviezen van de commissie-Ewijck vast in de ‘Wet op het Middelbaar Onderwijs’ die hij in 1863 door de Kamer loodste. Deze wet voorzag in verregaande maatregelen ten faveure van het beroepsonderwijs. De meest ingrijpende was, zoals eerder beschreven, de instelling van de Hogere Burger School. Daarnaast vergrootte Thorbecke de mogelijkheden voor beroepsgerichte hogescholen, zoals de Veeartsenijkundige School te Utrecht en de Polytechnische School te Delft.

1 Otterspeer, ‘Vereenvoudiging en bezuiniging’, p. 253.

2 Groen, Het wetenschappelijk onderwijs in Nederland, p. 10; Otterspeer, ‘Vereenvoudiging en bezuiniging’, p. 244; Foppen, Gistend beleid, p. 44.

3 Boekholt, ‘De omnibus aliquid, de toto nihil’.

4 Otterspeer, ‘Vereenvoudiging en bezuiniging’, p. 247.

[p. 266]

De verwachtingen omtrent de wettelijke regeling voor het hoger onderwijs waren, na het eclatante succes van de Wet op het Middelbaar Onderwijs, hoog gespannen. Niets lag immers meer voor de hand dan dat de revolutionaire lijn die Thorbecke had uitgezet in zijn Wet van 1863, zou worden doorgetrokken in de Wet op het Hooger Onderwijs die hij daarna in voorbereiding nam. Maar de wet die uiteindelijk in 1876 werd ingediend en aangenomen, was een anticlimax. Ze was onduidelijk in haar bedoelingen, halfslachtig van aard en een bron van potentiële conflicten. Enerzijds schiep zij enige mogelijkheid voor beroepsvoorbereidend universitair onderwijs, maar anderzijds maakte zij duidelijk dat dit een ondergeschikt en oneigenlijk doel was van een universiteit die als eerste en voornaamste taak had om elitejongeren beschaving bij te brengen.

Met het noemen van ‘beschaving’, of Bildung, hebben we de vinger gelegd op de invloed die het Duitse onderwijsmodel uitoefende op de totstandkoming van het Nederlandse hoger onderwijs. Ook in dit opzicht speelde Thorbecke een hoofdrol. Hij had in Duitsland gestudeerd en was daar onder invloed gekomen van het Duitse onderwijsideaal, waarin Bildung centraal stond. Bildung was zoiets als ‘vorming’ of ‘beschaving’, in de traditionele zin van het bijbrengen van ‘kennis van de Klassieken’.⁵ Volgens de Duitse onderwijsideoloog Wilhelm von Humboldt diende de universiteit deze Bildung bij te brengen door middel van Wissenschaft. De ‘Wetenschap’ die Humboldt op het oog had en die hij als belangrijkste onderwijstaak aan de Duitse universiteit meegaf, beoogde zowel de kennis van de klassieken (en was in die betekenis synoniem aan de ‘geleerdheid’ waar over het Organiek Besluit spreekt) als het ‘zelfstandig en onafhankelijk onderzoek’, waar de commissie-Ewijck aan refereerde. Thorbecke liet zich door deze dubbelzinnige Bildung durch Wissenschaft leiden toen hij, na zijn terugkeer in Nederland en zijn toetreden tot de politiek, plannen ontwikkelde voor de vernieuwing van het onderwijs. De vraag is niet of het Duitse model van invloed was op de wetten die in 1863 en in 1876 tot stand kwamen. Alle onderwijshistorici zijn het daarover wel eens. De vraag is in welke richting het Duitse voorbeeld de Nederlandse onderwijswetgeving stuwde. Daarover lopen de meningen sterk uiteen. Volgens onderwijshistoricus M. Matthijssen had het Duitse model een regressieve invloed op het Nederlandse onderwijs. Von Humboldt had de Bildung gedefinieerd als een nieuw soort Humanisme, met de bedoeling om het beroepsvoorbereidende onderwijs van de universitaire instellingen te weren. De toepassing van dit ideaal op de Nederlandse onderwijswetgeving betekende een terugkeer naar de beginselen van het Organiek Besluit en een bekrachtiging van het standsgewijze onderwijs.⁶ Maar volgens onderwijshistoricus Arnold Labrie is dat niet juist. De Duitse Bildung betekende volgens hem dat briljante jongeren zich op grond van hun individuele talent konden kwalificeren voor hoger onderwijs, ongeacht de stand waarin ze waren geboren. De invoering van dit ideaal in Nederland was een belangrijke impuls voor de democratisering van het onderwijs: de burgerij maakte gretig gebruik van de kans die haar werd geboden om haar getalenteerde kinderen naar gymnasium en universiteit te sturen en zich toegang te verschaffen tot een niveau van hoger onderwijs waarvan zij tot dan was uitgesloten. Het Bildungsideaal had dus volgens Labrie een democratiserend effect op het onderwijs in Nederland.⁷ Wie heeft gelijk? Ingewikkeld genoeg: beiden. De Wet op het Hoger Onderwijs van 1876 schiep ruimte voor een tegenstrijdige uitleg van de Bildung, enerzijds de progressieve uitleg, die studenten in staat stelde zich te kwalificeren op grond van individueel talent, anderzijds de reactionaire, die de standsgewijze inrichting van het onderwijs bekrachtigde.

5 Van Duyvendak, De motivering van de klassieke vorming.

6 Matthijssen, De elite en de mythe; M. Matthijssen, Klasseonderwijs.

7 Labrie, ‘Bildung’ en politiek 1770-1830; Brookman, The making of a science policy; Foppen, Gistend beleid.

[p. 267]

Deze tegenstrijdige uitleg vormt de inzet van het in onderwijsland roerige tijdvak rond de eeuwwisseling. Enerzijds was wettelijk vastgelegd dat universitair en beroepsvoorbereidend onderwijs gescheiden trajecten waren. De status van de Hogere Burgerschool (hbs) en hogescholen was geregeld in de Wet op het Middelbaar Onderwijs van 1863; die van gymnasium en de universiteiten in de Wet op het Hoger Onderwijs van 1876. Een van de gevolgen van deze wettelijke tweedeling was dat hbs-leerlingen geen toegang hadden tot de universiteit. Anderzijds bleek de praktijk sterker dan de wet. Onder druk van een aantal maatschappelijke ontwikkelingen werd het hoger onderwijs gedwongen zich te oriënteren op het maatschappelijk leven; het middelbaar onderwijs van haar kant ontwikkelde zich juist tot een onderzoeksvoorbereidend instituut. De belangrijkste maatschappelijke kracht achter deze ontwikkeling was de behoefte van het bedrijfsleven aan hoog opgeleide arbeidskrachten.⁸ Kooplieden en industriëlen ontvingen tot dan toe hun opleiding in de praktijk; academische scholing werd niet noodzakelijk geacht. In het bedrijfsleven waren dan ook nauwelijks academici te vinden. Na 1890 begon dit te veranderen. Studeerde in 1890 nog meer dan 60 procent van de studenten rechten of theologie, rond de eeuwwisseling koos het merendeel van de studenten voor een studie in de technische wetenschappen, de handelswetenschappen of de wis- en natuurkunde.⁹ Het hoger onderwijs paste zich aan de nieuwe maatschappelijke omstandigheden aan. Meer en meer werd erkend dat de universiteiten een taak hadden in het opleiden van technisch hooggekwalificeerd personeel; dat wetenschap en techniek hand in hand dienden te gaan en dat een wetenschappelijke basis voor beroepsgerichte vakken noodzakelijk was om welvaart en vooruitgang te waarborgen.¹⁰

De hbs ontwikkelde zich in een richting die de Wet van 1863 niet had bedoeld en voorzien. De wet bedoelde dat de hbs -leerling na het behalen van zijn eindexamen zou afzwaaien naar fabriek of kantoor. Maar het onverwacht grote succes van de nieuwe instelling deed deze opzet mislukken. Het onderwijsprogramma van de hbs was, zoals in het vorige hoofdstuk uiteen is gezet, voortreffelijk en gaf een grondige scholing op het gebied van de bètawetenschappen. Bedenk wel dat de hbs, tot de splitsing in hbs-a en hbs-b in 1921, sterk op de exacte vakken leunde; in 1867 maakten bètavakken bijna de helft van het lesrooster van de examenklassen uit,¹¹ de leraren waren zo uitmuntend, de hulpmiddelen, zoals de schoollaboratoria, waren van een dusdanig hoog niveau, dat de hbs in de praktijk ver boven haar doelstelling uitsteeg en zich in korte tijd ontwikkelde tot een onderzoeksvoorbereidende, zo niet semi-universitaire instelling. Men krijgt een aardige indruk van het academische niveau van het hbs-onderwijs bij het doorbladeren van J. Bosscha's Leerboek der Natuurkunde en van hare voornaamste toepassingen uit 1875.¹² De onderwerpen die erin worden behandeld, de proeven die erin worden beschreven, de opdrachten die erin worden gegeven zijn zonder meer van academisch niveau. Het uitvoeren van deze proeven bereidde de leerling niet voor op een leven als boekhouder of bankwerker, maar op een leven als onderzoeker. En dat is precies wat er gebeurde. Veel van de hbs-verlaters trotseerden het lastige staatsexamen (met zijn Grieks en Latijn) dat als een obstakel tussen hen en het hoger onderwijs was geplaatst en forceerden de toegang tot de universiteit. De successen die zij daar boekten waren zo overweldigend dat rond de eeuwwisseling de wetenschappelijke bovenlaag van de Nederlandse universiteiten werd gevormd door briljante bètawetenschappers die daar eigenlijk helemaal niet thuishoorden en die er door een achterdeur waren binnengeloodst.

De scheefgroei tussen de intentie van de wetten van 1863 en 1876 en hun uitwerking in

8 De Vries, ‘De academicus en het bedrijfsleven’, p. 120-123.

9 De Vries, ‘De academicus en het bedrijfsleven’, p. 118, 123.

10 Westerdijk, ‘De ontwikkeling van het hoger onderwijs’, p. 405.

11 Willink, De Tweede Gouden Eeuw, p. 28.

12 Bosscha, Leerboek der natuurkunde, 1875.

[p. 268]

de praktijk werd in 1891 gesignaleerd door Jacob van 't Hoff, de scheikundige die in 1901 de eerste Nobelprijs voor de chemie ontving. Tijdens een voordracht voor het Natuurkundig en Geneeskundig Congres van 1891 stelde hij vast dat de universitaire opleidingen in de natuur- en scheikunde een ongekende bloei beleefden: ‘Is daarin niet de vrucht te zien van onze, in vele opzichten zo uitnemende, Hoogere Burgerschoolopleiding en zou die bloei niet worden verhoogd, door den weg van Burgerschool tot Universiteit gemakkelijker te maken?’¹³ Het gaat ons om de laatste opmerking, waarin Van 't Hoff vraagt om wettelijke vastlegging van datgene wat zich in de praktijk reeds aan het voltrekken was, namelijk de groeiende status van de hbs als universitaire propedeuse. Van 't Hoffs argument was eigenlijk onweerlegbaar: zes van de zeven Nobelprijswinnaars van voor de Eerste Wereldoorlog in de natuur- en scheikunde hadden een hbs-vooropleiding gehad. De zevende, Van der Waals, had weliswaar het gymnasium doorlopen, maar hij was zijn carrière begonnen als leraar aan de hbs. De emancipatie van de hbs en de hogescholen en de daarmee samenhangende vervaging van de grenzen tussen beroepsvoorbereidend en hoger onderwijs waren niet te stuiten. Dit ondanks de obstakels die opgeworpen werden door het universitaire establishment. De medische faculteit zag met lede ogen aan hoe haar hulpwetenschappen scheikunde en biologie zich langzaam ontwikkelden tot autonome wetenschappen.¹⁴ Zij verhinderde daarop de toelating van natuur- en scheikunde tot de universiteit met het argument dat deze nieuwkomers de beschavende, ‘klassieke’ vooropleiding misten. Dit verzet betekende een rem op de ontwikkeling van de natuurwetenschappelijke faculteiten. Ook de alfawetenschappen verzetten zich met kracht tegen de emancipatie van de bètawetenschappen.¹⁵ In hun onzekerheid en minderwaardigheidsgevoel ten opzichte van deze exacte wetenschappen, herinnerden zij de minister eraan dat de eerste taak van de universiteit bestond uit ‘karaktervorming’ (Bildung) en niet (of veel minder) uit het beoefenen van een wetenschap of het voorbereiden op een beroep.

Maar de ontwikkeling van het hoger onderwijs in de richting van ‘wetenschappelijk onderzoek’ en ‘beroepsvoorbereiding’ zette door. Een heftig pleidooi ten behoeve van een wetenschappelijke oriëntatie van het hoger onderwijs werd afgestoken door de filosoof J.P.N. Land in zijn openingsrede voor het academisch jaar 1885-1886. Volgens Land dienden universiteiten centra van wetenschappelijk onderzoek te zijn, niet instituten voor het bijbrengen van algemene ontwikkeling. De oude universiteiten hadden een middelbaar karakter volgens Land, omdat ze ambtenaren en letterkundigen kweekten in plaats van staatslieden, dichters en denkers. De oude universiteit hield zich bezig met het reproduceren van de canon van klassieke kennis, de nieuwe unversiteit legde zich toe op bronnenonderzoek, kritische waarneming van de natuur en het zelfstandig ontwikkelen van nieuwe ideeën (Land legde Bildung dus uit in de progressieve zin van ‘zelfstandig onderzoek’ en niet, zoals de medische en de letterenfaculteiten, in de regressieve zin van reproductie van de klassieke canon).

Deze ontwikkelingen werden in de periode 1905 - 1940 vastgelegd in een twintigtal wijzigingen van de Wet op het Hoger Onderwijs. In 1905 kreeg de Polytechnische School de status van hogeschool en werd ze overgeplaatst van de Wet op het Middelbaar Onderwijs naar de Wet op het Hoger Onderwijs. In 1918 kreeg een aantal beroepsgerichte opleidingen de status van hoger onderwijs: een wetswijziging uit dat jaar zorgde ervoor dat de ‘Hoogere Land-, Tuin- en Boschbouwschool’ van Wageningen werd veranderd in ‘Landbouwhooge-

13 Van 't Hoff, Handelingen van het derde Nederlandse Natuur- en Geneeskundig Congres, p. 27, geciteerd in: Willink, De Tweede Gouden Eeuw, p. 32.

14 Rupp, Van oude en nieuwe universiteiten, p. 62.

15 Bosch, Het geslacht van de wetenschap, p. 198-200.

[p. 269]

Een promotie in de (nieuwe) universiteit van Amsterdam rond de eeuwwisseling.

school’ en dat de ‘Veeartsenijkundige School’ eveneens de status kreeg van hogeschool. In 1937 werden de particuliere Handelshoogeschoolen en de Rooms-Katholieke Handelshogeschool te Tilburg als hogescholen erkend en als zodanig opgenomen in de Wet op het Hoger Onderwijs.¹⁶ Maar de belangrijkste wijziging was de Wet-Limburg van 1917, die bepaalde dat leerlingen met een hbs-diploma voortaan toegang kregen tot de universiteit.¹⁷

Al met al was de situatie in het hoger onderwijs rond de eeuwwisseling er een van tegenstrijdige tendensen. De universiteit oriënteerde zich in de jaren 1876-1910 weliswaar steeds duidelijker op de samenleving, ze verkleinde de kloof tussen hoger onderwijs en beroepspraktijk, maar het duurde tot ver in de twintigste eeuw vooraleer deze toenadering zijn wettelijk beslag kreeg. De eeuwwisseling was een periode van kerend tij: het ‘ancien régime’, met zijn rangen en standen was wettelijk nog van kracht, maar begon het veld te ruimen ten behoeve van een gedemocratiseerde universiteit.

16 Bosch, Het geslacht van de wetenschap, p. 197.

17 Groen, Het wetenschappelijk onderwijs, p. 45.

[p. 270]

‘Tweede Gouden Eeuw’

De briljante natuurwetenschappers die in het laatste kwart van de negentiende eeuw hun opwachting maakten, waren de hoofdrolspelers in wat inmiddels bekend staat als de ‘Tweede Gouden Eeuw’ van de Nederlandse natuurwetenschap. Dankzij hen bereikte het natuurkundig onderzoek in Nederland een niveau dat sinds de tweede helft van de zeventiende, begin achttiende eeuw (Huygens, Van Leeuwenhoek) niet meer gehaald was.¹⁸ De nieuwe bloeiperiode zette in met de verschijning van het proefschrift van J.D. van der Waals in 1873.¹⁹ In het buitenland maakte deze studie over de relatie tussen druk, volume en temperatuur van stoffen in gas- en vloeistoffase, veel indruk. De beroemde Engelse natuurkundige Maxwell vertrouwde Van der Waals eens toe dat hij Nederlands had willen leren, alleen om zijn proefschrift te kunnen lezen.

De Tweede Gouden Eeuw was ook de periode van de bioloog Hugo de Vries (actief van 1878-1918), de chemicus J.H. van 't Hoff (1877-1896; Nobelprijs voor Scheikunde in 1901), de astronoom J.C. Kapteijn (1877-1921), de natuurkundigen H.A. Lorentz (1877-1910; Nobelprijs voor Natuurkunde in 1902), P. Zeeman (1894-1935; eveneens Nobelprijs voor Natuurkunde in 1902) en H. Kamerlingh Onnes (1882-1924; Nobelprijs voor Natuurkunde in 1913). Er waren nog andere onderzoekers die belangrijke bijdragen leverden, zoals de Groningse natuurkundige H. Haga, de Leidse scheikundige H.W. Bakhuis Roozeboom en de Delftse bacterioloog M.W. Beijerinck. Zij werden nogal eens in de schaduw gesteld door hun meer prominente collega's, maar hun aandeel mag zeker niet worden onderschat.

De verschijning van Van der Waals' proefschrift viel nagenoeg samen met twee andere belangrijke gebeurtenissen. In 1874 verscheen een brochure van Van 't Hoff, waarin de basis werd gelegd voor de stereochemie en in 1875 promoveerde Lorentz op een elektromagnetische studie van lichtverschijnselen. Samen met de thermodynamica (Van der Waals' onderzoeksthema), waren dit de drie thema's die gedurende vele jaren het natuurwetenschappelijk onderzoek in ons land bepaalden.²⁰

De ‘Tweede Gouden Eeuw’ volgde op een periode van verval die in de loop van de achttiende eeuw was ingezet en die aan het begin van de negentiende eeuw zijn dieptepunt bereikte. De wetenschap, die tot dan toe beoefend werd door de ‘geleerde genootschappen’, werd naar de universiteiten, juister gezegd: de filosofische faculteiten overgebracht. Onderzoek werd daar nauwelijks gedaan. Het belangrijkste doel was het opleiden van leraren.

Het grote succes van de natuurwetenschappen tijdens de eeuwwende was met name te danken aan twee ontwikkelingen die hierboven beschreven zijn: de invoering van de Hogere Burgerschool in 1863 en de Hoger Onderwijswet van 1876.²¹ Op de universiteiten - toen in Leiden, Groningen en Utrecht, en nu voor het eerst Amsterdam - werden de wetenschappen, en zeker de natuurwetenschappen, ‘gedisciplineerd’, dat wil zeggen geordend rond objectgebieden en de daarbij behorende vraagstellingen. Dit leidde tot professionalisering van het onderzoek (de hoogleraren en hun assistenten waren niet langer docenten die er wat onderzoek bij deden) en tot schaalvergroting. De wetenschap werd een bedrijf.²² Het aantal hoogleraren (en dus ook de specialismen) werd uitgebreid; de faciliteiten (aantallen assistenten, bouw van laboratoria) werden vergroot. Ook het aantal studenten nam

18 Willink heeft geprobeerd de bloeiperiode te definiëren door het tellen van publicaties. Willink, Burgerlijk sciëntisme en wetenschappelijk onderzoek.

19 Zie onder meer Kox in: Blom et. al., Een brandpunt van geleerdheid in de hoofdstad.

20 Dit blijkt onder meer uit de bibliografieën die door het Natuur- en Geneeskundige Congres werden gepubliceerd. In de sectie natuurkunde waren vooral de thema's warmte, licht en magnetisme/elektriciteit goed vertegenwoordigd.

21 Voor nadere achtergronden van deze wetten, zie Willink, Burgerlijk sciëntisme en wetenschappelijk onderzoek, p. 277 e.v.

22 Een kenmerkend aspect van de professionalisering was de systematische uitgave van de onderzoeksresultaten. De astronoom Kapteyn (Groningen) gaf de ‘Publications of the Astronomical Laboratory at Groningen’ (in het Engels dus) uit; Kamerlingh Onnes deed iets dergelijks in Leiden.

[p. 271]

toe. In 1850 was het totale aantal 1000, in 1900 rond de 2800; daarvan bedroeg het aantal studenten wis- en natuurkunde in 1850 31, in 1880 144, in 1890 285 en in 1900 439. In 1900 was 36 procent van het totaal aantal studenten ingeschreven bij natuurwetenschappen, het hoogste percentage van alle richtingen. Het aantal promoties in de wis- en natuurkunde steeg in de laatste jaren van de vorige eeuw: in 1880-1881 waren het er 6, in 1885-1886 4, in 1890-1891 5, in 1895-1896 10 en in 1900-1901 waren het er drieëntwintig. In Leiden nam het aantal studenten wis- en natuurkunde na 1885 relatief sneller toe dan het totaal aantal studenten.²³

Niet alleen de invoering van de hbs en de hervorming van de universiteit speelden een rol voor het ontstaan van de bloei. Wachelder wijst erop dat de ontwikkeling van het onderzoek samenhing met veranderingen in de opvattingen over de inhoud, status en organisatie van het hoger onderwijs. Willink noemt vier factoren die de bloei bevorderden of er althans direct mee samen hingen: onderwijsvernieuwing, snelle groei van de werkgelegenheid vlak voor de bloei, lage student-docentverhoudingen (dat wil zeggen dat elke docent slechts aan een gering aantal studenten onderwijs hoefde te geven) en een toename van materiële investeringen.²⁴

Drie verdere factoren hingen volgens Willink indirect met de bloei samen. Allereerst zorgde het prestige van de wetenschap voor een toename van de sociale motivatie om daarin een loopbaan te kiezen. Ten tweede was er de professionalisering: de onderzoekstaken van de universiteiten werden verzwaard en deze taken werden meer en meer uitgevoerd door beroepsmatige wetenschappers. Ten derde was er de toenemende specialisatie. Ten slotte wijst Willink erop dat het succes van de Nederlandse wetenschap ten dele een relatief succes was. Het stak gunstig af tegen het buitenland, waar de wetenschapsbeoefening, na een eerdere bloei, enigszins was teruggevallen.

Van een structureel overheidsbeleid ter zake was eind vorige eeuw nog geen sprake, maar indirect gaf de overheid zeker stimulansen. Zo besloot zij de toepassing van wetenschappelijk onderzoek in de industrie te bevorderen naar aanleiding van de landbouwcrisis van 1878. Er werd een staatscommissie opgericht die de stichting van proefstations aanbeval. Verder werden er in de loop van de negentiende eeuw van staatswege een aantal onderzoeksinstituten opgericht: het Koninklijk Nederlandsch Meteorologisch Instituut (1854), het Rijksinstituut voor Visscherij-Onderzoek (1882) en het Scheikundig Laboratorium der Artillerie-Inrichtingen (1896).

Het is moeilijk te achterhalen hoe groot de interesse van het publiek aan het eind van de vorige eeuw voor de wetenschap was. Maar in 1900 was er een levendige belangstelling voor de ontdekkingen in de natuurwetenschap. Daarvan getuigt onder meer de opkomst of het succes van populair-wetenschappelijke tijdschriften als De Natuur, Album der Natuur, Wetenschappelijke Bladen en Isis. Het Album der Natuur had, om een indruk te geven, in 1900 artikelen over weersvoorspelling, waterstof, de Drakenbloedboom, het eten van aarde, suikerbieten, Robert Bunsen, de vorderingen in de landbouwscheikunde, narcose bij planten, lichtgevende dieren, spijsvertering, het leven van vissen en de wetenschappelijke verklaring van het ontstaan van soorten.

In de ‘familiebladen’ werden wetenschappers vaak als helden afgebeeld. Het tijdschrift Mannen en vrouwen van beteekenis in onze dagen publiceerde in 1900 drie portretten van belangrijke wetenschappers: Van 't Hoff, Van der Waals en De Vries. Over de eerste meldde

23 Hutter, ‘Nederlandse laboratoria 1860-1940, een kwantitatief overzicht’, p. 150-174; Groen, Het wetenschappelijk onderwijs in Nederland van 1815 tot 1980, p. 7; Hutter, Toepassingsgericht onderzoek in de industrie, p. 8; Brookman, The making of a science policy, p. 409; Willink, Burgerlijk sciëntisme en wetenschappelijk onderzoek, p. 241. Overigens was het studierendement vrij laag. In Leiden haalde 32 procent het doctoraal. Opvallend is ook het feit dat van de, nog zeer zeldzame, vrouwelijke studenten rond 1900 de meeste bij wis- en natuurkunde stonden ingeschreven (waar zij voornamelijk farmacie studeerden). Zie Bosch, Het geslacht van de wetenschap; Kirejczyk, ‘Vrouwen kozen exact; studie en beroepsuitoefening rond de eeuwwisseling’, 234-247.

24 Wachelder, Universiteit tussen vorming en opleiding. Zie ook zijn bijdrage in: Palm et al., De toga om de wetenschap; Willink, De Tweede Gouden Eeuw, p. 246 e.v.; Willink, ‘Een inleiding tot de Tweede Gouden Eeuw’, p. 3; Brookman, The making of a science policy, p. 107.

[p. 272]

het blad dat hij met grof geld door de Duitsers was gekocht, zoals Huygens ooit door Colbert naar Frankrijk was gelokt: ‘Frankrijk en Duitschland, belust op het bezit onzer korypheeën op natuurwetenschappelijk gebied, ontnamen ons Huygens en Van 't Hoff.’

De toekenning van de Nobelprijzen deed het imago van de natuurwetenschappen natuurlijk goed. Over Lorentz meldde De Prins in 1903, naar aanleiding van toekenning van de Nobelprijs: ‘Deze held der wetenschap, die de eer van ons vaderland hoog houdt, en wiens groote verdiensten in den strijd voor het welzijn der menschheid, onlangs in den vreemde is gehuldigd, door de toekenning van den Nobelprijs...’

De natuurwetenschappen in 1900

De sterke positie van de natuurwetenschappen in Nederland²⁵ kan voor een belangrijk deel worden toegeschreven aan de successen in de natuurkunde. Maar ook in andere bètawetenschappen vonden belangrijke ontwikkelingen plaats.

De Nederlandse wiskunde kwam rond 1910 in internationaal aanzien door toedoen van met name de Amsterdamse wiskundige L.E.J. Brouwer. Nederland kende rond 1900 wel een andere geniale wiskundige, T.J. Stieltjes, maar die woonde in Frankrijk, was hier vrijwel onbekend en stierf jong.²⁶ Ook op het gebied van de ‘toepasbare wiskunde’ speelde Nederland een aanzienlijke rol: de Amsterdamse hoogleraar D.J. Korteweg stelde in 1895 een differentiaalvergelijking op, die nog altijd door natuurkundigen wordt gebruikt en bestudeerd. Bovendien beijverde Korteweg zich voor internationaal overleg. Hij stichtte de Revue Semestrielle des Publications Mathématiques (onder auspiciën van het Wiskundig Genootschap van Amsterdam), waarin uitgebreide bibliografieën over alle takken van de wiskunde werden gepubliceerd.

Ook op scheikundig gebied vond in het laatste kwart van de negentiende eeuw in ons land een opleving plaats, met name in Leiden.²⁷ De scheikunde werd pas rond 1880 een exacte wetenschap, veel later dus dan de natuurkunde. Ook de chemische industrie kreeg pas rond die tijd betekenis. Leiden gaf de chemie een impuls door de instelling van nieuwe leerstoelen, het aanstellen van nieuwe initiatiefrijke hoogleraren, en de bouw - in 1859 - van een nieuw chemisch-natuurkundig laboratorium ten behoeve van het onderwijs in de fysica, de chemie, de anatomie en de fysiologie. In Amsterdam was Van 't Hoff in 1878 tot hoogleraar chemie benoemd. Amsterdam werd door zijn eminente onderzoek een belangrijk centrum voor de fysische chemie. Van 't Hoff blonk niet uit in het doen van experimenten, maar hij bezat het talent om anderen die weg te wijzen en maakte goed gebruik van hun resultaten. De fasenleer (studie naar het evenwicht tussen de verschillende fasen van stoffen) die door Van 't Hoff ter hand werd genomen, ontwikkelde zich tot een landelijk aandachtsgebied, dat internationale roem verwierf.

In de astronomie werd al vóór 1900 de basis gelegd voor de internationale vermaardheid van Nederland, die tot de dag van vandaag voortduurt. Onder leiding van F. Kaiser groeide de Leidse sterrenwacht uit tot een belangrijk centrum van onderzoek.²⁸ De Leidse waarnemingen trokken internationaal de aandacht. In Groningen, waar hij in 1877 werd benoemd tot hoogleraar in de astronomie, had J.C. Kapteyn ook graag een sterrenwacht tot zijn beschikking gehad, maar men vond de twee bestaande sterrenwachten in Leiden en

25 Voor een gedegen onderzoek op dit punt zou studie moeten worden gemaakt van de destijds gebruikte leerboeken en de colleges die gegeven werden. Als uitgangspunt zou het overzicht kunnen dienen dat Groen heeft gemaakt van de colleges in diverse vakken die in 1889 en 1910 aan de Nederlandse universiteiten werden gegeven. Groen, Het wetenschappelijk onderwijs in Nederland van 1815 tot 1980.

26 Over de geschiedenis van de wiskunde rond 1900 is weinig geschreven; zie bijdragen aan het speciale nummer van het Nieuw Archief voor Wiskunde (26, 1978, 1) ter gelegenheid van het honderdjarig bestaan van het Wiskundig Genootschap.

27 Voor een beschrijving van de geschiedenis van de scheikunde in Nederland, zie Snelders, De geschiedenis van de scheikunde in Nederland.

28 Voor een geschiedenis van de Leidse sterrewacht, zie Van Herk et al., De Leidse Sterrewacht. Vier eeuwen wacht bij dag en nacht.

[p. 273]

Utrecht wel genoeg en Kapteyn moest zich tevreden stellen met het analyseren van fotografische opnamen van de sterrenhemel die hij van anderen kreeg. Noodgedwongen richtte hij zijn aandacht op de structuren in de sterrenconstellaties en dat was nieuw in een eeuw die zich vrijwel uitsluitend had beperkt tot observeren. De structuren die Kapteyn in de Melkweg ontdekte, waren de grondslag voor zijn internationale reputatie.

Voor de ontwikkeling van de biologie was de bouw van biologische laboratoria van belang. Dit gebeurde aan de Nederlandse universiteiten tussen 1850 en 1880. Ze waren aanvankelijk voor practica bedoeld, maar na 1880 werden ze ook voor onderzoek gebruikt in een groeiend aantal vakgebieden. In 1881 werd H. de Vries, die jarenlang in Duitsland had gewerkt, benoemd tot hoogleraar in de experimentele plantenfysiologie in Amsterdam. Zijn sterk experimenteel gerichte onderzoek was nieuw voor Nederland. Het bewoog zich op het grensvlak van de biologie en de scheikunde en kon zo van dienst zijn aan iemand als Van 't Hoff. In 1890 richtte De Vries zich op de erfelijkheidsleer. Hij herontdekte de wetten van Mendel (van rond 1865) en stelde vast dat nieuwe soorten ontstaan door zogenaamde ‘mutaties’.

De microbiologie was in het buitenland (Frankrijk) al een bloeiend vakgebied, dankzij het onderzoek van Louis Pasteur. In Nederland legde M.W. Beijerinck aan het eind van de eeuw de basis voor dit vak. Beijerinck was aanvankelijk werkzaam op een voor hem ingericht laboratorium van de Delftse Gistfabriek, een van de eerste fundamentele industriële laboratoria in ons land. In 1895 werd hij hoogleraar in Delft. Hij ontdekte dat bepaalde ziektes door een, wat hij noemde, ‘virus’ overgedragen werden. Nederlandse wetenschappers als De Vries en Beijerinck openden aan het begin van deze eeuw de weg naar belangrijke nieuwe thema's in het biologische onderzoek, zoals de erfelijkheidsleer en virologie.

De eeuwwende werd ten slotte gekenmerkt door een stroom van nieuwe uitvindingen, die de samenleving ingrijpend veranderden: de auto, het vliegtuig, de film, de telefonie en de draadloze communicatieapparatuur, enz. De Nederlandse bijdrage aan deze ontwikkelingen was klein. De invoering van het gemotoriseerde verkeer liep in Nederland zeker tien jaar achter bij Frankrijk.

Ook de industrialisatie is in Nederland nogal traag op gang gekomen, ondanks de moeite die men aan het eind van de eeuw aan de Polytechnische School in Delft deed om wetenschappelijk geschoolde technici af te leveren. Bij de industrie drong het belang van wetenschappelijk onderlegde ingenieurs maar langzaam door. Bovendien was de maatschappelijke status van ingenieurs laag. Pas toen het duidelijk werd dat de wetenschappelijke aanpak bijdroeg aan het oplossen van industriële problemen, steeg de waardering.

In de negentiende eeuw kwamen industriële laboratoria nog nauwelijks voor. Men bezocht tentoonstellingen en las tijdschriften; arbeiders van de werkplaats deden af en toe een proefje; ook huurde de directie soms buitenlanders in voor het doen van ‘research’, maar daar bleef het bij. Pas aan het eind van de negentiende eeuw werden, aanvankelijk in een hoekje van de fabriek, de eerste echte bedrijfslaboratoria ingericht. Rond 1900 waren er volwassen industriële laboratoria, bij voorbeeld in de suikerbietenindustrie. Het industriële onderzoek kwam echter pas goed op gang in de jaren twintig. De eerste medische laboratoria werden rond 1850 in ons land gesticht. Ze waren bedoeld voor onderzoek op fysiologisch gebied en hoofdzakelijk ingericht voor het doen van experimenten.²⁹ Beter geoutilleerde laboratoria kwamen beschikbaar na de Onderwijswet van 1876. De wet voorzag in

29 Hutter, Toepassingsgericht onderzoek in de industrie, p. 27; Hutter, ‘Nederlandse laboratoria 1860-1940.’
Voor een algemeen overzicht van de geschiedenis van de medische wetenschappen in ons land, zie Lindeboom, Geschiedenis van de medische wetenschap in Nederland.

[p. 274]

de invoering van farmacie en toxicologie binnen de universiteiten en in de inrichting van farmaceutische laboratoria. Belangrijke ontwikkelingen aan het einde van de negentiende eeuw waren ook de opkomst van de bacteriologie door de ontdekkingen van Pasteur en de ontdekking door Röntgen (die in Nederland was opgegroeid) van de naar hem genoemde straling. De kennis van ziekteverwekking en ziektebestrijding nam toe. In Nederland is echter vooral het werk van twee latere Nobelprijswinnaars bekend geworden en dat lag op andere gebieden. In 1903 vond Willem Einthoven (Nobelprijs in 1924) een snaargalvanometer uit waarmee de elektrocardiografie een aanvang nam. C. Eyckman (Nobelprijs in 1928) en G. Grijns ontdekte zoals eerder gemeld, rond 1900 de betekenis van vitaminen.

In medische kringen was men al snel overtuigd van het belang van dwarsverbindingen tussen de wetenschappen. Van 't Hoff had in 1885 de theorie van de osmotische druk opgesteld; in de medische wetenschap en de biologie was men zich direct bewust van het belang dat deze theorie kon hebben voor het eigen onderzoek.

De natuurkunde verzelfstandigd

Aan het begin van de negentiende eeuw bestond ‘de natuurkunde’ zoals we die tegenwoordig kennen nog niet. Het vakgebied, dat niet scherp was afgebakend, werd meestal aangeduid met de term ‘natuurfilosofie’. Duitsland had een voorkeur voor de proefondervindelijke natuurkunde, Frankrijk voor een wiskundige benadering en in Engeland was sinds Newton eigenlijk weinig belangrijks meer gedaan. Rond 1850 vond echter overal een synthese plaats. De nieuwe experimentator wilde niet alleen zeer nauwkeurig meten, hij wilde ook theorieën toetsen. Binnen deze omslag paste de instelling, in 1877, van de eerste leerstoel voor mathematische fysica in Europa. De bekleder ervan was H.A. Lorentz en de plaats waar hij werd benoemd was Leiden.

De onderwijswet van 1876 bepaalde dat de natuurkunde, die tot dan toe één onderzoeksgebied vormde met wiskunde en astronomie, verzelfstandigd werd. Dit had tot gevolg dat de natuurkundigen zich meer op hun vakgebied konden concentreren. Toch werd de natuurkunde in ons land nog lang beschouwd als een ondersteunende wetenschap, met name voor het medische onderzoek. In Duitsland, destijds een vooraanstaand land op het gebied van de natuurkunde, waren de onderzoeksgroepen aan de universiteiten veel zelfstandiger. Dat kwam onder meer door de organisatie van de laboratoria, waar een belangrijke rol was weggelegd voor de Privatdozent, een functie die in ons land pas in de jaren negentig van de vorige eeuw werd ingevoerd.

Langzaam maar zeker ontwikkelden de Nederlandse natuurkundige laboratoria elk een eigen specialiteit. Dit hing niet alleen samen met de noodzaak tot wetenschappelijke specialisering. Er was ook een praktische reden. Natuurkundig onderzoek kostte veel geld; de universiteiten konden zich eenvoudig niet veroorloven om onderzoek uit te voeren op alle terreinen die rond de eeuwwisseling daartoe waren braak gelegd; ze moesten een keuze maken.

Ter illustratie enkele cijfermatige gegevens over het natuurkundig onderzoek rond 1900.³⁰ In Nederland waren er rond 1900 21 academische fysici, dat wil zeggen 4,1 per miljoen inwoners. Voor de Verenigde Staten waren deze cijfers 215 en 2,8; voor Duitsland 145

30 Volgens Forman et al., ‘Physics circa 1900’.

[p. 275]

en 2,9; voor Frankrijk 105 en 2,8; voor Groot-Brittannië 131 en circa 2,9; voor België 15 en 2,3; en voor Zwitserland 27 en 8,1. De uitgaven per fysicus waren in ons land vergelijkbaar met die in andere landen, behalve met die in de vs en Groot-Brittannië, waar ze veel hoger lagen. Als we deze bedragen echter relateren aan het nationaal inkomen, dan vallen de uitgaven ten behoeve van de wetenschap veel hoger uit, hoger zelfs dan die in de vs en Groot-Brittannië. Het aantal fysici aan Nederlandse universiteiten groeide in de jaren 1900-1910 met ongeveer 3 procent; dat liep wat achter bij de vs, was vergelijkbaar met de groei in Duitsland en Zwitserland, maar groter dan die in Groot-Brittannië en Frankrijk. Met meetelling van assistenten en ander wetenschappelijk personeel, komen Forman c.s. op ongeveer 31 fysici in Nederland, op een wereldtotaal van ongeveer 1078. Gedurende diezelfde periode nam het aantal professoren aan onze vier universiteiten toe van 8 naar 9, het aantal hoofddocenten van 1 naar 3, en het aantal assistenten van 12 naar 15. Het aantal artikelen dat in 1900 verscheen was voor Groot-Brittannië 420; voor Frankrijk 360; voor Duitsland 580; voor Italië 120; voor Nederland 80 en voor de vs 240. In totaal verschenen er dat jaar ongeveer 2000 publicaties. De toename daarvan was in ons land relatief laag: 5 procent, tegen 60 in Duitsland, 45 in Groot-Brittannië en 55 in de vs.

Aan het eind van de negentiende eeuw was de klassieke natuurkunde nog in volle beweging. Er werd ijverig onderzoek gedaan naar de eigenschappen van gassen en kristallijne stoffen, naar elektrische en magnetische verschijnselen, naar de warmtestraling van gloeiende lichamen en naar optische atoomspectra. Toch heerste de opvatting, bij voorbeeld bij de beroemde Britse fysicus lord Kelvin, dat de natuurkunde op details na ‘af’ was. Ironisch genoeg werden er juist in deze tijd ontdekkingen gedaan die zicht boden op volstrekt nieuwe gebieden van onderzoek. Röntgen ontdekte in 1895 de naar hem genoemde stralen, Becquerel vond in 1896 in Parijs natuurlijke radioactiviteit en J.J. Thomson bewees in 1897 in Cambridge het bestaan van elektronen. Het begin van de twintigste eeuw bevestigde hoe onjuist Kelvins veronderstelling was geweest. De relativiteitstheorie en de kwantummechanica, om alleen maar deze gebieden te noemen, boden fysici geheel nieuwe wegen van onderzoek.

Om een idee te krijgen van de thema's waar de Nederlandse fysici zich rond de eeuwwisseling mee bezig hielden, volgt hier een kort overzicht van de onderwerpen die in het jaar 1900 op de ‘gewone vergaderingen’ van de wis- en natuurkundige afdeling van de Koninklijke Nederlandse Akademie van Wetenschappen ter sprake kwamen. Er waren beschouwingen over het verband tussen straling en moleculaire attractie, over metingen aan vloeibaar gemaakte gassen, over de condensatie van mengsels, over de thermodynamica der normaalelementen, over druklijnen, over het verschijnsel van Hall en de weerstand bij zeer lage temperaturen, over het psi-vlak van Van der Waals, over straling en de tweede wet van de thermodynamica, over elastische stoffen, over het meten van zeer lage temperaturen, over isothermen, over stralingswetten en over de kritische toestand.

Deze onderwerpen geven een redelijk goed beeld van wat er rond de eeuwwisseling leefde onder natuurkundigen. Bovendien kan men uit de verslagen van de vergaderingen opmaken welke universitaire groepen zich in welk specialisme bekwaamden.

In Groningen deed H. Haga experimenten met Röntgenstralen, vlak nadat ze in 1896 waren ontdekt.³¹ Het natuurkundig laboratorium in Utrecht (opgericht in 1876) specialiseerde zich in de spectroscopie onder leiding van V.A. Julius (1896-1920). Het Utrechtse

31 Zie voor een gedetailleerde beschrijving Brinkman, Honderd jaar experimenteel-natuurkundig onderzoek in Groningen.

[p. 276]

onderzoek naar de zonne- of heliofysica verwierf internationale bekendheid en duurt tot op de dag van vandaag voort. De toonaangevende centra van natuurkundig onderzoek waren echter Leiden en Amsterdam. Doorslaggevend voor de vooraanstaande positie van Leiden waren de benoemingen van Lorentz tot hoogleraar theoretische natuurkunde (1877) en die van Kamerlingh Onnes tot hoogleraar ‘proefondervindelijke’ natuurkunde (1882). De samenwerking tussen deze twee geleerden was de sleutel tot het Leidse succes. Lorentz was een vooraanstaand theoreticus. In de jaren tachtig concentreerde hij zijn onderzoek op de moleculaire fysica en de thermodynamica; in de jaren negentig op het elektromagnetisme. Hij besefte zeer wel dat theorie niet buiten experiment kon. Daarom organiseerde hij zowel zijn onderzoek als zijn onderwijs in nauwe samenwerking met zijn meer praktisch ingestelde collega Kamerlingh Onnes. Kamerlingh was in de brede zin van het woord een man van de praktijk. Hij was een begaafd organisator, die er onder meer voor zorgde dat hij in 1887 een ‘Natuurkundig Laboratorium en Kabinet’ tot zijn beschikking kreeg. Daar maakte hij in 1908 als eerste ter wereld vloeibaar helium en ontdekte hij in 1911 supergeleiding.³² Dankzij hem ontstond er een Nederlandse traditie op het gebied van de thermodynamica. In Amsterdam hield Van der Waals (benoemd in 1877) zich bezig met deeltjestheorieën. Belangrijk was zijn ontdekking van de zogenaamde kritische temperatuur van stoffen. Zeeman, die zich in 1897 in Amsterdam vestigde en daar in 1900 werd benoemd tot buitengewoon en in 1907 tot gewoon hoogleraar, zette het onderzoek naar spectraallijnen voort dat hij in Leiden was begonnen. In 1902 ontving hij, samen met Lorentz, de Nobelprijs voor de ontdekking van het zogenaamde Zeeman-effect, dat vrijwel direct door Lorentz theoretisch werd verklaard. Op deze ontdekking zullen we hier wat nader ingaan.

32 Zie voor een goede beschrijving van Kamerlingh Onnes als wetenschapper en van zijn laboratorium Staas, ‘Cryogenics and low temperature physics in The Netherlands’.

Ontdekking van het Zeeman-effect

Pieter Zeeman (1865-1943) was geboren in Zonnemaire, op Schouwen-Duiveland. Hij volgde de hbs in Zierikzee en deed in zijn vrije tijd wetenschappelijk onderzoek. Zijn beschrijving van het noorderlicht in oktober en november 1882 werd gepubliceerd in Nature, de brief die hij naar aanleiding hiervan uit Engeland ontving was geadresseerd aan ‘Professor Zeeman’. Het was duidelijk dat de begaafde jongeman verder moest kunnen studeren. Hij werd ter voorbereiding op het staatsexamen in huis genomen door de conrector van het gymnasium in Delft, die hem trainde in Grieks en Latijn. Daarna kon hij in 1885 wis- en natuurkunde gaan studeren in Leiden, bij Kamerlingh Onnes. Enkele jaren daarna werd hij assistent van Onnes en Lorentz en ging hij onderzoek doen naar de invloed van magnetisme op licht. Na zijn promotie in 1893 en een studieverblijf in Straatsburg werd hij in 1894 toegelaten als privaatdocent in Leiden en sloeg hij met zijn onderzoek de richting in die hem uiteindelijk de Nobelprijs voor natuurkunde zou opleveren.³³

Hij ontving die prijs in 1902 voor de ontdekking van het ‘Zeeman-effect’, eenvoudig gezegd het effect dat magnetisme uitoefent op licht. Wat waren de aard en het belang van dit verschijnsel?

33 Een van de weinige gedegen levensbeschrijvingen van Zeeman is Kox in Blom (red.), Een brandpunt van geleerdheid in de hoofdstad.

[p. 277]

Prof. Pieter Zeeman in zijn laboratorium aan de universiteit van Amsterdam.

Pas in de negentiende eeuw kreeg de wetenschap vat op het veel onderzochte, maar moeilijk grijpbare verschijnsel licht. De Britse natuurkundige James Clerk Maxwell stelde in 1865 een theorie op waarin hij lichtstralen definieerde als elektromagnetische golven (zie figuur 1). Deze theorie werd in 1888 bevestigd door de Duitser Hertz.

.......

Figuur 1: Een elektromagnetische golf bestaat uit elektrische (E) en magnetische (B) golven die loodrecht op elkaar staan. De zwarte pijl geeft de voortplantingsrichting van de golf aan.

[p. 278]

De Nederlandse natuurkundigen van het fin de siècle bouwden voort op Maxwells theorie. H.A. Lorentz schreef in 1904 een hoofdstuk over ‘Optische en magneto-optische onderzoekingen’, waarin hij de eigentijdse opvatting over licht in eenvoudige bewoordingen uiteenzette:

Van een lang koord waarvan het eene einde aan een vast punt is bevestigd, vatten wij het andere einde in de hand en bewegen dit, terwijl wij het koord gespannen houden, over een kleinen afstand heen en weer of in het rond, in een vlak dat loodrecht op de lengte van het koord staat. Wij zien dan dat de beweging door het eene deel van het koord aan het andere wordt medegedeeld, zoodat ieder punt te zijner tijd de beweging ontvangt, die eenigen tijd vroeger door de hand werd uitgevoerd, en verbeelden ons nu dat op dergelijke wijze kleine bewegelijke deeltjes in een vlam of ander lichtgevend voorwerp hunne trillingen aan den omringenden aether mededeelen, aan de middenstof die wij in de hemelruimte en, wij hebben er goede grond voor, ook in het binnenste van elk door ons waargenomen lichaam onderstellen.

Uit Lorentz' woorden blijkt dat de negentiende eeuw twee belangrijke inzichten over licht had opgeleverd: licht had iets met deeltjes te maken en deze deeltjes plantten zich voort door een onzichtbare en geheimzinnige materie: ether. Experimenten met elektrolyse hadden al een vermoeden van positieve en negatieve ‘ionen’ - deeltjes - opgeleverd. De negatief geladen deeltjes, elektronen genoemd, werden aangemerkt als de ‘veroorzakers van licht’. Ook was al snel duidelijk dat er verschillende soorten licht bestaan, elk met een typerend aantal trillingen van de elektronen per seconde. Deze verschillen kwamen tot uiting in de zogenaamde spectra.

Lorentz vervolgde zijn verhandeling uit 1904 met de volgende uitleg van het verschijnsel polarisatie: ‘Aan de verschillende wijzen waarop wij het koord in beweging kunnen brengen, beantwoorden even zoovele soorten van lichtstralen. Het eenvoudigst is het, wanneer wij de hand voortdurend langs dezelfde lijn bewegen. Met dit geval komen de gepolariseerde lichtstralen overeen (...)’

Lichtstralen zijn dus polariseerbaar. Bij gewoon licht wijzen de trillingen in alle richtingen rondom de lichtstraal, bij gepolariseerd licht staat de richting waarin deze trillingen zich bewegen vast. Een polaroidbril is bij voorbeeld een filter dat alleen maar dat deel van het opvallende licht doorlaat dat in de juiste richting trilt, dat wil zeggen op de juiste wijze gepolariseerd is (zie figuur 2).

[p. 279]

.......

Figuur 2: Een ongepolariseerde golf (boven) kent allerlei ‘componenten’. Een rechtlijnig gepolariseerde golf (onder) heeft maar één component.

.......

Niet alleen de natuurkundige theorie maakte belangrijke ontwikkelingen door, ook de ontwikkeling van experimentele apparatuur ging met grote sprongen vooruit. Een van de apparaten die in korte tijd in hoge mate verfijnd werden, was het ‘tralie’, een plaat met een groot aantal (duizenden) dicht opeenliggende zeer smalle evenwijdige spleten of groeven. De stralen van een lichtbundel worden door het tralie afgebogen, ze versterken elkaar of doven elkaar min of meer uit, met het gevolg dat achter het tralie heldere lijnen ontstaan. Een achter het tralie geplaatste lens vereenvoudigt het beeld van deze lijnen. Zo geeft het licht van natriumdamp, als het door een tralie gaat, twee helder gele spectraallijnen die D1 en D2 worden genoemd en in verband staan met karakteristieke trillingen van de elektronen in het natriumatoom (zie figuur 3).

[p. 280]

.......

Figuur 3: Een natriumvlam zendt licht uit, dat door een tralie en een lens wordt ‘omgezet’ in twee voor natrium karakteristieke spectraallijnen, D1 en D2.

.......

In de loop van 1896 las Zeeman de biografie die Maxwell had geschreven over Faraday. Maxwell vertelt daarin dat Faraday in 1862, vlak voor zijn dood, onderzoek had gedaan naar de invloed van een magneetveld op het spectrum van een lichtbron. Dat onderzoek was negatief uitgevallen. Maxwell meende naar aanleiding daarvan te mogen stellen dat geen enkele kracht de massa of trillingsperiode van ‘licht-uitstralende deeltjes’ kon veranderen. Zeeman betwijfelde dat. In elk geval leek het hem de moeite waard om het experiment van Faraday te herhalen met de sterk verbeterde instrumenten waarover hij inmiddels kon beschikken. Hij kreeg toestemming om een aantal elektromagnetische experimenten op te zetten en in het najaar van 1896 stelde hij een eigenaardig verschijnsel vast. Hij zegt daar het volgende over in zijn rede bij het in ontvangst nemen van de Nobelprijs in 1903:

In augustus 1896 stelde ik een natrium vlam bloot aan een sterke magnetische kracht door hem te plaatsen tussen de polen van een sterke elektromagneet. Opnieuw bestudeerde ik de straling van de vlam door middel van Rowlands tralie,³⁴ waarbij de observaties werden gedaan in een richting loodrecht op de krachtlijnen.³⁵ Elke spectraallijn, die bij afwezigheid van de magnetische krachten zeer scherp gedefinieerd was, werd nu verbreed [zie figuur 4]. Dit gaf aan dat niet alleen de originele trillingen, maar ook andere met grotere en weer andere met kleinere trillingsperioden door de val werden uitgestraald. De verandering was echter zeer klein. (...) Waren we werkelijk geslaagd in het veranderen van de trillingsperiode wat Maxwell (...) voor onmogelijk hield? Of waren er

34 Een sterk verbeterde tralie met 48.000 spleten, die kort daarvoor in Leiden was ontwikkeld.

35 Krachtlijnen of veldlijnen zijn denkbeeldige lijnen die de sterkte en richting van het magneetveld rond een magneet aangeven.

[p. 281]

verstorende omstandigheden van een of meerdere factoren die het resultaat vervormden? Talrijke voorbeelden kunnen daarvan genoemd worden. (...) We twijfelden aan het resultaat. We bestudeerden de lichtbron in de richting van de magnetische kracht, we perforeerden de polen van de magneet; maar zelfs in de richting van de magnetische krachtlijnen vonden we onze resultaten bevestigd.

.......

Figuur 4: Het experiment van Zeeman: een sterke magneet beïnvloedt het licht dat de natriumvlam uitstraalt. Het effect hiervan dat Zeeman aanvankelijk waarnam, was een verbreding van de spectraallijnen.

.......

Zeeman was er zich van bewust dat de verbreding die hij bij zijn eerste proeven vaststelde aan temperatuurschommelingen toegeschreven zou kunnen worden. Om deze externe invloed uit te sluiten, gebruikte hij bij zijn volgende experiment een verglaasd porseleinen buisje dat met water gekoeld kon worden. Met een bunsenvlam kon de buis gloeiend worden gemaakt; als in de buis een stukje natrium gebracht werd, ontstond er een kleurloze vlam. Ook nu zag hij bij inschakeling van het magneetveld rond het buisje dat de spectraallijnen breder en zwarter werden. Opnieuw moest Zeeman echter toegeven dat men een triviale oorzaak voor het verschijnsel kon aanvoeren, namelijk het aanzetten van de magneet.

Daarom deed hij nog een proef waarbij hij het buisje draaide. Opnieuw zag hij een verbreding van de spectraallijnen. Bij zijn volgende experiment gebruikte Zeeman een glazen buisje en kon hij met zekerheid concluderen dat de verbreding niet aan het inschakelen van de magneet kon liggen.

‘Er dringen zich al dadelijk een reeks van verdere vragen op’, zei Zeeman in zijn rede. ‘Het schijnt veelbelovend om voor verschillende stoffen, onder verschillende omstandigheden van temperatuur en druk, bij verschillende sterkte der magnetisatie de beweging der ionen na te gaan. Het verder onderzoek zal ook moeten uitmaken in hoeverre of de sterke magnetische krachten, die men aanneemt dat aan het oppervlak van de zon werken, de spectraallijnen daarvan kunnen wijzigen.’

[p. 282]

Na dit eerste succes vervolgde Zeeman zijn experimenten. Hij deed er verslag van op een vergadering van de Koninklijke Nederlandse Akademie van Wetenschappen. In die van 29 mei en 26 juni 1897 meldde hij dat hij, door gebruik te maken van een zeer verfijnd Rowland-tralie, bij een cadmiumvlam niet een verbreding maar een splitsing van de spectraallijnen had waargenomen (zie figuur 5). Zeeman merkte daarbij op dat de Engelse onderzoeker Lodge weliswaar al eerder een dergelijke splitsing had waargenomen maar dat deze toen zelf niet werkelijk in zijn observatie geloofde.

Ten slotte kon Zeeman in de vergadering van 24 december 1897 meedelen, dat hij nu ook foto's had kunnen maken van de gesplitste spectraallijnen. Bij deze gelegenheid meldde hij ook dat de theorie die Lorentz inmiddels voor de verschijnselen had opgesteld, niet alles kon verklaren.

.......

Figuur 5: Met een beter tralie ontdekte Zeeman dat de spectraallijnen in zijn experiment niet verbreed maar in drieën gesplitst werden door het magneetveld (vergelijk figuur 4).

.......

Lorentz' verklaring

Op zaterdag 31 oktober 1896 was Lorentz aanwezig op een vergadering van de knaw. Kamerlingh Onnes deed er verslag van de waarnemingen die Zeeman zojuist had gedaan. De daarop volgende maandag riep Lorentz Zeeman bij zich. Op een bord schetste hij de theorie die hij had opgesteld voor het door Zeeman waargenomen verschijnsel.

Lorentz hield zich al langere tijd bezig met elektromagnetische verschijnselen. Hij nam aan dat er kleine, snel rondlopende deeltjes in moleculen aanwezig zijn, die hij eerst ionen en later elektronen noemde. Het opstellen van deze elektronentheorie werd later door H.A. Kramers ‘een der schoonste en belangrijkste resultaten van de physische wetenschap uit de 19de eeuw’ genoemd. Lorentz ging ervan uit dat alle lichamen kleine elektrisch geladen deeltjes (elektronen) bevatten en dat alle elektrische en optische processen waren gebaseerd op de positie en beweging van deze elektronen. Licht was volgens hem het resultaat van de trillingen van de elektronen.

Aangespoord door Zeemans ontdekking, paste Lorentz zijn theorie toe op een elektron dat door een magneetveld verstoord werd. Zonder magnetisch veld waren de frequenties van alle trillingen hetzelfde, maar met zo'n veld zou de beweging van een elektron moeten veranderen. Uit Lorentz' berekeningen volgde dat er drie verschillende trillingen moesten gaan optreden in plaats van één, dat wil zeggen dat er een splitsing van de spectraallijnen

[p. 283]

in drieën te zien moest zijn (zie figuur 6). En dit was wat Zeeman inderdaad al spoedig na Lorentz' voorspelling waarnam. Bovendien kon ook Lorentz' voorspelling dat er bepaalde polarisatieverschijnselen moesten optreden bij de gesplitste spectraallijnen, door Zeeman worden bevestigd.

.......

Figuur 6: De trilling van een elektron in een magneetveld kan ontbonden worden in een trilling A in de lengterichting van het magneetveld en twee tegengestelde cirkelbewegingen B en C, die een grotere respectievelijk kleinere frequentie hebben dan de oorspronkelijke. Met dit model kon Lorentz de splitsing in drieën verklaren, die door Zeeman was waargenomen.

.......

Maar er waren een paar problemen. Zeeman berekende naar aanleiding van zijn experiment dat de verhouding tussen de elektrische lading en de massa van de trillende deeltjes van de natriumvlam meer dan duizendmaal groter was dan voor het waterstof-ion bekend was. Daaruit volgde dat het elektron maar heel klein moest zijn. Ook bleek uit zijn experiment dat de elektronen en de ‘ionen’ die bij experimenten met elektrolyse een rol moesten spelen, niet dezelfde deeltjes waren. In zijn Nobelprijsrede merkte Zeeman hierover op: ‘Als dat wel zo was, dan zou de splitsing van de spectraallijnen maar een duizendste zijn van de waargenomen, en dan zou ik niet de eer hebben gehad u vandaag toe te spreken in Stockholm.’

Lorentz, zo bleek achteraf, ging uit van te simpele aannames. Zijn theorie voldeed niet. In een artikel in de Revue d'Electricité van 1898 gaf hij dat ook toe: ‘(...) men mag aannemen dat de lichtgevende deeltjes van een veel complexere constructie zijn en het blijft de vraag of de eenvoudige hypotheses die wij gedaan hebben hierboven werkelijk nodig zijn.’

Onderzoek rond het Zeeman-effect

Zeemans ontdekking werd al snel in brede kring bekend. In Nature van 24 december 1896 werd een kort verslag afgedrukt van de knaw-bijeenkomst van 31 oktober waarin Kamerlingh Onnes de waarnemingen van Zeeman had meegedeeld. En in het nummer van

[p. 284]

11 februari 1897 volgde de vertaling van een artikel van Zeeman dat was verschenen in de handelingen van het Natuurkundig Genootschap van Berlijn.

Het duurde niet lang of andere onderzoekers - met name Duitsers en Fransen - gingen zich met het verschijnsel bezig houden. Een belangrijke ontdekking die al spoedig volgde, was die van het zogenoemde anomale Zeeman-effect: het effect dat optreedt als de splitsing in drieën niet voldoet aan de relatie die Lorentz in 1896 had opgesteld en waarbij de intensiteiten van de drie spectraallijnen 0,5:1:0,5 zijn. Van de anomale effecten bleken in de loop der jaren weer verschillende types te bestaan, die langzamerhand in kaart werden gebracht. De Fransman A. Cornu was vermoedelijk de eerste die een splitsing in vieren vond; de Duitser Runge een splitsing in negen delen (Runge zou in de eerste jaren van de twintigste eeuw ook numerieke regels voor de spectrale patronen opstellen). In 1898 stelden Becquerel (de ‘ontdekker’ van radioactiviteit) en Deslandres naast splitsing in drie lijnen ook splitsing in vijf lijnen vast.

Zeeman zelf ging ook door met zijn experimenten. Hij raakte steeds sterker overtuigd van het bestaan van elektronen. In zijn inaugurele rede van 1900, getiteld ‘Experimenteele onderzoekingen over deelen kleiner dan atomen’, zei hij onder meer: ‘Wij kunnen er dus wel niet aan twijfelen of dit negative ion moet eene fundamenteele rol spelen in alle electrische theorieën. Misschien is het wel de fundamenteele grootheid waarin alle electrische processen uitgedrukt kunnen worden, want zijn massa en lading schijnen onveranderlijk te zijn en ook onafhankelijk van de electrische processen, waardoor en van de stoffen waaruit het ontstaat.’

Zeeman had in Leiden nog geen duidelijke splitsing van de spectraallijnen kunnen waarnemen, alleen een verbreding. Bij zijn benoeming tot lector in Amsterdam in 1897 kreeg hij de beschikking over sterkere magneten en betere tralies en kon hij de splitsing wel laten zien. Toch bleek het Amsterdamse laboratorium steeds minder geschikt voor de gewenste experimenten, vooral vanwege de gevoeligheid van het gebouw voor trillingen. Het onderzoek dat hij in 1898 begon naar magnetische splitsing van absorptielijnen in plaats van emissielijnen bleek gelukkig minder gevoelig voor storingen.³⁶ De splitsing van absorptielijnen werd al spoedig aangeduid met de term invers of omgekeerd Zeemaneffect en werd voor het eerst aangetoond door de Duitse onderzoeker W. Voigt in Göttingen. Voigt, een goede vriend van Zeeman, had ook voorspeld dat er asymmetrische patronen van gesplitste spectraallijnen moesten bestaan. Eind 1899 deed Zeeman proeven waaruit Voigts gelijk bleek. De Duitser reageerde daarop met de - terechte - opmerking dat deze waarnemingen noch door zijn eigen noch door Lorentz' theorie verklaard konden worden.

Uit vervolgonderzoek dat in Duitsland, Italië, Amerika en Rusland werd uitgevoerd, bleek onder meer dat Zeemans schattingen voor de relatie tussen lading en massa van de trillende deeltjes (e/m) juist waren. De Duitse hoogleraar E. Wiechert gaf in 1897 een schatting op grond van een geheel ander verschijnsel en vond een waarde die goed met die van Zeeman overeenstemde. Maar vooral het onderzoek van J.J. Thomson en zijn groep in Cambridge trok wat dit betreft de aandacht. Uit experimenten met kathodestralen concludeerden zij in 1897 dat deze stralen uit elektrisch geladen deeltjes moesten bestaan. Bovendien vonden zij vrijwel dezelfde waarde voor e/m als Zeeman. Deze ontdekkingen waren voor velen voldoende bewijs voor het bestaan van het elektron.

36 Emissielijnen zijn de denkbeeldige lijnen die door een lichtbron worden uitgestraald; absorptielijnen daarentegen zijn de lijnen van het spectrum die door bepaalde stoffen worden geabsorbeerd.

[p. 285]

Ook in de astrofysica begonnen Zeemans experimenten een belangrijke rol te spelen. Zo kon met behulp van het Zeeman-effect informatie worden verkregen over de magneetvelden op de zon, een mogelijke toepassing waarop Zeeman al in 1896 had gewezen.

De uiteindelijke verklaring

Het was door de hierboven genoemde ontdekkingen (met name het anomale Zeemaneffect) al spoedig duidelijk dat de elementaire theorie die Lorentz had opgesteld, aangepast moest worden. En dat gebeurde ook wel, zij het op een provisorische manier.

Lorentz probeerde aan te tonen dat zijn theorie wel degelijk ook het anomale effect kon verklaren. In 1899 zette hij in het Franstalige blad Archives Néerlandaises des Sciences Exactes et Naturelles opnieuw zijn theorie van het effect uiteen. Maar hij moest toegeven dat hij de splitsing in vieren die Cornu had waargenomen, niet echt kon verklaren. Wellicht, zo concludeerde Lorentz, moesten zijn hypotheses door betere worden vervangen. Pas in 1912 waagde hij zich in de Archives du Musée Teyler aan een verklaring van het inverse Zeemaneffect.

Het was niet verwonderlijk dat de verklaring van het Zeeman-effect uitbleef. Rond de eeuwwisseling bestond er niet meer dan een rudimentair inzicht in de bouw van het atoom. Pas in 1913 kwam de Deense natuurkundige N. Bohr met een elegant atoommodel dat een aantal zaken - zoals het spectrum van waterstof - kon verklaren. Volgens Bohrs atoomtheorie was het normale Zeeman-effect het resultaat van de interactie tussen, simpel gezegd, het magneetveldje van de elektronen zelf en het uitwendige magneetveld waar ze doorheen werden geleid. Deze interactie veroorzaakte een verandering in energie, en daardoor een verschuiving in de frequenties van de trillingen.

In 1916 konden de Duitse onderzoekers Debije (van Nederlandse afkomst) en Sommerfeld het ‘normale’ Zeeman-effect verklaren met hun theorie van de ‘ruimtelijke quantisatie’. Het anomale effect bleef echter een probleem. Sommerfeld en zijn medewerker Landé werkten er jarenlang aan en in de jaren twintig slaagde Landé ten slotte in om het anomale effect met behulp van de theorie van Bohr te verklaren. Hun pogingen bleven zo lang vruchteloos, omdat een wezenlijk kenmerk van elektronen, de elektrospin, nog niet bekend was. De invoering van dit begrip in 1925 was het werk van de jonge Nederlandse fysici Goudsmit (die bij Zeeman werkte) en Uhlenbeck. De verklaring kwam erop neer dat het elektron als een tolletje ronddraait en werkt als een kleine magneet.

Bohrs theorie wordt beschouwd als een belangrijk onderdeel van wat nu de ‘klassieke kwantummechanica’ wordt genoemd, een tak van de natuurkunde waaraan rond de Eerste Wereldoorlog hard werd gewerkt. Pas in de jaren twintig werd duidelijk dat ook deze theorie te simplistisch was en vervangen moest worden door de ‘moderne’ kwantummechanica. Uiteindelijk werd ontdekt dat zelfs voor de simpele waterstof (met slechts één elektron in de atoomkern) het Zeeman-effect anomaal is. Daarmee was Lorentz' theorie voorgoed naar de geschiedenis verwezen.

Het Zeeman-effect heeft op diverse manieren bijgedragen tot de ontwikkeling van de atoomtheorie. Pauli's ‘uitsluitingsprincipe’ was geïnspireerd op de analyse van het Zeeman-effect. Uit dit principe werd op zijn beurt het begrip ‘elektrospin’ afgeleid.

[p. 286]

Er zijn achteraf wel relativerende opmerkingen gemaakt over het belang van Zeemans ontdekking. Zo schreef de Nederlandse fysicus H.B.G. Casimir in 1967 dat het Zeeman-effect in de eerste jaren na 1896 eigenlijk geen grote rol heeft gespeeld in de ontwikkeling van de natuurkunde. Volgens Casimir werden spectraallijnen destijds als tamelijk excentrieke verschijnselen gezien, die misschien nuttig waren voor het identificeren van atomen, maar zeker niet het onderwerp van serieuze studie konden zijn.

De wetenschapshistoricus A. Pais heeft er daarentegen op gewezen dat het Zeemaneffect een van de eerste toepassingen was van de ‘Lorentz-kracht’. De introductie van deze kracht bij de beschrijving van het gedrag van elektronen in elektrische en magnetische velden, wordt door Pais de belangrijkste bijdrage genoemd aan de theoretische natuurkunde in de jaren negentig van de vorige eeuw.

Ook Zeemans tijdgenoten hebben vrijwel zonder uitzondering lovend over Zeemans ontdekking gesproken en geschreven. Al in 1898 schreef Th. Preston in het Philosophical Magazine: ‘This effect has often been sought for both by men who have published the results of their investigations as well as by many who have not, but it is only now, thanks to the work of Dr. Zeeman, that the scientific world has become convinced of its existence and nature.’

En bijna veertig jaar later schreef de inmiddels zeer vermaarde Bohr de volgende lovende woorden in het boek met verhandelingen dat Zeeman op 25 mei 1935 bij zijn afscheid van de Gemeente-Universiteit werd aangeboden:

Not only did [Zeeman's discovery] give a most decisive confirmation of the theoretical view, which on the basis of Faraday's and Maxwell's work was developed especially by Lorentz, that the optical properties of substances originate from the motion of electric particles within the atoms, but it offered for the first time a source of direct information about the nature of these particles. (...) No less important than the role of the Zeeman effect in the foundation of the electron theory of atomic constitution is the guidance it has continually offered in the stepwise progress of this theory.

Waarna Bohr Zeemans ontdekking ook prees vanwege het feit dat het de fysici destijds had gewezen op de ‘inherent limits of the methods of classical physics in their treatment of the behaviour of the electrons bound in atoms’.

Achteraf gezien was het gunstig dat Zeemans experiment slechts een gering oplossend vermogen had. Had Zeeman in plaats van het (veel te simplistische) patroon van drie spectraallijnen het in werkelijkheid veel ingewikkelder patroon waargenomen, dan had Lorentz hem geen enkele theoretische steun kunnen geven. Mogelijk was Zeeman dan snel op andere onderwerpen overgestapt. Al is het sneu voor Zeeman dat J.J. Thomson als de ontdekker van het elektron wordt beschouwd. Zeemans ontdekking gaf een even grote - zo niet grotere - bevestiging van het bestaan van dit deeltje. Het moet Zeeman ook droef hebben gestemd dat andere onderzoekers al snel vorderingen maakten op de door hem ingeslagen weg. Goed geoutilleerde laboratoria stelden hen in staat om geavanceerde experimenten uit te voeren en ontdekkingen te doen die, vanwege zijn gebrekkige apparatuur, buiten Zeemans bereik bleven.

[p. 287]

Het einde van de bloei

Rond 1914 kwam er een eind aan de Tweede Gouden Eeuw van de natuurwetenschappen in Nederland. Er is weinig bekend over de oorzaken van het verval. Vast staat wel dat de Eerste Wereldoorlog voor de wetenschap negatieve gevolgen had en als eindfase van de bloei beschouwd kan worden. Daarmee wil niet beweerd zijn dat ons land tijdens het interbellum geen productieve en beroemde natuurwetenschappers kende. Grootheden als P. Ehrenfest en H.A. Kramers deden stellig niet onder voor hun voorgangers. Maar hun werk werd niet zo uitbundig geprezen. Tussen 1913 en 1953 werden er in ieder geval geen Nobelprijzen voor Natuurkunde aan Nederlanders toegekend.

We zullen hieronder een aantal oorzaken aanstippen die hebben bijgedragen tot het einde van de bloei. Nader onderzoek zal moeten uitwijzen wat hun relatieve belang is geweest.

Was er sprake van een ‘brain drain’ van geleerden? Dit lijkt nauwelijks het geval te zijn geweest. Het vertrek van Van 't Hoff naar Duitsland was wel een slag geweest maar stond min of meer op zichzelf.³⁷ Van 't Hoff was de enige grote wetenschapper die uit Nederland vertrok.

Waren de Nederlandse wetenschappers te veel belast met onderwijs en hielden zij te weinig tijd over voor onderzoek? Volgens Van 't Hoff was dit in vergelijking met het buitenland zeker het geval. In 1895 (het jaar van zijn emigratie) pleitte hij voor het instellen van twee verschillende functies: die van onderzoeker en die van docent. Van 't Hoff kreeg in Berlijn zo'n gedroomde positie als onderzoeker zonder onderwijsverplichtingen aangeboden. Volgens hem zou de zinsnede in de Grondwet: ‘Onderwijs is een voorwerp van staatszorg’ veranderd moeten worden in: ‘Onderwijs en onderzoek (...) zijn voorwerpen van staatszorg’. ‘Moesten niet naast onze mannen, wier plicht het is te onderwijzen en die, als zij daarvoor lust en tijd hebben, ook wat mogen onderzoeken, anderen staan, wier plicht het is te onderzoeken en die, als zij daar voor lust en tijd hebben, ook wat mogen onderwijzen?’

Was er gebrek aan overheidsbeleid? Wellicht was het overheidsbeleid in onze ogen weinig gestructureerd, toch waren er wel degelijk goede initiatieven. De overheid verleende opdrachten aan speciaal ingestelde commissies. In het Jaarboek van de knaw over 1900 wordt melding gemaakt van een commissie die namens de Nederlandse regering werd ingesteld om de totale zonsverduistering in Nederlands-Indië te observeren. De minister verstrekte in dat jaar ook geld voor het opzetten van een regionaal bureau ten behoeve van een wetenschappelijke catalogus. Wellicht speelden bezuinigingen op de onderzoeksbudgetten van de universiteiten wel een rol van betekenis.

Hing het einde van de bloei samen met de toenemende specialisatie en de versplintering in de wetenschap? We hebben al opgemerkt dat deze verschijnselen zich al aan het begin van de bloeiperiode aftekenden. Het is opmerkelijk dat de Nederlandse wetenschappers, tegen de algemene tendens tot verzelfstandiging van de disciplines in, de eenheid van de wetenschap probeerden te waarborgen.³⁸ De wil tot interdisciplinaire samenwerking bleek onder meer uit het feit dat alle prominente wetenschappers zich aanmeldden als lid van het Congres. Tussen uiteenlopende disciplines, zoals biologie en chemie, geneeskunde en biologie, chemie en natuurkunde werd daadwerkelijke samenwerking tot stand gebracht.

Toch kon deze zin tot eendracht niet verhinderen dat er een scheiding ontstond tussen experimenteel en theoretisch onderzoek. Wetenschappers deden het één of het ander. Wellicht heeft deze scheiding bijgedragen tot het verval. De wiskundige J.C. Kluyver waar-

37 Zie het opstel van Snelders over Van 't Hoff in Blom et al., Een brandpunt van geleerdheid in de hoofdstad.

38 Otterspeer, De wiekslag van hun geest, p. 290.

[p. 288]

schuwde in 1901 dat de eens zo hechte band tussen wis- en natuurkundigen verloren was gegaan. De natuurkundigen begrepen soms de wiskundige taal niet meer, de wiskundigen van hun kant interesseerden zich niet meer voor natuurkundige problemen, aldus Kluyver.

Had de relatieve terugval van het natuurkundig onderzoek te maken met de kenterende belangstelling van het grote publiek? Zeker is dat er aan het eind van de vorige eeuw verzet ontstond tegen natuurwetenschappelijk onderzoek. ‘Gedurende de laatste twee decennia van de negentiende eeuw werden de natuurwetenschappen aan ongekend felle kritiek onderworpen’, merkt Van Lunteren (1990) op. ‘De aanval werd ingezet door een brede alliantie, die putte uit artistieke, filosofische en religieuze kringen. De kritiek betrof zowel de pretenties als de waarden en consequenties van deze wetenschappen.’ Het offensief was een reactie op het positivistische vooruitgangsgeloof van de jaren zestig en zeventig van de vorige eeuw. De critici verweten de wetenschap dat zij belangrijke maatschappelijke en levensbeschouwelijke problemen niet had kunnen oplossen.

De fysici reageerden voorzichtig. ‘Enerzijds gaven zij toe dat de fysica geen unieke, diepe waarheden openbaart, anderzijds echter ontkenden zij heftig dat het zoeken naar waarheden en diepere verklaringen iets met natuurkunde te maken heeft.’

Rond 1900 herwonnen veel fysici hun zelfvertrouwen door de snelle opeenvolging van spectaculaire ontdekkingen. Toch was de houding van de buitenwereld ten opzichte van de natuurwetenschappers niet meer als voorheen. Het initiatief om een standbeeld voor Huygens op te richten mislukte jammerlijk toen de Haagse gemeenteraad het voorgestelde ontwerp in 1908 afwees. Van Berkel (1991) noemt dit voorval symptomatisch voor het gebrek aan erkenning en belangstelling voor de natuurwetenschappen in deze tijd en een vooraankondiging van de kloof tussen alfa en bèta van later.

Profileerden de Nederlandse onderzoekers zich te weinig in het buitenland? De contacten van de Nederlandse wetenschappers naar buiten lijken inderdaad moeizaam op gang te zijn gekomen. Lorentz had lange tijd vrijwel geen contact met buitenlandse geleerden. Pas in 1897, op de Naturforscherversammlung in Düsseldorf, kwam hij in contact met Duitsers. Daarna nam de frequentie van zijn buitenlandse optredens toe (Internationaal Natuurkundig Congres in Parijs in 1900, spreker bij de Elektrotechnischen Verein in Berlijn in 1904 en bij de Société Française de Physique in Parijs in 1905, reis naar Amerika in 1906), maar de Nederlandse wetenschap zou nadrukkelijker voor het internationale voetlicht zijn gebracht als Lorentz dergelijke contacten eerder had aangeknoopt.

Het lijkt erop dat andere Europese landen de nieuwe ontwikkelingen op het gebied van de kwantummechanica en de relativiteitstheorie sneller oppikten dan Nederland. Lorentz bleef vasthouden aan het bestaan van de ether, ook nadat de Amerikanen Michelson en Morley in 1887 hadden aangetoond dat deze mysterieuze ether met de aarde mee moest bewegen, wat het bestaan ervan twijfelachtig maakte. Einstein liet de ether eenvoudig weg uit zijn relativiteitstheorie van 1905. Lorentz heeft zich nooit tegen Einsteins theorie verzet, maar hij kon zich een wereld zonder ether niet voorstellen. De Amsterdamse onderzoeksgroep raakte mogelijk ook in de versukkeling omdat hoogleraar Van der Waals jr. geen belangstelling had voor de kwantummechanica.

Waren het ten slotte misschien toch de karaktertrekken van ‘de Nederlandse wetenschapper’, die verdere bloei verhinderden? Volgens Zwaardemaker was de Hollandse geleerde wel leer-

[p. 289]

gierig, maar individualistisch, niet bereid om de leiding van een leermeester te aanvaarden en ook niet geneigd tot het vormen van een school.³⁹ Vermij (1990) merkt hierover op:

De Nederlandse stijl van wetenschapsbeoefening zou gekenmerkt kunnen worden als een stijl van kooplieden meer dan als een stijl van producenten. De hoge gedachtevlucht, het ontwikkelen van gedurfde nieuwe theorieën, heeft hier nooit hoog in aanzien gestaan. Daarentegen zorgden Nederlandse natuurwetenschappers er immer voor uitstekend op de hoogte te zijn van wat zich elders aan belangrijke ontwikkelingen voordeed en speelden zij vaak een belangrijke rol bij de verbreiding van deze theorieën.’

39 Daams, ‘Uit de geschiedenis van het NNGC’.

Nationalisme en wetenschap

Er is een interessante relatie tussen nationalisme en wetenschap. Crawford (1992) merkt op dat de invoering van de Nobelprijs in 1901 het internationale karakter van de wetenschap en het universele saamhorigheidsgevoel van de wetenschappers weliswaar vergrootte, maar dat de Eerste Wereldoorlog het nationalisme weer sterk aanwakkerde.

De Nederlandse natuurwetenschappers rond 1900 zagen hun onderzoek als onderdeel van een nationale traditie. Ze verwezen naar de nationale wetenschapshelden uit het verleden en brachten hun roemruchte daden in verband met de huidige stand van de vaderlandse wetenschap. De natuurwetenschap maakte achteraf gezien deel uit van een meer algemene beweging van ‘cultureel nationalisme’. Er waren wel meer sectoren van het maatschappelijk leven waarin, rond de eeuwwisseling, werd opgeroepen tot een nieuw nationaal elan door het in herinnering roepen van het roemruchte, meestal zeventiende-eeuwse verleden.

Voorzitter Stokvis van het eerste Natuur- en Geneeskundig Congres wees in zijn rede van 1887 op het bestaan van een specifiek Nederlandse wijze van wetenschapsbeoefening. De kenmerken ervan: onafhankelijkheid, vasthoudendheid, scherp waarnemingsvermogen, technische vaardigheid, eerlijkheid, eenvoud en aandacht voor het kleine werden volgens Stokvis volmaakt belichaamd in grote wetenschappers als Stevin en Van Leeuwenhoek. Stokvis gaf toe dat de bloei van weleer voorbij was, maar ze kon weerkeren als de Nederlanders de wetenschapsbeoefening in ere zouden herstellen: ‘Wij moeten onze jongeren opvoeden, niet in het deemoedig het buitenland naar de oogen zien, doch in een vaste overtuiging dat ook in het eigen land een wetenschappelijke ontplooiing mogelijk is.’

Ook uit andere hoeken kwamen zelfbewuste geluiden. Een zekere Le Roy schreef in 1898 in het Album der Natuur:

Weldadig is het voor het nationaal gevoel, dat het land van Simon Stevin en van Christiaan Huygens nog altijd met eere wordt genoemd onder de beoefenaars der natuurwetenschap. Het aandeel der Nederlandsche geleerden aan de groote wetenschappelijke beweging van de tweede helft dezer eeuw is grooter dan menigeen weet. De schimmen van Stevin en Huygens mogen gerust zijn, hunne geestelijke nazaten houden den ouden standaard hoog.’

Sommigen meenden in ons land zelfs unieke voorwaarden tot succes te ontwaren. De scheikundige Van Laar zei in 1895 op het Natuur- en Geneeskundig Congres naar aanleiding van

[p. 290]

Van der Waals: ‘En de chemici in Holland (...) mogen blijde zijn een veeleischende leermeester als Van der Waals (en als Lorentz te Leiden) te hebben gehad, want hoog steekt daardoor het peil der Hollandsche chemici boven dat van de meeste buitenlandsche uit, die over het algemeen een gebrekkige mathematische en physische opleiding genieten.’

Bestond er wel zoiets als een ‘Nederlandse manier’ van (natuur)wetenschappelijk onderzoek? J.Th. Merz, die zich aan het begin van de eeuw verdiepte in de ‘scientific spirit’ in Frankrijk, Duitsland en Engeland, meende dat de verschillen in aanpak die in vroeger dagen ongetwijfeld bestonden, in de tweede helft van de negentiende grotendeels verloren waren gegaan: ‘The great problems of science and life are now everywhere attacked by similar methods.’ Toch bleven er volgens Merz verschillen in aanpak tussen Groot-Brittannië en het continent. Of Nederland binnen deze continentale aanpak bijzondere kenmerken vertoonde, vermeldt Merz niet. Hij laat ook de vraag open of de nationale onderzoekstijlen van invloed waren op de bloei of neergang van landen. Frankrijk had bij voorbeeld aan het begin van de negentiende eeuw een vooraanstaande wetenschappelijke positie verworven dankzij een sterk wiskundig georiënteerde stijl van natuuronderzoek. Was het aan deze aanpak te wijten dat Frankrijks vooraanstaande positie verloren ging in een tijd (eind negentiende eeuw) dat de wiskundige aanpak niet meer paste bij de aard van de onderzoeksthema's?

Het ‘nationaal’ karakter van de wetenschapsbeoefening is al eeuwen een veelbesproken thema. Volgens Brookman kan nationaliteit zich in drie ‘stijlen’ manifesteren: verbaal, intellectueel (een manier van denken) en socio-cultureel (een manier van leven).⁴⁰

Wat het eerste betreft: Frans was lange tijd de taal van de wetenschap. Aan het eind van de negentiende eeuw kwam het Duits op en ook wel het Engels. Wat het tweede punt betreft: in de natuurkunde had in de laatste helft van de vorige eeuw de ‘Engelse school’ veel aanhangers gevonden. Deze benadering kan kortweg gekenmerkt worden met de term ‘mechanistisch’: natuurkundige fenomenen werden herleid tot de klassieke mechanica. De Franse natuurkundige Duhem maakte de Engelse manier van werken op alle mogelijke manieren belachelijk, daarbij enthousiast ter zijde gestaan door zijn Duitse collega's. Over het derde punt heeft Brookman weinig te melden.

Rond de eeuwwisseling bestond in ons land de overtuiging dat het Nederlandse wetenschappelijk onderzoek zich in duidelijk definieerbare opzichten onderscheidde van de wetenschapsbeoefening elders. De winnaar van een prijsvraag naar de Europese receptie van Lavoisiers theorie schreef in 1893:

Van de Duitsche scheikundigen onderscheidden die van Nederland zich door grooter zelfstandigheid, onafhankelijkheid en vrijheid; van de Engelschen en Duitschers door uitgebreider kennis van vreemde talen, door veelzijdiger ontwikkeling, door grooter belangstelling in alles, wat elders op wetenschappelijk gebied voorviel. Met de Franschen daarentegen kwamen zij overeen in scherpzinnigheid, objectiviteit, juiste waardering van de waargenomen verschijnselen, afkeer van afgetrokken [= abstracte] bespiegelingen en in uitgebreid verkeer met andere volken van Europa. En daar zij eindelijk, meer dan den Engelschen en Duitschers, hebben gedeeld in de algemeene geestesontwikkeling van de achttiende eeuw, waren zij tevens beter voorbereid en toegerust dan dezen om met vrucht deel te nemen aan de oplossing der talrijke vraagstukken, die zich destijds aan 's menschen geest opdrongen.’⁴¹

40 Stokvis, ‘Openingsrede’.

41 Merz, A history of European thought in the nineteenth century, p. 300. Brookman, The making of a science policy. Georganiseerd door het Genootschap ter Bevordering van Natuur-, Genees- en Heelkunde; Van Berkel et al., Spiegelbeeld der wetenschap; Het Genootschap ter Bevordering van Natuur-, Genees- en Heelkunde 1790-1990, p. 44.