Logo DBNL
Heike Kamerlingh Onnes. Een biografie (2005)

Heike Kamerlingh Onnes. Een biografie

(2005)–Dirk van Delft–rechtenstatus Auteursrechtelijk beschermd

De man van het absolute nulpunt


Vorige Volgende

8 Delftse toestanden

Oud en Nieuw 1879-1880 was de familie Harm Onnes voor het laatst voltallig bijeen. ‘Zie ik op het verleden jaar terug dan bemerk ik, dat ik vrij wat uitgevoerd heb,’ schreef Heike vanuit de Zoutstraat aan Van Bemmelen.1 Na een melancholieke brief van kort na de promotie,2 waarin hij omzag naar het voorbije studentenleven en de ‘innige vriendschappen’ die hij de afgelopen negen jaar had gesloten, was Heike weer helemaal met zijn gedachten in het laboratorium. De ‘tijd van presteeren’ in Delft, zo voelde hij, was nabij.

Hoe verging het de rest van het gezin? Vader Harm tobde met zijn gezondheid. In augustus 1877 werd hij getroffen ‘door een hevige aandoening in de borst’ en na een maand kuren in Duitsland volgde ‘een hevige bloedspuwing [...] die gedurende drie weken zich voortdurend herhaalde’. Eind november kon hij weer met zijn gezin aan tafel, net op tijd voor zijn zilveren huwelijksfeest. Een ander probleem vormde de landbouwcrisis, die boerderijen ‘slechtere rente’ deed afwerpen zodat de steenfabriek in Feerwerd het zwaar kreeg. Door zijn ‘ongesteldheid’ moest Harm het beheer overlaten aan zijn broer Jeipe, en die was de mindere zakenman. Opeens moest er op de centen gelet worden. Heike, die niet wilde dat zijn broers er bekaaider af zouden komen dan hij, zette de tering naar de nering. De reüniefeesten van de Groningse hogeschool liet hij schieten en een bezoekje aan zijn vriend Adolf Holtzmann (‘een juweel van een man’) was ook al te duur. Dubbel jammer, want een reisje naar Duitsland zou zijn gezondheid goed doen.

Zo bergafwaarts ging het met Harms longen - waarschijnlijk had hij tbc - dat tot de verkoop van het pand in de Zoutstraat werd besloten.3 Op 8 juni 1880 ging ‘de ruime en zeer solied betimmerde heerenbehuizing’ onder de hamer. Daags voor en op de verkoopdag konden belangstellenden komen kijken, ‘tegen betaling van 25 cent voor de diaconiearmen’. Opbrengst: ƒ 10.575 voor het woonhuis en ƒ 2950 voor het pakhuis Cork.4 Harm had gezonde lucht nodig en het gezin huurde in het dorpje Hengelo (Gelderland) het fraai gelegen huize 't Waerle, met lanen en vijvers en een ‘aanzienlijke boerderij’, midden in het bos. Heike kwam uit Delft over om

te helpen verhuizen. Lang heeft Harm niet van de buitenlucht kunnen profiteren: op 5 oktober 1880 overleed hij, 61 jaar oud. Na aftrek van lasten en schulden was de boedelwaarde ƒ 27.247,50.

Toen Harm overleed zat Albert alweer in Indië, na in Parijs en Londen zijn centrifuge te hebben gepromoot. De zaken liepen voorspoedig: ‘de toekomst van mijn broeder toont zich in het schitterendste licht,’ schreef Heike. Tot verdriet van Delftse gediplomeerden noemde Albert zich ‘A.K. Onnes, werktuigbouwkundig ingenieur te Java’. Later deed hij van zich spreken als architect. Het succes had lang op zich laten wachten. Toen Albert in 1869 op de Groningse hbs begon zat Heike, anderhalf jaar ouder, al in de examenklas. Albert stond op school bekend als ‘een lastige woelwater’ die niettemin ‘vrij goed’ leerde.5 Hij bleef zitten, gaf ‘aanleiding tot klachten’ en deed alleen talen, geschiedenis en aardrijkskunde ‘daar hij schilder wenscht te worden’. Om de haverklap botste hij met docenten en vader Harm haalde hem maart 1872 van school. Albert handelde in koloniale waren, zwierf door Duitsland en het verhaal gaat dat hij renpaarden hield en zijn vader, toen die de geldsmijterij aan de kaak wilde stellen, in Berlijn op de stoep liet staan.6 In Indië bedaarde Albert en hij klom op tot ‘grand seigneur’.

Menso, veel slomer dan Albert, kon op de hbs evenmin meekomen. In de tweede klas gaf hij wiskunde en Duits eraan, en daar zou het niet bij blijven. Zo worstelde hij zich door de leerjaren. Hij was vaak ziek. Juni 1880, toen het gezin Onnes naar Hengelo verhuisde, verliet Menso zonder diploma de school. Toen Albert uit Indië over was, had Heike voorgesteld dat Menso Albert op de terugreis zou vergezellen en bij hem in dienst zou treden. Menso wilde er niets van weten.7 December 1880 haalde Heike, die na de dood van zijn vader de leiding van het gezin op zich had genomen, hem naar Delft. Menso huurde een kamer aan de Koornmarkt en volgde lessen ornamentschilderen bij A. le Comte, leraar aan de Polytechnische School en een vriend van Heike. Het idee was dat Menso onder toeziend oog van zijn oudste broer op eigen benen leerde staan, zich in Delft met kunstnijverheid zou bezighouden en zich na een jaar in Brussel artistiek zou scholen. Het liep anders.

Heike zag wel wat in de combinatie kunst en wetenschap. In een van zijn brieven aan Menso8 gaf hij hoog op van ‘galvanoplastiek’, een techniek waarbij via elektrolyse goedkope maar smaakvolle metalen reproducties gemaakt konden worden van huiselijke voorwerpen. In Den Haag had hij een fabriek bezocht waar in ijzer gegoten voorwerpen werden verzilverd, verguld, vernikkeld en gebronsd. De chef van zo'n bedrijf, zo diende Heike zijn broer van advies, zou met ‘wetenschappelijke kennis naast smaak’ zijn

voordeel kunnen doen, en er waren maar weinig kunstenaars die beide gaven in huis hadden. Kon Menso zich niet eens op de hoogte stellen?

In dezelfde brief gaf Heike zijn broer het adres van Adolf Holtzmann. Menso kreeg last van zijn longen en moest van Heike spoorslags naar het buitenland. Holtzmann, inmiddels in München neergestreken, wilde Menso met alle liefde ontvangen en hem op het gebied van de kunstnijverheid op weg helpen. In München vatte Menso het plan op te promoveren in de esthetica of kunstgeschiedenis, als het even kon met weinig moeite. Heike toonde zich weinig enthousiast. Hoe viel dit te rijmen met eerdere plannen om kunstenaar te worden of de kunsthandel in te gaan?9 Ook had Heike geen hoge pet op van Menso's studiezin en hij betwijfelde of zo'n doctorstitel voldoende geld in het laatje zou brengen. En wat had je eraan? Mocht Menso de industriële richting of handelskant prefereren, dan deed hij er goed aan degelijk vakonderwijs te volgen. Koos hij toch voor kunstgeschiedenis, waarom ging hij dan niet naar Italië? Dan kon hij zich specialiseren in de Renaissance. Niet onbelangrijk: een verblijf in een stad als Florence was prima voor de longen. Heike uitte zijn misnoegen over Menso's mentaliteit: die berekenende houding, waar was toch zijn idealisme? Met alle plezier wilde Heike in zijn rol van gezinshoofd geld sturen, maar dan moest Menso wel aan ‘het ware degelijke’ vasthouden en geen ‘maskers’ najagen.

In gezelschap van Holtzmann reisde Menso maart 1882 via Wenen, waar hij het atelier van Hans Makart bezocht, naar Italië. Dat beviel zeer. Hij genoot van Verona en Venetië en sloeg in eerste instantie Florence over om vóór de zomerhitte in Rome zijn. Vandaar stuurde hij een feuilleton met kunstbeschouwingen naar een Duitse krant en begon te experimenteren met het aquarelleren van portretten. Graag zou hij Heikes mening horen, en zou het niet mooi zijn als hij zulke portretten voor twintig gulden kon verkopen? Ook binnenhuisarchitectuur had zijn liefde. Op Heikes verzoek spuide hij wat ideeën voor de salon van huize 't Waelre, waaronder een ontwerp voor een gipsreliëf.10 Menso trok naar Napels en Capri, stuurde werk naar Le Comte - die enthousiast op zijn vorderingen reageerde - en op advies van zijn Delftse docent liet hij de kunstnijverheid schieten. Kunstschilder zou hij worden, een terrein waarop hij autodidact was.

Onno, een hevige stotteraar, haalde in 1880 wel zijn hbs-diploma. Een jaar later ging hij aan de slag bij ‘de kiosken’ in Amsterdam, waar hij een goede indruk maakte. Benjamin Adolf gaf meer last. Hij was een vrijbuiter en spijbelde van school. Toen zijn vader overleed was hij vijftien en moeder Antje kreeg in Hengelo geen vat op hem. Op Heikes initiatief kon Adolf in 1882 als leerjongen bij de steenfabriek van oom Jeipe terecht, maar na een jaar hield hij het in Feerwerd voor gezien en nam de wijk naar Amerika.

Daar werkte hij als cowboy, om na de nodige omzwervingen in Indië te belanden. Op Sumatra was het twaalf ambachten en dertien ongelukken, tot de schatrijke Tjong A Fie zich over hem ontfermde. Deze ‘majoor der Chinezen’ stond aan het hoofd van een zakenimperium met vele duizenden werknemers. Adolf groeide uit tot Tjong A Fies rechterhand, verwierf zich macht en aanzien en stichtte in Medan een florerend administratiekantoor.

Resteren moeder Antje en dochter Jenny. Van hen is bar weinig bekend. Jenny, een kunstzinnig meisje, heeft ongetwijfeld een beschaafde opvoeding genoten. Wellicht zat ze op de middelbare school voor meisjes (mms) in de Hofstraat. Die opende zijn poorten in 1872, terwijl de hbs pas in 1890 toestemming van het Rijk kreeg om vrouwelijke leerlingen in te schrijven.

Een academische carrière

Tijdens zijn promotieonderzoek (1876-1878) weifelde Heike over zijn toekomst. Wat moest hij doen? Hij wist het niet. Wel wist hij wat hij niet wilde: voor hem ‘geen baantje van leeraar aan eene burgerschool of gymnasium, tenzij de nood mij daartoe dwong’. Dat had hij Van Bemmelen plechtig beloofd. Na ‘vurige’ discussies met zijn vader besloot Heike op een academische carrière te mikken, alleen dan gaf wetenschap plezier. Het doel: opklimmen tot hoogleraar.

Maar waar moest die carrière van start gaan? Mees had geen assistent, dus Groningen was geen optie - al was Heike ervan overtuigd binnen een paar jaar iets ‘eclatants’ te kunnen laten zien. Toen zich februari 1877 in Leiden een kans voordeed, toonde Heike zich dan ook zeer geïnteresseerd. Dr. Brutel de la Rivière, zo was hem ter ore gekomen, was vertrokken als assistent van Rijke, de hoogleraar ‘proefondervindelijke natuurkunde’. Maakte hij een kans, wilde Heike van Van Bemmelen (de Leidse chemie en fysica zaten in één gebouw) weten, of had Rijke soms een eigen leerling op het oog? In Leiden, het ‘centrum’ van de Nederlandse wetenschap, hoopte Heike als privaatdocent college te geven in de mathematische fysica of mechanica. Wanneer zou hij moeten beginnen? Na Pasen verwachtte hij te promoveren, dus het mooiste zou zijn het volgend collegejaar, oktober 1878, in Leiden aan de slag te gaan. Een eerdere aanstelling zou de dissertatie afbreuk doen. Bovendien, dagdroomde Heike verder, kon hij dan het zomersemester doorbrengen bij Kirchhoff en Helmholtz in Berlijn. ‘Lacht u de zaak toe,’ zo besloot Heike zijn brief naar Leiden, ‘dan wilt gij er zeker wel met prof Rijke van spreken.’ Ongetwijfeld heeft Van Bemmelen hem die dienst bewezen, maar opvolger van Brutel de la Rivière werd dr. B.J. Goossens.



illustratie
Johannes Bosscha (1831-1911) op zeventigjarige leeftijd, getekend door Jan Veth.


December 1877 zocht Rijke opnieuw een assistent: Goossens was al na driekwart jaar vertrokken. Prompt bood Van Bemmelen zijn diensten aan maar ditmaal toonde Heike geen interesse. Dat had alles te maken met de benoeming in Leiden, in november, van Hendrik Antoon Lorentz tot hoogleraar in de mathematische fysica (zie hoofdstuk 9). Opeens zag Heike zich in zijn mogelijkheden als privaatdocent sterk beknot, veel meer dan een college thermodynamica zat er niet in. Bovendien moest die ellendige promotie af. Met ‘verdubbelde kracht’ herinnerde Heike zich Van Bemmelens waarschuwing van juni 1877 om vaart te maken. Na overleg met zijn vader en met Mees besloot hij het assistentschap bij Rijke te laten zitten, de slinger abso-

lute voorrang te geven en te hopen dat zich weldra in Leiden een nieuwe kans zou voordoen.

Een halfjaar ging voorbij en nog was Heike met zijn slinger niet klaar. Die promotie werd zo zoetjesaan een gênante vertoning, hij moest zorgen dat hij wetenschappelijk onderdak vond. Gelukkig kwam er een aanbod uit Delft. Ditmaal was het niet de chemicus Oudemans die hem wilde hebben maar de fysicus Bosscha. Augustus 1878 was deze tot directeur van de Polytechnische School benoemd, als opvolger van de die zomer plotseling overleden Cohen Stuart. Dat gaf bij ‘toegepaste natuurkunde’ een gat en aan Heike de taak om het practicum draaiende te houden en te participeren in het onderzoek. Half september ging hij aan de slag, voor een jaarsalaris van ƒ 1200.

De Polytechnische School, een product van de wet op het middelbaar onderwijs, had in 1864 de poorten geopend. Het was de opvolger van de Delftse Akademie, die naast ingenieurs per jaar tientallen ‘Oost-Indië ambtenaren 1e en 2e klasse’ opleidde - tot Leiden het monopolie kreeg. In aansluiting op het hbs-programma kregen de ingenieurs in de dop ‘toegepaste natuurkunde’ voorgeschoteld, met als onderwerpen warmte, elektriciteit en magnetisme, later aangevuld met geluid en licht.11 De betreffende colleges werden verzorgd door Grinwis en, na diens vertrek naar Utrecht, door Van de Sande Bakhuyzen. Eerst zat natuurkunde in het hoofdgebouw aan de Oude Delft, in 1867 werd samen met chemie een nieuwe behuizing aan de Westvest betrokken. In tegenstelling tot het Chemisch Laboratorium van Oudemans bood het Fysisch Kabinet (gevorderde) studenten maar mondjesmaat gelegenheid om praktische oefeningen te doen.

Dat veranderde met de komst van Johannes Bosscha. In 1873 nam deze de plaats in van Van de Sande Bakhuyzen (die in Leiden de astronoom Kaiser opvolgde). Negen jaar was Bosscha inspecteur bij het middelbaar onderwijs geweest, nu was de wetenschap weer aan de beurt. Bosscha, telg uit een familie van classici (zijn vader schopte het tot minister), was een verdienstelijk experimentator en heeft alleen al via zijn Leerboek der Natuurkunde en zijn inzet voor goed geoutilleerde practicumlokalen op de hbs de Nederlandse fysica een enorme dienst bewezen. Zijn voorliefde voor nauwkeurig meten, die de invloed verraadde van zijn docenten Kaiser (Leiden) en Van der Willigen (Deventer en Amsterdam) en die zich ook uitte in zijn bemoeienis met het vervaardigen van Nederlandse standaardmeters, droeg hij over op leerlingen als Heike Kamerlingh Onnes en Herman Haga (in 1886 in Groningen de opvolger van Mees).

In 1854 promoveerde Bosscha bij Rijke op de differentiaalgalvanometer, een gevoelig instrument om elektrische stroom te meten.12 Na een kort ver-

blijf in Berlijn pakte Bosscha als assistent van Rijke in Leiden de draad weer op met onderzoek naar het nog jonge principe van energiebehoud. Heel precies ging hij na of de warmteontwikkeling in een stroomkring klopte met de verbruikte chemische energie in de batterij (element van Daniel). Bosscha zag in het behoud van arbeidsvermogen - een term die hij prefereerde boven vis viva (levende kracht) en energie - een organiserend principe voor de hele fysica. Ook in zijn inspecteurjaren bleef hij de fysica trouw. Zo corrigeerde hij op basis van meetresultaten van de Franse fysicus Regnault kwikthermometers voor de uitzetting van hun glasomhulsel.

Heike noemde Bosscha zijn ‘geestelijk weldoener’. Kwantitatief onderzoek trok hem aan, dat bleek ondubbelzinnig in Heidelberg, zijn Groningse slingerproeven getuigden ervan en in Delft zat hij opnieuw goed. ‘Bosscha's eischen,’ herinnerde Heike zich later, ‘van fijnste nauwkeurigheid bij wetenschappelijk werk nam ik in mij op, wat wel het grootste geschenk was dat me kòn gegeven worden.’13

Dat de Polytechnische School middelbaar onderwijs was, zat de Delftse ingenieurs van meet af aan niet lekker. Men voelde zich achtergesteld bij de universiteiten, en dat terwijl het onderwijs in de wiskunde, mechanica, natuurkunde en scheikunde voor rekening kwam van gepromoveerde academici. Niet het ‘handig omgaan met rekenschuiven en met technische tabellen’ maakte de kracht van de Delftse ingenieur uit, vond hoogleraar J.A. Snijders, maar het ‘helder inzien van de natuurkundige waarheden’.14 Niet voor niets klaagden werkgevers dat Delftenaren meer theorie kregen dan goed voor hen was en niet op konden tegen praktisch geschoolde technici. Overigens zou het tot 1905 duren eer de Technische Hogeschool een feit was.

Bosscha gaf deze ‘academisering’ bij toegepaste natuurkunde een stevige impuls. Aan zijn komst naar Delft had hij twee voorwaarden verbonden. Er moest een nieuw Natuurkundig Laboratorium komen, met een ruime collegezaal en diverse ruimtes waar studenten praktische oefeningen konden doen. En ook wilde Bosscha een leraar naast zich die zijn colleges kon waarnemen - als lid van de Internationale Meter-commissie was hij regelmatig op pad - en die het practicum leidde. Beide eisen werden ingewilligd. Met praktische oefeningen voor alle studenten, aan het begin van de studie, was Bosscha de universiteiten ruimschoots voor. Eenvoudige proeven volstonden. Het ging er vooral om dat de studenten nauwkeurig leerden waarnemen, hun meetresultaten wisten door te rekenen en handigheid kregen in het omgaan met instrumenten.

Het eerste jaar in Delft leidde Heike een ‘wat kluizenaarachtig’ bestaan. Hij vond een kamer aan de Oude Delft, niet ver van de directeurswoning

van Bosscha. ‘Op de voorgrond moet nu staan gezondheid en eene wijze van werken waarbij men op den duur het meeste tot stand kan brengen,’ schreef Heike aan Van Bemmelen.15 En aan broer Menso vertrouwde hij toe het dansen op doktersadvies eraan te hebben gegeven. Het walsen in casino's miste hij - ‘geen kleine opoffering’ - maar de ‘galop’ kon hem gestolen worden. Bals bezocht Heike niet meer.

Tot zijn leerlingen behoorden Gerard Philips, die met zijn broer Anton in Eindhoven een gloeilampenfabriek zou beginnen, en Hugo Tutein Nolthenius, de latere directeur van de Calvé-fabrieken. Over Bosscha was Heike zeer te spreken. ‘Reeds op de schoolbanken had zijn Leerboek, dat bij menigeen den zin voor experimenteel werk als dat van Regnault, gewekt heeft, tot mij van Bosscha's liefde voor metend onderzoek gesproken,’ schreef hij in weekblad De Amsterdammer na Bosscha's overlijden (in 1911). Over de doden niet dan goeds, niettemin werpt de necrologie licht op de verhouding tussen Heike en zijn Delftse meester:

De wijze waarop Bosscha zijne glasheldere en boeiende colleges voorbereidde, de organisatie van de practische oefeningen, het diep indringen in de kritiek van waarnemingen en in de discussie van uitkomsten, het was alles even leerzaam. Het werken volgens Bosscha's aanwijzingen en de gedachtenwisseling over allerlei vraagpunten, waartoe hij altijd bereid was, hebben onvergetelijke indrukken van die jaren bij mij achtergelaten. Daarbij schonk hij mij zijne bezielende leiding met eene vaderlijke hartelijkheid, die eene vriendschap voor het leven deed ontluiken. Door zijne vertrouwelijkheid wist ik van nabij hoe het hem om wetenschap en om deze alleen zonder bijoogmerken te doen was en mocht ik zien hoe hij in gloed kwam voor waarheid en recht.16

Bij Bosscha thuis, in de statige directeurswoning van de Polytechnische School, zat Heike aan tafel met geleerden als de gebroeders Henricus Gerardus en Ernst Frederik van de Sande Bakhuyzen (beiden astronoom), de wiskundige Diederik Johannes Korteweg, Hendrik Antoon Lorentz, Herman Haga en Johannes Diderik van der Waals, ‘buitengewone menschen, scherpe onderzoekers, typen van geleerden’. Ook maakte Heike kennis met Bosscha's dochter Anna Jacoba, zes jaar jonger dan hij, artistiek begaafd maar niet moeders mooiste. Haar liefde voor vaders nieuwe assistent bleef onbeantwoord,17 Heike had alleen maar aandacht voor zijn laboratorium. Maar, besefte hij, ‘daartegenover staat toch dat men ongezellig wordt en mijn vriendschap voor jonge dames dan wel wat pijnlijk is. In Delft weet ik ook, dat ik verscheiden vriendinnetjes teleurstel en mij zeker van een groot genoegen beroof, wanneer ik mij dit jaar uit de wereld terug trek.’18

Het natuurkundepracticum voor eerstejaars bezorgde Heike handenvol werk. Het ging om tientallen studenten en de nieuwe assistent nam zijn taak uiterst serieus. Als een ‘vlijtige eerstejaars’ meer wilde zette Heike hem aan een ‘klein oorspronkelijk onderzoek’ en ook de gevorderde student die zich (facultatief) in het experimenteren wilde bekwamen stond hij met raad en daad terzijde. ‘Een paar van mijn jongelui willen na hun examen door blijven werken aan proeven over doorzijging van zand door water,’ schreef Heike trots aan het eind van zijn eerste jaar in Delft. Het ordentelijk begeleiden van studenten vrat tijd. Bovendien moest zijn proefschrift af. Geen wonder dat de aandacht voor dames erbij inschoot.

Bovendien begon Heike gaandeweg de cursus aan eigen experimenteel onderzoek. Bosscha, die als directeur van de Polytechnische School het college ‘toegepaste natuurkunde’ voor eerste- en tweedejaars gewoon bleef geven, kwam daar nauwelijks nog aan toe - tijdens Heikes verblijf in Delft publiceerde hij alleen een kort theoretisch artikel over lenzenstelsels.19 Juli 1879, kort na zijn promotie, schreef Heike zich te verheugen op een onderzoek naar de brekingsindex van vloeibaar koolzuur, ‘dat mij prachtige resultaten belooft’. Een maand later startte hij met de Utrechtse hoogleraar H.J. Rink een uitvoerige reeks proeven ter bepaling van elektrische weerstanden (via de demping van een schommelende magneet in een spoeltje) dat hem tot de zomer van 1880 zou bezighouden.20 Ook probeerde Heike vaste stof op te lossen in vloeistof die tot boven de kritische temperatuur was verhit. In een Cailletet-buis (u-vormig en van stevig glas zodat zeer hoge drukken mogelijk waren) experimenteerde hij met kwikchloride opgelost in ether, en later met zwaveligzuur - tot in december in Nature twee Britten hem ‘in een keurig stukje’ te snel af waren.21 Het weerstandsonderzoek, waarvoor hij een verbeterd toestel ontwierp waarmee Bosscha en Rink ‘zeer ingenomen’ waren, leidde ook al niet tot een publicatie.

Voor een deel kwam dat door tijdgebrek. De cursus 1880-1881 nam Heike het onderwijs waar van de zieke J.A. Snijders, zijn voorganger als begeleider van het natuurkundepracticum en september 1878 benoemd tot hoogleraar. Snijders had aan de Polytechnische School een eigen ‘ijkers-laboratorium’ en gaf college in meten en wegen, wiskunde en mechanica. Was Snijders na een jaar hersteld, in de zomervakantie van 1881 werd Bosscha door een ernstige ziekte geveld. Weer was het Heike die insprong door het college toegepaste natuurkunde op zich te nemen. Het ging om een tweejarige cursus van drie uur per week, waarin het ene jaar warmte en licht aan bod kwamen en het andere jaar elektriciteit en magnetisme. In 1881-1882 was de tweede groep aan de beurt.22

Op het programma stond theorie (stroomwetten, magnetische inductie,

warmtewerking van de elektrische stroom) maar er was ook aandacht voor toepassingen (bliksemafleiders, de invloed van ‘scheepsijzer’ op het kompas, telegrafie). Alles gelardeerd met demonstraties - Heike vroeg Buys Ballot (tevergeefs) om ‘elektrische toestellen van bijzondere waarde uit den ouden tijd’.23 Hij lette erop dat iedereen alles goed kon zien en noteerde zowel meetresultaten als theorie op grote vellen papier.24 ‘College gaat goed,’ schreef hij in november naar Menso, ‘steeds 60 à 70 lui, sommigen zeer tevreden; nu juist vreeselijk-werkelijke proeven die slechts door allerlei voorzorgen gelukken kunnen.’ Drie maanden later liet hij zijn broer weten dat het college hem ‘veel moeite’ kostte. ‘[D]e lui hebben nu eens een parti pris tegen de theoretische gedeelten van het vak, en ik kan dus slechts met groote inspanning hun dit doen slikken, terwijl het volgens mijn overtuiging juist het onmisbare voor hen is.’25 Het aantal toehoorders zakte tot dertig, maar zodra de toepassingen aan bod kwamen keerden de wegblijvers terug. De Delftse Studentenalmanak zwaaide Heike voor zijn college ‘oprechten dank’ toe,26 en Snijders roemde zijn aanpassingsvermogen. ‘[M]et behoud van eenen breeden theoretischen grondslag toch, hadden zijne voordrachten een zoo duidelijke technische strekking, dat men gerust kan beweren, dat de eerste “electrotechnische” cursus aan de Polytechnische School door Onnes gegeven is.’27

Van een kluizenaarsbestaan was inmiddels geen sprake meer. Heike, verhuisd naar de Choorstraat, was bevriend met ornamentschilder Le Comte, wiskundige Legebeke, hbs-leraar Haga (een klasgenoot van Lorentz die hij in Arnhem bij Van Bemmelen had ontmoet en die op Bosscha's laboratorium onderzoek deed), chemicus Gratama (klasgenoot op de hbs in Groningen), de architecten Klinkhamer en Kerckhoff, en met directeur Van Marken van de Gist en Spiritusfabrieken, bekend om zijn sociale beleid. Ook met de familie Bosscha ging Heike allerhartelijkst om. Toen de Bosscha's een zomer in de buurt van 't Waelre zaten, arrangeerde Heike bezoekjes over en weer en een gezamenlijke picknick bij Ruurloo.28 En toen zijn college in mei afliep gaf Heike bij Bosscha thuis een ‘galavoorstelling’ waarin hij koolspitslampen en gloeilampen demonstreerde, gezichtsprofielen projecteerde en tekende en de dames statische elektriciteit liet opwekken.

De nauwere aanraking met Van der Waals

Verreweg de belangrijkste vriendschap die Heike in Delft sloot was die met Johannes Diderik van der Waals. Ze kenden elkaar sinds 1873, het jaar van De continuiteit. Het najaar van 1879 begonnen ze een wetenschappelijke samenwerking die bijna veertig jaar zou duren, Heikes loopbaan diepgaand beïnvloedde en die zeer vruchtbaar bleek. Van der Waals' ‘meesterlijke dis-

sertatie’ over de continuïteit van gas- en vloeistoffase had direct bij verschijnen Heikes ‘groote bewondering’ gewekt maar het was de wet der overeenstemmende toestanden die het contact aanzwengelde. ‘Het waren besprekingen over deze wet die mij het eerst in nauwere aanraking met Van der Waals brachten.’29

Op het moment van die ‘nauwere aanraking’ was Van der Waals twee jaar hoogleraar in Amsterdam. Toen het Athenaeum Illustre in 1876 tot Gemeentelijke Universiteit promoveerde, stond Bosscha boven aan het verlanglijstje van de nieuwe hoofdstedelijke faculteit wis- en natuurkunde. De gealarmeerde Cohen Stuart, directeur van de Polytechnische School, regelde onmiddellijk bij de minister een salarisverhoging van ƒ 1000 en Bosscha bleef (na bedongen te hebben dat alle Delftse collega's zouden profiteren).30 Waarna Amsterdam Van der Waals voor de neus van Leiden wegkaapte (en Leiden Lorentz voor de neus van Utrecht). De nieuwe hoogleraar hield niet van duimendraaien. Van der Waals stond bekend als een in zichzelf gekeerd en weinig toegankelijk man waar geen lachje af kon en veel studenten vreesden zijn onbuigzaamheid en zijn scherpe tong. Maar wie de wetenschap ernstig nam, aldus Heike, zag in Van der Waals iemand met een ‘zacht hart’.

Bosscha (1831) en Van der Waals (1837) kenden elkaar uit Den Haag.31 Ze kwamen uit totaal verschillende milieus. Was Bosscha, die in Breda opgroeide, voorbestemd om tot de elite van het Bildungsbürgertum te gaan behoren, de Leidse timmermanszoon Van der Waals wist pas na een lange mars door het woud der onderwijsakten en een loopbaan als leerkracht in het lager onderwijs tot de universiteit door te dringen. Vanaf 1862 volgde hij colleges in Leiden en drie jaar later had hij de akten op zak die hem als sollicitant naar een betrekking op een hbs gelijkstelden met een gepromoveerd wiskundige of natuurkundige. In 1866 kon Van der Waals op voorspraak van Kaiser (bij wie hij als student een goede indruk had gemaakt) aan de slag op het Haagse gymnasium en de daaruit voortgekomen hbs - van meet af aan gebruikte hij Bosscha's Leerboek der natuurkunde. Eind 1871 studeerde hij af, om anderhalf jaar later, op 14 juni 1873, bij Rijke te promoveren. Waarna de ster van de laatbloeier snel rees.

Bosscha woonde sinds zijn benoeming tot inspecteur van het middelbaar onderwijs, in 1863, in Den Haag. Oudste zoon Jan kreeg op de hbs natuurkunde van Van der Waals, maar de belangrijkste ontmoetingsplaats voor beide fysici was het Haagse genootschap Dilligentia (voluit: de Maatschappij voor Natuurkunde onder de zinspreuk Dilligentia). Bosscha zat in het bestuur. Hoofdactiviteit vormden de Natuurkundige Voordrachten (met onderwerpen uit de gehele natuurwetenschap) die tweewekelijks op vrijdagavond voor de circa 250 leden werden georganiseerd. Van evident belang voor Bos-

scha en Van der Waals, die immers rond 1870 geen academische positie bezaten, waren de wetenschappelijke tijdschriften die Dilligentia in huis had. Zo bleven ze op de hoogte.

Het was Bosscha die Van der Waals adviseerde een proefschrift te schrijven.32 In 1871 correspondeerden ze over moleculaire krachten in vloeistoffen.33 Dat jaar verscheen ook deel 4 (eerste gedeelte) van Bosscha's Leerboek, met in het hoofdstuk ‘de moleculaire krachten’ ruim aandacht voor zaken als cohesie, zeepbellen, diffusie en capillariteit. In het voorwoord bedankte de auteur Van der Waals voor het bijeenbreengen van ‘het omvangrijke materiaal’ op dit gebied. Ook na Van der Waals' verhuizing naar de Amsterdamse P.C. Hooftstraat bleven hij en Bosscha contact onderhouden. Ze zagen elkaar op de Akademievergaderingen, iedere laatste zaterdag van de maand in het Trippenhuis aan de Kloverniersburgwal in Amsterdam, Van der Waals liet zich een enkele keer bij Dilligentia zien en hij zocht Bosscha regelmatig in Delft op.

Het zal bij zo'n visite in Delft geweest zijn dat Kamerlingh Onnes en Van der Waals vriendschap sloten, ergens in het najaar van 1879.34 Bij Dilligentia liet Heike zich niet zien, zoals hij ook het Natuurkundig Gezelschap in Groningen (waar Mees de ene voordracht na de andere verzorgde) had gemeden (al gaf hij er januari 1878 een lezing met demonstraties ‘Over de oorzaken van het consoneeren en dissoneeren van muzikale klanken’).35 Van der Waals had najaar 1879 nog een extra reden om op de Oude Delft langs te gaan: samen met Bosscha en Rijke vormde hij het trio dat voor de Akademie een rapport samenstelde over bliksemafleiders op rijksgebouwen te Delft. De commissie was in juli 1879 op verzoek van de minister van Oorlog ingesteld en bracht in de novembervergadering van de Akademieverslag uit, na een inspectieronde langs de constructiewerkplaatsen, het Arsenaal, de Pyrotechnische Werkplaats en de Patroonfabriek en IJzergieterij.36

In augustus had Van der Waals zijn wet der overeenstemmende toestanden afgeleid. Die vloeit voort uit de toestandsvergelijking van zijn proefschrift en zegt dat alle stoffen zich eender gedragen mits druk, temperatuur en volume worden uitgedrukt in een ‘kritische’ maat (vastgelegd door beide constanten a en b uit de toestandsvergelijking die corresponderen met de onderlinge aantrekkingskracht van de moleculen en het volume dat ze innemen). Geef druk, volume en temperatuur weer via respectievelijk de kritische druk, het kritisch volume en de kritische temperatuur, en de toestandsvergelijking transformeert tot een universele vorm waaruit al het specifieke van de stof is weggevallen. In zijn Nobelrede (december 1910) zei Van der Waals dat het ‘wezenlijke belang’ van de wet van overeenstemmende toestanden erin school dat hij vastlegde dat alle substanties tot één genus be-

hoorden, ‘zoals alle mensen tot het genus Homo behoren’.

De wet der overeenstemmende toestanden is in de handen van de experimentator een bijzonder krachtig hulpmiddel. Is van een referentiestof het gedrag precies bekend, en zijn van de te onderzoeken stof kritische druk, kritisch volume en kritische temperatuur bekend, dan valt het gedrag van die tweede stof, bijvoorbeeld de uitzettingscoëfficiënt, dankzij de wet der overeenstemmende toestanden goed te voorspellen. Voor Kamerlingh Onnes was het principe een baken. Zo wist hij in 1907 aan de hand van metingen van isothermen van waterstof rond het kritische punt, en met gebruikmaking van de wet der overeenstemmende toestanden, een realistische schatting te maken van de kritische temperatuur van helium - de uitkomst zei hem dat een aanval op het helium kans maakte.

Van der Waals gaf een beknopte presentatie van zijn wet der overeenstemmende toestanden in de septembervergadering (1880) van de Akademie. Twee maanden later besprak hij, ook op de Akademie, enkele gevolgen van het principe.37 Beide keren bood hij een artikel aan ter publicatie. Ze verschenen in de Verhandelingen van 1880.38 De eerste reactie was toen al binnen. ‘Ik had de wet der correspondentie in de Koninklijke Akademie medegedeeld,’ aldus Van der Waals later, ‘en nog voor ze in druk verschenen was, en toen ze bij Onnes slechts bij geruchte kon bekend geworden zijn, kwam de verhandeling, waarin hij ze uit meer algemeene beginselen afleidde.’39 Hij doelde op de Algemeene theorie der vloeistoffen, waarvan Heike het eerste stuk in december 1880 aan Van der Waals voorlegde. Diezelfde maand bood deze het in de Akademievergadering ter publicatie in de Verslagen en mededelingen aan.40 Een maand later bracht een commissie bestaande uit Van der Waals, Bosscha en Grinwis positief advies uit over het opstel.41 Ook het vervolg, in februari aangeboden, viel bij dit trio in goede aarde. Beide stukken, in totaal 47 pagina's, verschenen in de Verhandelingen van 1881.42

Hoe wist Heike van Van der Waals' wet der overeenstemmende toestanden? Het ligt voor de hand dat Bosscha, die op de bewuste Akademievergadering aanwezig was, hem heeft ingelicht. In zijn Algemeene theorie der vloeistoffen zei Heike door zijn chef in Delft, alsmede door Lorentz, te zijn aangemoedigd. Doel was het principe der overeenstemmende toestanden af te leiden door het ‘beginsel der gelijkvormigheid van beweging’, dat Heike toeschreef aan Newton, toe te passen op de ‘moleculaire theorie’. Daartoe ging hij, net als Van der Waals bij het afleiden van zijn toestandsvergelijking, ervan uit dat de moleculen van alle vloeistoffen en gassen (samen met vloeistof aangeduid) ‘gelijkvormige elastische lichamen van niet merkbaar veranderende afmetingen’ zijn en dat onderlinge aantrekking alleen aan het oppervlak van de vloeistof een netto-effect opleverde. Bovendien veronder-

stelde Heike dat de bewegingsenergie van de moleculen evenredig was met de absolute temperatuur.

Twee vloeistoffen, aldus Heike, verkeerden in corresponderende toestanden indien na toepassing van de juiste ‘schaling’ van lengte, tijd en massa het mogelijk bleek ze in dezelfde bewegingstoestand te krijgen. Modern gedacht: films van de moleculaire beweging van twee vloeistoffen zijn, door de beginposities en snelheden van de moleculen, de temperatuur en het volume, en de draaisnelheid van de films op elkaar af te stemmen, tot replica's van elkaar te transformeren.43 In deze redenering zonder enige statistiek deed de precieze vorm van de toestandsvergelijking niet ter zake, zodat Heikes afleiding van de wet der overeenstemmende toestanden een algemenere grondslag had dan die van Van der Waals. Overigens was die wet, net als de toestandsvergelijking, slechts in benadering correct - tot verdriet van Van der Waals. Voor zijn Algemeene theorie der vloeistoffen, dat in verkorte vorm in Archives Néerlandaises verscheen44 (uitgegeven door de Hollandsche Maatschappij der Wetenschappen in Haarlem) onderzocht Heike de grootte van de afwijkingen bij hoge druk aan de hand van waarnemingen van Andrews, Regnault en Roth.45

De Algemeene theorie der vloeistoffen was de enige publicatie die Heike na vier jaar Delft kon laten zien. Hij had er nog geen maand aan gewerkt. Het experimentele onderzoek had hij door alle drukte rond de vervanging van Snijders en Bosscha afgebroken. Niemand in Delft die het hem kwalijk nam. Maar wat was Heike nu eigenlijk, een experimentator of een theoreticus? In Leiden lag dat gevoelig. Zeker toen daar de strijd ontbrandde wie Rijke moest opvolgen.


Vorige Volgende

Over het gehele werk

auteurs


Over dit hoofdstuk/artikel

auteurs


plaatsen