|
| |
| |
| |
7 De natuurkunde
Geert Vanpaemel
In de wetenschapsgeschiedenis kan de ‘lange’ 19de eeuw, van 1800 tot ca. 1930, worden beschouwd als de eeuw van de natuurkunde. Aan het begin van de eeuw bloeide in Frankrijk de mathematische natuurkunde van Pierre-Simon Laplace (1749-1827), Jean-Baptiste Fourier (1768-1830) en Adrien-Marie Ampère (1775-1836). Vanaf 1850 begon met het werk van Rudolf Clausius (1822-1888) en William Thomson (1824-1907) de thermodynamica. Ook vond het elektromagnetisme een afgeronde theoretische basis in het werk van James Clerk Maxwell (1831-1879). De vooruitgang van de natuurkunde was zelfs van die aard, dat vele fysici rond 1900 het gevoel hadden dat de basis van hun discipline ‘op enkele decimalen na’ zowat volledig was uitgewerkt. De kwantumhypothese van Max Planck (1858-1947) in 1900 en de relativiteitstheorie van Albert Einstein (1879-1955) in 1905 openden echter totaal nieuwe domeinen van onderzoek, die de fysica tijdens de volgende decennia in één van haar meest productieve perioden deed belanden.
Niet alleen gebeurde er veel in de natuurkunde; tegelijk waren de grote vragen van een algemeen en disciplineoverschrijdend karakter. De warmtedood van het heelal, de atomaire bouw van de materie en het statuut van de vierdimensionale tijd-ruimte vonden grote weerklank in de publieke opinie. De ontdekking van het behoud van energie in de jaren '40 leidde op het einde van de 19de eeuw tot de theorie van het energetisme, dat veel meer dan een wetenschap ook een belangrijke filosofische component had. Tenslotte was het vooral in de natuurkunde dat de kritiek op het positivisme gestalte kreeg, onder andere in het werk van de Duitse fysicus-filosoof Ernst Mach (1838-1916).
In contrast echter met wat internationaal over de natuurkunde kan gezegd worden, is in de Belgische wetenschapsgeschiedenis van de 19de eeuw slechts een zeer matige interesse voor de natuurkunde vast te stellen. De Belgische fysici hebben, op enkele uitzonderingen na, geen rol van betekenis gespeeld op de internationale scène. Meestal beperkte hun aandeel zich tot het bespreken en onderwijzen van de nieuwe theorieën, met af en toe een origineel, maar niet altijd goed onderbouwd idee. De enige fysicus uit de 19de eeuw die - tenminste in België - grote faam geniet is de Gentse hoogleraar Joseph Plateau (1801-1883) met zijn werk over optische verschijnselen en oppervlaktespanning. Hij werd tot tweemaal toe bekroond met de vijfjaarlijkse Staatsprijs voor wis- en natuurkunde, maar dat zegt meer over het gebrek aan concurrentie in eigen land dan over het grensoverschrijdend belang van zijn werk. Pas vanaf het begin van de 20ste eeuw zijn er een aantal namen te noemen die internationaal van betekenis waren, zoals Pierre De Heen, Jules-Emile
Dynamo van Zénobe Gramme. Luik, Maison de la Métallurgie et de l'Industrie ▪
| |
| |
Verschaffelt, Charles Manneback en vooral de wiskundige (!) Théophile De Donder en zijn school.
Vanwaar deze paradox? Ongetwijfeld speelt hier de absolute omvang van de Belgische wetenschappelijke wereld een rol. Als klein land was België uiteraard aangewezen op het volgen van wat er in de grote centra gebeurde. Rond 1900 telde België 9 hoogleraren in de fysica, terwijl Frankrijk er 53 telde, Engeland 76 en Duitsland 103. Nochtans is omvang niet noodzakelijk een onoverkoombare hindernis; de tien hoogleraren in Nederland slaag-
Bliksemafleiders op de toren van het Brusselse stadhuis. In: L. Melsens, Des paratonnerres à pointes, à conducteurs et à raccordements terrestres multiples..., 1877. Brussel, Koninklijke Bibliotheek Albert I ▪
den er wel in naam te maken en zich internationaal te laten gelden (hoewel vóór 1870 de fysica ook in Nederland een eerder verwaarloosd terrein was). Bovendien had België het wél vrij goed gedaan in andere wetenschappen. In de scheikunde, de biologie en de wiskunde hebben Belgische onderzoekers zich wel degelijk weten te onderscheiden.
Een tweede mogelijke verklaring ligt in het feit dat heel wat Belgische fysici zich inlieten met onderwerpen die niet direct aansloten bij de grote omwentelingen in de natuurkunde. Het hierboven reeds vermelde werk van Plateau was niet echt wereldschokkend, hoewel de oppervlakteverschijnselen natuurlijk wel informatie konden bieden over interacties op atomaire schaal. Plateau zelf heeft zich daar echter niet over ingelaten. Een populair thema onder Belgische fysici was de studie van de meteorologie en het klimaat. Anderen beschouwden de natuurkunde dan weer vooral als een filosofische discipline, waarbij men nogal gemakkelijk allerlei theorieën bouwde over het gedrag van atomen of de verschillende vormen van energie. Vaak namen ook niet-fysici deel aan deze discussies, wat erop wijst dat de professionalisering van het vak, die tegelijk een afgrendeling is van het eigen onderzoeksterrein, slechts langzaam verliep. De ‘academische’ fysici hadden bijna steeds een zware onderwijstaak, zodat ook om die reden van eigen, systematisch onderzoek weinig in huis kwam. Plateau die omwille van zijn blindheid geen colleges moest geven, was een ‘gelukkige’ uitzondering.
Maar wellicht de belangrijkste richting die de Belgische fysici uitgingen, was die van de technische toepassingen. Zowel in de mechanica als in de thermodynamica en de elektriciteitsleer onderscheidden de Belgen zich door hun aanleg voor het construeren van nieuwsoortige machines, al dan niet gebaseerd op een solide wetenschappelijke basis. De phenakistiscoop van Plateau, de gasmotor van Etienne Lenoir (1822-1900), de dynamo van Zénobe Gramme (1826-1901) en de bliksemafleider van Louis Melsens (1814-1886) zijn wellicht het best bekend. Deze uitvindingen hebben hun plaats in de geschiedenis van de techniek en zijn voor de natuurkunde als ‘zuivere’ wetenschap slechts te beschouwen als ‘toepassingen’. Toch
| |
| |
geven ze aan hoe de natuurkunde in het nijvere België vooral ten dienste stond van de techniek. In historische overzichten van de natuurkunde, die gewoonlijk meer oog hebben voor theoretische inzichten en methodologische vernieuwingen, vallen deze bijdragen buiten het gebruikelijke perspectief. Ook in de Belgische geschiedschrijving ligt het accent sinds 1900 ondubbelzinnig op de ‘zuivere’ natuurkunde. Het onderscheid tussen ‘zuiver’ en ‘toegepast’ is echter steeds een onderwerp van discussie geweest, dat vaak een ideologische en politieke dimensie had. Ook in deze bijdrage zullen we de natuurkunde vooral als ‘zuivere’ wetenschap behandelen, maar de lezer moet zich realiseren dat voor de 19de-eeuwse fysici de toepassingen van groter belang waren en dat ze ook meer tot de verbeelding spraken van de publieke opinie.
| |
▪ Het natuurkundeonderwijs
De ontwikkeling van de natuurwetenschappen in België verliep volgens twee sporen. De basiswetenschappen zoals wiskunde, natuurkunde, scheikunde en biologie waren geïntegreerd in het universitair onderwijs en hadden hun vertegenwoordigers in de Brusselse Academie en haar Luikse tegenhanger, de Société royale des Sciences. Andere - meer gespecialiseerde - wetenschappen, zoals de entomologie en de malacologie, steunden op een netwerk van amateurs, die vanaf 1860 meer en meer gestalte kregen in genootschappen. Deze academische status van de natuurkunde werd weerspiegeld in het universitair onderwijs, waar de natuurkunde behoorde tot de basisvakken van verschillende opleidingen. Toch bleef ook hier de natuurkunde enigszins achterop hinken ten opzichte van de andere natuurwetenschappen. Dit bleek al bij de invulling van de hoogleraarmandaten aan de faculteiten Wis- en Natuurkunde van de rijksuniversiteiten. Aan elk faculteit werden drie hoogleraren benoemd - voor vier wetenschappelijke disciplines: wiskunde, natuurkunde, scheikunde en de ‘natuurwetenschappen’. In geen enkele van de drie rijksuniversiteiten werd een ‘echte’ natuurkundige benoemd. De voorkeur ging steeds naar docenten met ervaring in de andere vakken.
In Gent werd de natuurkunde (samen met de scheikunde) gedoceerd door de Duitser Jean-Charles Hauff (1766-1846). Hauff was hoogleraar filosofie geweest in Marburg en werd later directeur van het Technisch Instituut van Augsburg en inspecteur van Mijnen en Bossen in Moravië. Toch ging zijn werkelijke interesse vooral uit naar de wiskunde. Tijdens zijn professoraat in Gent publiceerde hij enkele verhandelingen over het parallellenpostulaat van Euclides en ook na zijn pensionering in 1830 wijdde hij zich nog uitsluitend aan
Lijst der instrumenten geleverd door Pixii te Parijs aan het natuurkundekabinet van de Leuvense universiteit, 1818. Luik, Université de Liège, CICB, Ms 3.909 ▪
| |
| |
Catalogus van de instrumenten aangekocht voor het natuurkundekabinet van de universiteit van Leuven. Luik, Université de Liège, CICB. Ms. 3.909 ▪
wiskundig onderzoek. Ook de Luikse hoogleraar Jean-Charles Delvaux de Fenffe (1782-1863) combineerde de natuurkunde met de scheikunde. Hij was arts van opleiding maar doceerde vanaf 1810 de natuur- en scheikunde aan het Luikse lyceum, later aan de Luikse faculteit voor Wetenschappen van de Keizerlijke Academie. Na de Belgische onafhankelijkheid doceerde hij nog alleen scheikunde. De Leuvense hoogleraar, Jan Ferdinand Sentelet (1754-1825), was licentiaat in de theologie van de Oude Leuvense Universiteit, maar had evenals Delvaux natuur- en scheikunde gedoceerd aan de Keizerlijke Academie te Brussel. Vanaf 1824 werd hij bijgestaan en een jaar later opgevolgd door de Luxemburger Michel Gloesener (1792-1876), een jonge ambitieuze wetenschapper, die enkele jaren daarvoor in Luik was afgestudeerd.
Het onderwijs aan de rijksuniversiteiten legde aan de studenten geen vast programma op. Meestal volgde men de lessen bij één van de hoogleraren, waarna men met goedkeuring van de anderen een Latijns proefschrift, een ‘specimen inauguralis’, voorlegde om de graad van doctor in de wetenschappen te halen. Jaarlijks werden interuniversitaire prijsvragen in de verschillende wetenschappen uitgeschreven, maar de respons was eerder matig. Dit systeem werkte specialisatie in de hand. In Gent was vooral de wiskunde onder impuls van Jean-Guillaume Garnier (1760-1840) een populaire afstudeerrichting. Niettemin publiceerde Garnier ook enkele boekjes over astronomie en meteorologie. Het wiskundig proefschrift dat Adolphe Quetelet (1796-1874) bij Garnier verdedigde handelde bijvoorbeeld over de caustische krommen, in feite een onderwerp uit de geometrische optica. De persoonlijke invloed van de hoogleraar hoefde overigens niet noodzakelijk overeen te komen met zijn leeropdracht. In 1822 stuurde Michel Gloesener een antwoord in op een universitaire prijsvraag over het elektromagnetisme naar aanleiding van de recente ontdekkingen van Hans Christian Oersted (1777-1851) en de interpretatie daarvan volgens Adrien-Marie Ampère. Zijn verhandeling werd echter niet bekroond. Als reden geeft men aan dat de Luikse hoogleraar wiskunde, Jean-Michel Vanderheyden (1767-1836), er een andere verklaring over het verschijnsel op nahield en de juryleden niet openlijk stelling wilden nemen tegen hun collega. Hieruit blijkt alleszins dat de interesse voor
Twee bekende werken van Quetelet. Positions de Physique... en Sur la physique du globe... Gent, Museum voor de Geschiedenis van de Wetenschappen ▪
| |
| |
de natuurkunde niet tot de eigenlijke leeropdracht beperkt bleef.
Buiten de universiteiten was er ook belangstelling voor natuurkunde. Vooral Adolphe Quetelet droeg veel bij tot de heropleving van de wetenschappelijke bedrijvigheid in de Belgische provincies. Als hoogleraar aan het Brusselse atheneum gaf hij vanaf het begin van de jaren '20 openbaar onderwijs over natuurkunde en sterrenkunde in het Museum, het Oude Hof van Karel van Lotharingen. Enkele jaren later publiceerde hij hiervan een samenvatting in twee delen Positions de Physique ou Résumé d'un cours de physique générale (Brussel, 1834). In het eerste deel behandelde hij de ‘ponderabilia’, de zware lichamen, in het tweede de ‘imponderabilia’ licht, warmte, elektriciteit en magnetisme. Het is wellicht het eerste moderne natuurkundeleerboek dat in België werd geschreven. Quetelet construeerde zijn tekst op twee niveaus. De theoretische kennis werd in korte, genummerde paragrafen helder geformuleerd. In kleine lettertjes werden daaraan voorbeelden en bemerkingen toegevoegd, die ofwel verwezen naar experimenten ter ondersteuning, ofwel de nog onopgehelderde discussies onder fysici uiteenzetten. Zo voegde hij bij de wet van Dulong en Petit de opmerking dat hieruit een bewijs voor de atomistische opvatting van de materie kon afgeleid worden. Maar nergens nam hij zelf een standpunt in. ‘Wij nemen ons voor, zoveel mogelijk, de natuurkunde te behandelen als een wetenschap van feiten, die onafhankelijk bestaan van elke hypothese over hun natuur’ schreef hij bij het hoofdstuk over het wezen van de warmte. ‘Niettemin,’ ging hij verder, ‘willen we het nut van een goed uitgebouwd systeem niet ontkennen, vooral wanneer het systeem met de nodige omzichtigheid wordt toegepast’.
Het belang van Quetelet voor de geschiedenis van de natuurkunde in België is heel groot. Niet alleen was hij zelf een inspirerend docent, die verschillende van zijn leerlingen de smaak van het wetenschappelijk onderzoek bijbracht. Ook initieerde hij een specifieke richting in de natuurkunde, die de Belgische fysica lang zou kenmerken: de ‘physique du globe’, een interdisciplinair studiegebied dat zowel de meteorologie, de klimaatkunde,
Prospectus van het tijdschrift Correspondance physique et mathématique. Brussel, Académie royale de Belgique ▪
het aardmagnetisme, de geologie en de fenologie omvatte. Door zijn positie als hoofd van de Brusselse Sterrenwacht, vast secretaris van de Academie en hoofdredacteur van de Correspondance mathématique et physique, het eerste tijdschrift exclusief gewijd aan de natuurwetenschappen in de Nederlanden, had hij bovendien een grote invloed op het toekennen van benoemingen en prijzen, en beheerde hij de belangrijkste wetenschappelijke publicaties van het land.
Quetelet was in België de grote bezieler van de wetenschappelijke beweging die met de oprichting van de rijksuniversiteiten in gang was gezet. Onder zijn impuls werden in 1826 bij koninklijk besluit openbare ‘voorleezingen [...] over onderwerpen behoorende tot het gebied der letteren, wetenschappen en schoone kunsten’ georganiseerd. Dit Brussels initiatief, dat de naam Museum voor de Wetenschappen en Letteren kreeg, voorzag
| |
| |
Tekening van een hydrostatische balans in Cours de physique (1839-1840) van Joseph Plateau. Cursusnota's van César Alexandre Fredericq. Gent, Centrale Bibliotheek Universiteit Gent, Handschriftencollectie. Hs. 2.796 ▪
ook in natuurkundeonderwijs, verzorgd door Quetelet. Daarnaast nam Willem I, op vraag van zijn Belgische onderdanen, nog een ander belangrijk besluit. Vanaf 1826 dienden de rijksuniversiteiten ook openbare colleges te verzorgen over de toepassingen van natuur- en scheikunde op de industrie. Hoewel dit onderwijs niet echt een succes werd, was het een eerste aanzet tot technisch hoger onderwijs, een richting die na de Belgische onafhankelijkheid een grote bloei zou kennen.
| |
▪ De eigen wegen van de natuurkunde
Na de Belgische onafhankelijkheid leek het er even goed uit te zien voor de natuurkunde. In elk van de vier universiteiten werden hoogleraren benoemd die zich hadden onderscheiden door hun bijzondere inzet en ambitie en allen een grote toekomst voor zich hadden. Toch hebben geen van de hoogleraren de verwachtingen helemaal kunnen inlossen.
In Gent werd Joseph Plateau, die pas in 1829 in Luik was afgestudeerd, als buitengewoon hoogleraar benoemd. Deze benoeming, en ook zijn latere promotie tot gewoon hoogleraar, had hij onder andere te danken aan de tussenkomst van Quetelet. Zijn leeropdracht bestond uit de cursus ‘physique et physique appliquée aux arts’ en de zomercursus astronomie. Het onderwijs van Plateau was een succes. Jaarlijks volgden zo'n veertig studenten zijn colleges, wat een aanzienlijk aantal was (niet alle studenten waren overigens verplicht deze cursus te volgen). Maar al na negen jaar werd zijn loopbaan afgebroken door zijn totale blindheid, die hem het lesgeven onmogelijk maakte. Plateau werd vervangen door Hubert Valerius (1820-1897), die doordat Plateau de hele tijd in functie bleef en zijn volle wedde bleef ontvangen, zelf pas in 1848 kon benoemd worden. Plateau zou op dat ogenblik ook zijn onderwijsopdracht hebben hervat, hoewel het niet duidelijk is wat dat kan betekend hebben.
In 1853 ontving Plateau voor de eerste keer de vijfjaarlijkse Staatsprijs voor wis- en natuurkunde voor zijn werk over de verschijningsvormen van een vloeibare massa die niet onder invloed stond van de zwaartekracht. De voorzitter van de jury, Quetelet, en de secretaris, Valerius, loofden Plateau omdat hij door zijn studie van de oppervlakteverschijnselen een nieuwe elan had gegeven aan het onderzoek van de moleculaire aantrekkingskrachten zoals die door Laplace waren opgevat. In 1868 ontving Plateau voor de tweede
| |
| |
Hydrostatische balans van Pixii, door Joseph Plateau gebruikt voor zijn cursus natuurkunde. Gent, Museum voor de Geschiedenis van de Wetenschappen ▪
Draadmodellen voor de studie van laminaire vliezen. Originelen van Plateau. Gent, Museum voor de Geschiedenis van de Wetenschappen ▪
maal de Staatsprijs voor een vervolg op het vorig onderzoek, ditmaal met nadruk op de studie van de minimaaloppervlakken.
Het belang van Plateau's onderzoek was zeker aanzienlijk en de toekenning van de Staatsprijs geheel terecht. Tegelijkertijd wijst deze beslissing van de jury op de armoede van het natuurkundig onderzoek. In 1853 werd geen ander werk genoemd in het rapport van de jury en vijf jaar later werd de prijs zelfs niet uitgereikt. In 1868 werd naast Plateau wel Gloesener genoemd, maar zijn werk was volgens de jury meer technisch dan wetenschappelijk van aard, zodat Plateau nog slechts in concurrentie bleef met de chemicus Jean-Servais Stas (1813-1891), die de prijs won in 1863.
Het werk van Plateau is wellicht in latere jaren het best bekend gebleven in de geschiedenis van de Belgische fysica (zie afzonderlijke bijdrage). Nog tijdens zijn studietijd in Luik deed hij experimenten over de visuele perceptie, de complementaire kleurindrukken en de persistentie van beelden op het netvlies. Zoals in die tijd gebruikelijk was, bedacht hij experimenten om de theorie aanschouwelijk te maken. Zo kwam hij tot zijn ‘anorthoscoop’ en later de ‘phenakistiscoop’, waarin de illusie van beweging wordt opgewekt door het snel laten verspringen van afzonderlijke beelden. Vanaf 1840 nam zijn gezichtsvermogen snel af en ten laatste in 1843 was hij volledig blind. Vaak werd
Stereofoto van laminaire vliezen op draadmodel. Gent, Museum voor de Geschiedenis van de Wetenschappen ▪
| |
| |
aangenomen dat dit een gevolg zou kunnen zijn van zijn optische experimenten maar daar wordt tegenwoordig aan getwijfeld. Plateau slaagde er echter in zijn onderzoek voort te zetten met de hulp van assistenten en familieleden die de experimenten voor hem uitvoerden en zijn conclusies en berekeningen noteerden.
Omstreeks diezelfde tijd begon Plateau aan een nieuw groot onderzoeksprogramma, dat hem internationale bekendheid zou opleveren. Wanneer kleine hoeveelheden olie werden ondergedompeld in een mengsel van water en alcohol, bleek de opwaartse kracht de zwaartekracht van de olie volledig op te heffen. Plateau zag in dat dit een middel was om het gedrag van vloeistoffen te onderzoeken in gewichtloze toestand. Vooral beroemd werd zijn experiment waarbij een oliemassa door rotatie spontaan de vorm aannam van een bol of concentrische ringen naargelang de rotatiesnelheid. De analogie met de nevelhypothese over het ontstaan van het zonnestelsel was opvallend, hoewel het verschijnsel natuurlijk niet door de zwaartekracht maar door de oppervlaktespanning en de cohesiekrachten werd veroorzaakt. Het onderzoek van Plateau was het vertrekpunt van de Gentse School voor de studie van vloeistoffen, oppervlakteverschijnselen en capillariteit.
In Luik werd een niet minder begaafd fysicus benoemd, hoewel zijn werk lange tijd in de schaduw van Plateau is gebleven. Michel Gloesener werd in 1830 benoemd voor de theoretische en de experimentele fysica, maar aanvankelijk doceerde hij ook de mineralogie, de sterrenkunde en later de industriële fysica. Zijn interesse ging vooral uit naar het elektromagnetisme, op dat ogenblik een heel nieuw domein van de natuurkunde, gedomineerd door Faraday in Engeland en Ampère in Frankrijk. Net als Plateau ging Gloesener aan de slag om didactische toestellen te bouwen ten behoeve van zijn onderwijs. Zijn eerste apparaat, het ‘Pan-electro-magneticum’ dateert van 1835 en had tot doel de wederzijdse interactie van een stroomvoerende geleider en een magneet, of van twee stroomdraden aan te tonen. Twee jaar later bouwde hij een ‘horizontaal molentje’: een weekijzeren kern was omwonden met een koperdraad waarvan de uiteinden in een kwikbad waren ondergedompeld. Het kwikbad bestond uit twee compartimenten, verbonden met de tegengestelde polen van een batterij. De stroom door de koperdraad maakt de weekijzeren kern magnetisch zodat die zich richt volgens het magnetisch veld van de aarde. Tijdens die beweging komen de stroomdraden echter terecht in het andere compartiment van het kwikbad zodat de polariteit van de magneet omkeert. Daardoor ontstaat een continue beweging, waarvan Gloesener meteen begreep dat ze de weg opende naar de constructie van een elektrische motor. Tijdens de volgende jaren ontwierp hij verschillende types van dergelijke motoren en toestellen, zoals een elektromagnetische klok en een kleine telegraaf. Wanneer in 1849 de Belgische Staat een commissie (met als lid de alomtegenwoordige Quetelet) oprichtte om de introductie van de telegrafie in België in goede banen te leiden, nam Gloesener deze gelegenheid te baat om zijn kennis toe te passen op de verbetering van de bestaande telegrafietoestellen. Dit leverde hem
internationale erkenning op, maar de financiële baten waren voor Polydore-Louis Lippens (1810-?) uit Eeklo, die de niet-gebreveteerde uitvindingen van Gloesener commercialiseerde. Pas in 1871 richtte Gloesener een eigen bedrijfje op, Manufacture belge d'appareils électriques, maar dat werd stopgezet in 1878, twee jaar na het overlijden van zijn stichter.
Ook de vrije universiteiten van Leuven en Brussel slaagden erin jonge, beloftevolle fysici aan te trekken. In Leuven werd Jacques-Guillaume Crahay (1789-1855) aangesteld, die sinds 1817 natuur- en scheikunde had onderwezen aan het Atheneum van Maastricht, zijn geboortestad. Crahay had een ruime belangstelling: hij maakte geologische excursies in Limburg en Luik en bestudeerde de fossiele vondsten van de Sint-Pietersberg. Maar vooral was hij geboeid door de meteorologie. Van 1818 tot 1849 deed hij dagelijks nauwgezet meteorologische waarnemingen. Van 8 uur 's morgens tot 5 uur 's avonds noteerde hij onder andere elk uur de barometerstand. Hij bepaalde dagelijks het moment van minimum en maximum en berekende het tijdsinterval tussen beide. Over zijn onderwijs in Leuven
| |
| |
Pan-electro-magneticum van Michel Gloesener. In: Mémoire sur quelques nouveaux appareils électromagnétiques et leur emploi. Luik, 1843-1844. Brussel, Académie royale de Belgique ▪
is weinig bekend, maar hij stond bij zijn collega's en vakgenoten in hoog aanzien.
De Université libre de Bruxelles kon een aantal van haar hoogleraren rekruteren uit de docenten aan het Museum voor de Wetenschappen en Letteren. Quetelet, die benoemd was tot directeur van de Sterrenwacht, weigerde een aanbod, omdat hij zijn officiële benoeming niet verenigbaar achtte met een leeropdracht aan een vrije universiteit. Als alternatief werd de Fransman Charles-Etienne Guillery (1791-1861) benoemd voor zowel de scheikunde als de fysica. Guillery, die zich pas in 1829 in Brussel had gevestigd, was op vele terreinen beslagen: aan het Atheneum te Brussel doceerde hij wiskunde, aan het Museum scheikunde en natuurkunde. Hoewel Guillery een aantal elektromagnetische toestellen bouwde (waaronder een elektrische telegraaf), ging zijn voorkeur toch uit naar de scheikunde en al na een jaar liet hij de cursus fysica over aan Floris Nollet (1794-1853), een verre nakomeling, zo werd gezegd, van de Franse abbé Nollet die in het midden van de 18de eeuw de experimentele fysica in Frankrijk had gepopulariseerd. Guillery en Nollet doceerden ook allebei aan de in 1835 opgerichte Militaire School. In 1840 werden ze echter verplicht te kiezen voor één van beide instellingen. Aangezien Nollet aan de Militaire School bleef, nam Guillery de cursus fysica weer op tot aan zijn dood. Vanaf 1842 werd Pierre-Napoléon De Villers belast met de cursus wiskundige natuurkunde.
Aan elk van de Belgische universiteiten had de natuurkunde op die manier volwaardige vertegenwoordigers. Daarnaast moet nog de Militaire School worden vermeld, waar het wetenschappelijk onderwijs werd verzorgd door een aantal topfiguren uit de Belgische wetenschap, met name door Quetelet voor de sterrenkunde en Stas voor de scheikunde.
| |
| |
Kwadranttelegraaf met compleet klavier ontworpen door Michel Gloesener. In: Recherches sur la télégraphie électrique. Luik, 1853, plaat I, Luik, Université de Liège, CICB ▪
Complete telegraaf met twee magneten ontworpen door Michel Gloesener. In: Recherches sur la télégraphie électrique, Luik, 1853, plaat II. Luik, Université de Liège, CICB ▪
| |
| |
De fysica werd aanvankelijk gedoceerd door Guillery, maar vanaf 1840 nam Nollet die cursus over. Nollet was oorspronkelijk apotheker in Ath en had in die stad openbare lessen gegeven over verschillende wetenschappelijke disciplines. In Brussel ontpopte Nollet zich tot een innovatieve constructeur van elektromagnetische toestellen. In het bijzonder bedacht hij een originele ‘magneto-elektrische machine’, in feite een generator, waarbij door rotatie van een stel spoelen in een magnetisch veld een grote elektrische stroom kon worden opgewekt. Nollets machines werden gebouwd door Joseph Van Malderen die in Parijs werkte bij de onderneming L'Alliance, gespecialiseerd in de constructie van elektrische machines. De generator kende een groot succes en werd onder andere gebruikt voor het opwekken van het elektrisch booglicht in vuurtorens. Het is ook bekend hoe Van Malderen in Parijs een landgenoot in dienst nam, Zénobe Gramme (1826-1901) om er aan de machine van Nollet te werken. Gramme, een autodidact, ging echter al snel zijn eigen weg en werd in 1871 de uitvinder van de eerste dynamomotor.
| |
▪ Van wetenschap tot natuurfilosofie
Tijdens de eerste decennia van de Belgische onafhankelijkheid maakten de Belgische fysici vooral naam als constructeurs van vernuftige toestellen, die internationaal waardering oogstten. Dit soort werk was in overeenstemming met het heersende kennisideaal, dat de natuurkunde vooral als een experimentele wetenschap definieerde. Theoretisch onderzoek was vrijwel geheel afwezig. Het is, gezien de stand van het wetenschapshistorisch onderzoek over deze periode, wellicht nog te vroeg om een definitieve karakterisering van de ontwikkeling van de Belgische fysica te geven, maar toch lijkt het derde kwart van de 19de eeuw zich meer te profileren als een periode van theoretische, ja zelfs filosofische beschouwingen over de fundamentele natuurverschijnselen. Dat betekent niet dat de stroom van praktische uitvindingen en toepassingen verminderde, maar wel dat meer dan voorheen fysici zich inlieten met speculatieve beschouwingen en de natuurkunde trachtten door te lichten vanuit een filosofisch of levensbeschouwelijk perspectief.
Tot een echte theoretische natuurkunde, zoals die in Duitsland gestalte kreeg, is het niet gekomen. Enkel op het gebied van de mechanica, een tak van de natuurkunde die heel dicht bij de wiskunde aansloot, kan men van echt theoretisch onderzoek gewagen. Sommige, nochtans bij uitstek geschikte terreinen voor fundamenteel onderzoek, zoals de studie van de oppervlakteverschijnselen bij Plateau en zijn Gentse leerlingen, hebben niet tot fundamentele conclusies geleid. De fysici die wel tot natuurfilosofische beschouwingen geneigd waren, behoren misschien niet tot de belangrijkste van hun generatie, maar zij geven aan dat in het wetenschappelijk klimaat van hun tijd wel degelijk een interesse voor dergelijke theorievorming bestond.
De meest merkwaardige van alle theoretische fysici in België was de uit Diekirch afkomstige Remy Brück (1818-1870). Brück volgde een opleiding aan de Militaire School en bracht het tot majoor. Hij werkte bij de dienst voor militaire topografie, waardoor hij contacten had met zowel de militaire top als met de meest vooraanstaande Belgische wetenschappers. Brück verzette zich tegen het materialisme van de moderne wetenschap en zocht naar een meer omvattende natuurfilosofie die alle verschijnselen met elkaar in verband kon brengen. In 1851 publiceerde hij Electricité ou magnétisme du globe terrestre, waarin hij een originele materieleer uiteenzette, en de oorzaak van de atmosferische elektriciteit situeerde in de straling van de zon. Bewijzen voor zijn theorie had hij niet, maar zijn overtuiging was sterk. Brück werd hierin gesteund door de grote interesse voor het aardmagnetisme, dat op dat ogenblik één van de prioriteiten was van Quetelets onderzoekswerk op de Sterrenwacht. Hij bedankte in zijn volgende publicaties Quetelet en Jean Liagre (1815-1891), commandant van de Militaire School en één van Quetelets trouwste volgelingen, voor hun ‘steun’, hoewel niet duidelijk is in hoever ze zijn theorieën daadwerkelijk onderschreven. Brücks verbeelding ging overigens nog veel verder: het aardmagnetisme, bepaald door de instraling van de zon, had op zijn beurt een directe invloed op het gedrag van
| |
| |
mensen en hun beschavingen. In L'Humanité, son développement et sa durée van 1866 breidde hij zijn theorie uit tot een historisch determinisme dat aan elk van de grote beschavingen een termijn van 516 jaar oplegde. Met een dergelijke theorie ging hij uiteraard de grenzen van elke wetenschapsopvatting te buiten, maar toch vond hij een schare bewonderaars, vooral in kringen van de Militaire School, die zijn ideeën verder uitwerkten. Figuren als Charles Lagrange (1851-1932, lid van de Academie) en Ernest Millard (1860-1920) publiceerden uitbreidingen van de theorie van Brück, die steeds opnieuw aanhangers vond. Er bestaat goede grond om aan te nemen dat Koning Albert I onder de invloed was van deze opvattingen en aan de vooravond van de Eerste Wereldoorlog zijn politiek beleid ten aanzien van Duitsland en Frankrijk hierdoor liet beïnvloeden. Na de oorlog leefde de theorie voort in het werk van A. Doneux, R. Gerard en M. Schuyten.
De theorie van Brück is een extreem voorbeeld van een theoretische interpretatie van natuurverschijnselen. Ze toont wel aan hoe in de Belgische wetenschappelijke wereld de bereidheid bestond om natuurwetenschap tot uitgangspunt te nemen van filosofische beschouwingen. Misschien moeten in hetzelfde wetenschappelijk klimaat de verhandelingen geplaatst worden van de hoogleraren Valerius en Docq over de ultieme bouwstenen van de materie? In 1865 publiceerde Valerius in de Bulletins van de Academie een theorie over de fundamentele interacties tussen de moleculen. Valerius meende de onderlinge afstoting van de moleculen te kunnen verklaren door de aanwezigheid van een gecondenseerde etheratmosfeer die zich rondom de moleculen bevond. In combinatie met de algemeen aanvaarde newtoniaanse aantrekkingskracht tussen massa's verklaarde hij zowel de elasticiteit en de verschillende aggregatietoestanden van de materie. In 1863 verscheen van de Leuvense hoogleraar Adrien-Joseph Docq (1820-1875) een Examen des théories relatives aux agents physiques, een verhandeling bekroond door het Bataafsch Genootschap der Proefondervindelijke Wijsbegeerte te Rotterdam. Docq behandelde daarin het probleem van de ‘imponderabilia’ licht, warmte, elektriciteit en
Adrien-Joseph Docq. Lithografie door J. Schubert, 1867 Leuven, Centrale Bibliotheek KULeuven, Prentenkabinet ▪
magnetisme, die door de wet van energiebehoud met elkaar en met de ponderabele materie in verband gebracht werden. Voor Docq waren licht- en warmteverschijnselen terug te voeren tot een vorm van beweging, niet tot een eigen materieel beginsel. Trillingen van materie-elementen resulteren in transversale golven van een elastisch medium waardoor de overdracht van warmte en licht is te verklaren. Geleiding berust op een onzichtbare beweging van de moleculen.
Het werk van Docq was van een degelijk gehalte, maar tegelijk valt op hoe ver hij verwijderd was van een daadwerkelijk onderzoekprogramma, dat de door hem opgeworpen vragen zou kunnen beantwoorden. Zijn houding is typisch voor talrijke katholieke geleerden die vooral de filosofische consequenties van de moderne natuurwetenschap wilden onderzoeken. De bijdrage van katholieke fysici moet overigens niet onderschat worden. Vooral de jezuïeten die zich vanaf 1832 opnieuw in België
| |
| |
vestigden, besteedden veel aandacht aan de vooruitgang in de natuurkunde, zelfs met verwaarlozing van de filosofie en de metafysica. In hun Collège de Notre-Dame de la Paix te Namen werd vanaf 1836 hoger onderwijs in de filosofie gegeven, waarin een ruime plaats werd toebedeeld aan de natuurkunde. In 1866 werd in Namen een natuurkundig laboratorium ingericht dat op dat ogenblik wellicht het beste van België was. Niettemin kan men de jezuieten-fysici moeilijk anders dan als amateur-geleerden bestempelen. Voor hen was niet het origineel onderzoek, maar wel de kritische interpretatie van belang. De jezuïeten vormden een tegenwicht tegen de puur experimentele en positivistische benadering van de ‘professionele’ fysici, maar zij vertolken door hun onvermoeibare recensiearbeid en populariserende overzichtsartikelen goed het klimaat van de Belgische wetenschappelijke wereld.
Dat een dergelijke benadering ook tot nieuwe inzichten kon leiden blijkt uit de bijdragen van de jezuïeten-fysici tot de verklaring van de Brownse beweging. Deze microscopische beweging, die onder andere was waar te nemen in de ‘dansende’ gasbellen die in holtes van gesteenten waren ingesloten, was ontdekt in 1828 door de Britse botanicus Robert Brown (1773-1858). In 1877 presenteerde Joseph Delsaulx (1828-1891), die fysica doceerde in de studiehuizen van de jezuïeten in Namen en Leuven, in een vergadering van de Royal Microscopical Society te Londen een verklaring van het fenomeen als een gevolg van moleculaire bewegingen. Deze verklaring zou later de juiste blijken te zijn, maar ze werd op dat ogenblik niet gunstig ontvangen door de universitaire fysici. Gustave Van der Mensbrugghe (1835-1911), schoonzoon en opvolger van Plateau in Gent, zocht de verklaring in microscopische temperatuurverschillen in de oppervlaktelaag van de gasbellen en was niet geneigd aan de moleculen een grote bewegingssnelheid toe te kennen. Van der Mensbrugghe was echter een typische vertegenwoordiger van de ‘harde’ fysica, die slechts experimenten wilde aanvaarden als basis voor verdere speculaties. Delsaulx was gemakkelijker geneigd tot boude speculaties, die zijn algemeen materiebeeld bevestigden. Deze theoretische beweging lijkt meer te zijn uitgegaan van katholieke zijde, dan van hun traditionele antagonisten, de vrijzinnigen. Aan de Brusselse universiteit doceerde van 1859 tot 1906 de wat kleurloze Ernest Rousseau (1831-1908), die in nauwelijks één overzicht van de fysica uit die tijd wordt genoemd. Daar staat dan weer tegenover dat zijn collegae in de botanica en de zoölogie wel degelijk het voortouw namen in de theoretische en levensbeschouwelijke discussies omtrent evolutie en erfelijkheid. Ook mag hier de industrieel Ernest Solvay (1838-1922) vermeld worden die in het spoor van het energetisme van Wilhelm Ostwald
(1853-1932), een filosofie van de materie uitbouwde, die echter door de wetenschappelijke wereld niet ernstig werd ontvangen. Het energetisme zou in België echter nog lang in de 20ste eeuw aanhangers vinden.
| |
▪ De wetenschap van droombeelden
De toenemende belangstelling voor speculatieve beschouwingen moet in verband gebracht worden met de steeds vaker gehoorde roep naar zuivere wetenschap. Aan de universiteiten trokken de Speciale Scholen voor toegepaste wetenschappen veruit de meeste studenten. Hoogleraren van de faculteit Wetenschappen gaven vaak meer colleges voor ingenieursstudenten dan aan hun eigen studenten. Vanaf ca. 1870 gingen steeds meer wetenschappers zich uitspreken voor een zuivere wetenschapsbeoefening, die niet enkel op industriële toepassingen was gericht maar uitging van een waarachtige belangstelling voor de natuurverschijnselen. De theorie die aan deze evolutie de beste uitdrukking gaf, was de mechanische warmteleer zoals die rond 1850 door Rudolf Clausius werd ontwikkeld. De mechanische warmteleer beschouwde de warmte als een vorm van kinetische energie op moleculair niveau. Voor die hypothese bestonden geen empirische aanwijzingen, maar de theorie klopte mooi met de waarnemingen. Het toepassingsveld was zeer ruim: niet alleen het fysisch onderzoek van de stoffen en de aggregatietoestanden, maar ook de thermochemie en de meteorologie werden door de thermodynamische wetmatigheden en verklaring beroerd. Verschillende van de hierboven genoemde
| |
| |
speculatieve verhandelingen maakten allusie op de mechanische warmteleer.
In de introductie van Clausius' opvattingen in België speelde François Folie (1833-1905) een belangrijke rol. Folie, die later in 1885 directeur van de Brusselse Sterrenwacht zou worden, was afkomstig uit Venlo en studeerde aan de Luikse universiteit. Na zijn studies verbleef hij verschillende keren aan de universiteit van Bonn, waar hij persoonlijk met Clausius kennis maakte. Folie zette zich meteen in voor de verspreiding van Clausius' ideeën in België. Vanaf 1867 gaf hij gedurende enkele jaren een vrije cursus aan de Luikse universiteit over de mechanische warmteleer. Rond dezelfde tijd begon hij, op vraag van Clausius, aan de vertaling van diens Abhandlungen über die mechanische Wärmetheorie (1864, 1867). De vertaling verscheen in 1868-1869 als Théorie mécanique de la chaleur. Folie vertaalde daarna nog andere werken van Clausius: in 1870 La fonction potentielle et le potentiel en in 1887 Leçons sur la théorie mécanique de la chaleur. Hoewel Folie geen eigen bijdrage tot de warmteleer heeft geleverd, toonde hij zich steeds een vurig verdediger van de nieuwe theorie. In een openbare lezing voor de Academie in 1873
Gustave Van der Mensbrugghe. Lithografie door Florimond Van Loo. Brussel, Koninklijke Bibliotheek Albert I. Prentenkabinet ▪
gaf hij aan hoe de mechanische warmteleer ons beeld van de materie had veranderd: ‘Kracht is materie in beweging of materie is de verschijningsvorm van kracht. Aan de basis van deze beide concepten ligt slechts één substantie, of men die nu materie of kracht noemt heeft weinig belang’. Uit de mechanische warmteleer trok Folie nog de conclusie dat het heelal afstevende op een ‘warmtedood’, wanneer elk temperatuurverschil waaruit arbeid kon ontstaan, zou zijn verdwenen. Voor Folie betekende dit echter ook dat de wereld op een bepaald ogenblik was ontstaan, want anders was het niet te verklaren dat het onafwendbare einde nog niet was bereikt. ‘Zo is dan de schepping wetenschappelijk, ja zelfs mathematisch bewezen,’ besloot hij.
De mechanische warmteleer werd snel geïntegreerd in het onderzoek van de Belgische fysici en chemici. Van der Mensbrugghe in Gent onderzocht het verband tussen warmte en oppervlaktespanning en concludeerde dat de vergroting van een vloeistofoppervlak met warmteverlies gepaard moest gaan. Zijn pogingen om een moleculaire verklaring te vinden, kenden echter weinig succes. In Luik was het vooral de chemicus Walthère Spring (1848-1911) die gebruik maakte van de thermodynamica in zijn onderzoek. Spring had de colleges van Clausius in Bonn gevolgd, wat hem inspireerde tot een fysische benadering van de scheikunde. Spring publiceerde over de soortelijke warmte van legeringen, diffusie, capillaire verschijnselen en statische elektriciteit. In 1895 was hij de initiatiefnemer voor de oprichting van leerstoelen in de fysische scheikunde aan de rijksuniversiteiten. In Gent werd een student van Spring op die leerstoel benoemd, Edmond Van Aubel (1848-1941). In Brussel werd de fysische scheikunde onderwezen door Albert Reychler (1854-1938). Als neerslag van dat onderwijs publiceerde hij in 1897 een opmerkelijk boek Les théories physico-chimiques, dat drie edities kende en vertaald werd in het Engels, het Tsjechisch, het Duits en het Russisch. Het boek gaf een kritisch overzicht van de theorieën van Berthelot, Van 't Hoff, Arrhenius, Thomsen en Ostwald. In 1906 besloot Reychler echter zich terug te trekken uit het universitaire leven een weigerde zelfs het
| |
| |
Pierre De Heen. In: Verzameling foto's opgedragen aan Prof. Louis Henry. Leuven, Archief KULeuven ▪
lidmaatschap van de Academie. Hij bleef wel verder onderzoek doen in zijn eigen laboratorium in Sint-Niklaas.
De meest originele Belgische fysicus rond de eeuwwisseling was Pierre De Heen (1851-1915). De Heen was geboren in Leuven, waar hij ook zijn opleiding kreeg tot mijningenieur. Toch bleek zijn voorkeur uit te gaan naar zuivere wetenschap. Hij deed aanvankelijk onderzoek over de vloeistoffysica en de toepassingen van de mechanische warmteleer, dat hem snel nationale en internationale bekendheid verschafte. In 1886 doceerde hij in Luik een vrije cursus over de fysische chemie om er een jaar later benoemd te worden op de leerstoel voor experimentele fysica. De Heen voelde zich, in tegenstelling tot vele van zijn Belgische collegae, aangetrokken tot de theoretische natuurkunde en schreef verschillende verhandelingen over de structuur van de materie, het energetisme en de elektronentheorie. In 1912 publiceerde hij Introduction à l'Etude de la Physique, een synthese van zijn werk gedurende de voorbije twintig jaar. Daarin verdedigde De Heen een conventionalistische opvatting van de natuurkunde, waarbij het de fysicus vrij stond hypothesen te bedenken voor de ultieme, niet-waarneembare fundamenten van de natuur, zolang daaruit zinvolle conclusies konden worden getrokken die experimenteel te toetsen waren. De fysicus kon bij elk probleem een andere hypothese bedenken, die voor de oplossing best geschikt was. Natuurverschijnselen konden dus op meerdere wijzen worden voorgesteld. ‘De natuurkunde is de wetenschap van droombeelden,’ schreef hij. Maar, ‘deze droombeelden of hypothesen vormen het onmisbare instrument voor haar vooruitgang en ontwikkeling.’ In deze opvatting stelde De Heen het concept ‘substantie’ voor als drager van zowel materie als energie. De ether stelde hij gelijk aan een bepaalde energetische toestand van de substantie. Als model om dit uit te drukken gebruikte hij een netwerk van om hun as roterende vezels. Hiermee verklaarde hij tal van elektrische, chemische en fysische verschijnselen,
hoewel hij toegaf dat het model voor sommige, zelfs eenvoudige verschijnselen te ingewikkeld was en daarvoor dus andere modellen te verkiezen waren.
| |
▪ Laboratoria en specialisatie
De generatie fysici die rond 1900 hun loopbaan begonnen, deden dat in een heel andere context dan hun voorgangers. Onderzoekswerk was nu een belangrijk onderdeel geworden van de opleiding. Sinds ca. 1870 hadden alle universiteiten laboratoria voor fysica ingericht. Bovendien werd het steeds meer gebruikelijk jonge onderzoekers voor enige jaren naar het buitenland te sturen om er hun opleiding verder te zetten in de meest gerenommeerde laboratoria. Studiereizen werden ook al in de 19de eeuw aangemoedigd, onder andere door de reisbeurzen van de Belgische regering, maar waar het toen nog ging om eenmalige en vaak korte verblijven, vormden de onderzoeksreizen nu het vertrekpunt van blijvende wetenschappelijke contacten, waardoor de Belgische onderzoekers zich wisten te integreren in de internationale wetenschappelijke gemeenschap. Toch bleven de meeste Belgische fysici (trouwens ook in andere vakgebieden) nog heel lang bijna exclusief publiceren in het Bulletin en de Mémoires van de Academie. Een meer internationaal profiel van de
| |
| |
Jules Verschaffelt in een laboratorium te Leiden. Gent, Museum voor de Geschiedenis van de Wetenschappen ▪
Belgische wetenschap zou zich pas na de Tweede Wereldoorlog doorzetten.
De nieuwe generatie zorgde na de Eerste Wereldoorlog voor een sterke wederopbloei van de natuurkunde in België. Die zou aanvankelijk het sterkst te merken zijn in de vrije universiteiten. In Brussel werd in 1906 de Gentenaar Jules Verschaffelt (1870-1955) aangetrokken als docent. Verschaffelt had na zijn studietijd van 1894 tot 1906 verbleven in Nederland waar hij onder meer werkte bij Jacobus Henricus Van 't Hoff (1852-1911) en Johannes Van der Waals (1837-1923) in Amsterdam en bij Heike Kamerlingh Onnes (1853-1926) en Hendrik Antoon Lorentz (1853-1928) in Leiden, waar hij promoveerde. Uit Brussel bracht Verschaffelt vernieuwende opvattingen mee over de moderne natuurkunde. Zo pleitte hij voor de instelling van een leerstoel theoretische natuurkunde, waarvoor de Franse fysicus Emile Henriot (1885-1961) werd benoemd. In hetzelfde jaar werd Théophile De Donder (1872-1957) benoemd op de leerstoel wiskundige natuurkunde. Daarmee leek de basis gelegd voor een veelbelovende ontwikkeling, die echter door de oorlog werd afgebroken. Verschaffelt keerde terug naar Nederland en bleef er tot 1923, toen hij naar aanleiding van de vernederlandsing van de Gentse universiteit een professoraat kreeg aangeboden in de proefondervindelijk natuurkunde. Verschaffelt hernam in Gent de onderzoekstraditie van Plateau en Van der Mensbrugghe over de vloeistoffysica. Merkwaardig is wel dat hij, die vaak wees op de grote achterstand van de Belgische natuurkunde, totaal geen interesse toonde voor de relativiteitstheorie noch voor de kwantummechanica, twee revolutionaire theorieën die tijdens het interbellum in het middelpunt van de internationale discussies stonden. Sterk beïnvloed door zijn Nederlandse voorbeelden, was hij een hevig pleitbezorger voor Nederlandstalige wetenschapsbeoefening in Vlaanderen en voor verregaande samenwerking tussen Nederlandse en Vlaamse geleerden. Niettemin kon hij zich niet vinden in de meer extreme eisen van de Vlaamse Beweging,
wat zijn positie in deze politiek gespannen periode er niet op vergemakkelijkte.
Een student van Verschaffelt, Augustinus F. Van Itterbeek (1904-1968) zou later, eveneens na een verblijf in Nederland, te Leuven het (Nederlandstalige) Laboratorium voor Lage Temperaturen en Technische Fysica oprichten.
Hoewel Verschaffelt één van de meest gezaghebbende Belgische fysici werd, lijkt toch de ontwikkeling in Brussel, mede door de aldaar georganiseerde Solvay-congressen en niet gehinderd door de politieke moeilijkheden die Gent en de hele Vlaamse wetenschappelijke wereld verdeelden, de toon te hebben gezet voor de Belgische natuurkunde tijdens het interbellum, en ook in de eerste jaren na de Tweede Wereldoorlog. Henriot deed vooral onderzoek over radioactiviteit en introduceerde de elektronenmicroscoop in België. Zijn werk lag ook aan de basis van de ultracentrifuge. De Donder was één van de weinige Belgische geleerden die zich inlieten met Einsteins relativiteitstheorie. In de jaren '20 publiceerde hij ook enkele studies over de toepassing van de thermodynamica in de chemie met behulp van het affiniteitsbegrip. Hieruit
| |
| |
Natuurkundekabinet van de universiteit van Leuven vóór 1914 Leuven. Archief KULeuven ▪
ontstond de bekende Brusselse school voor thermodynamica van niet-reversibele processen.
De situatie in Leuven leek aanvankelijk minder rooskleurig. Het laboratorium werd rond de eeuwwisseling geleid door Alexandre de Hemptinne (1866-1955), die voor de aankoop van nieuwe uitrusting vaak een beroep moest doen op eigen financiële middelen. Na de Eerste Wereldoorlog slaagde de universiteit erin een aantal beloftevolle jongeren aan te trekken, die het onderzoek op korte tijd op hoog niveau wisten te brengen. In 1919 werd Walter Mund (1892-1956) benoemd op de leerstoel fysische chemie. Vanaf 1925 doceerde hij ook natuurkunde. Hij deed onderzoek over radiochemie en ging zich vervolmaken bij Marie Curie (1867-1934) in Parijs. Hij ontwikkelde in 1924 een toestel om het radium van Katanga te verrijken, waardoor Leuven een belangrijk centrum van radiumonderzoek werd. Mund werd ook een pionier inzake medische toepassingen van de radioactiviteit, onder andere door de ontwikkeling van een toestel om radioactief water te produceren dat in de kuuroorden werd gebruikt voor thermale doeleinden.
De receptie van de kwantummechanica in België is vooral toe te schrijven aan het werk van Charles Manneback (1894-1975). Manneback behaalde in 1920 het diploma van mijningenieur in Leuven, waarna hij een jaar verbleef aan het MIT in Cambridge, Massachussetts. In 1922 al werd hij in Leuven
| |
| |
benoemd voor de wiskundige natuurkunde. Hij richtte zijn leeropdracht zó in, dat hij elk jaar één semester in het buitenland kon verblijven. Van 1925 tot 1927 verbleef hij in Zürich bij Peter Debye (1884-1966). Hij volgde Debye die in Leipzig werd benoemd, waar hij Werner Heisenberg (1901-1976) ontmoette. In 1931 ging hij naar Kopenhagen bij Niels Bohr (1885-1962) en in 1935 en 1936 werkte hij bij Enrico Fermi (1901-1954) in Rome. Daarmee was Manneback doorgedrongen tot de kleine groep fysici die de basis legden van de moderne natuurkunde. Toch bleef hij een door hedendaagse historici misschien ten onrechte vergeten randfiguur, gespecialiseerd in de spectrografie van dien poly-atomaire moleculen.
De nieuwe fysica zou in Luik pas geïntroduceerd worden met de benoeming van Léon Rosenfeld (1904-1974), die na zijn studietijd enige jaren verbleef in Parijs, Duitsland en Zwitserland en er onder andere werkte bij Louis de Broglie (1892-1987), Max Born (1882-1970), Wolfgang Pauli (1900-1958) en Werner Heisenberg. Vanaf 1929 verbleef hij regelmatig in Kopenhagen bij Niels Bohr, en publiceerde hij belangrijke artikelen over de kwantumelektrodynamica. In 1941 verliet hij België voor een leerstoel in Utrecht.
| |
▪ Conclusie
Dit overzicht van de Belgische natuurkunde tijdens de ‘lange’ 19de eeuw is uiteraard niet volledig. We hebben geen aandacht kunnen besteden aan het onderzoek in de toegepaste natuurkunde, zoals dat bijvoorbeeld plaatsvond aan het befaamde Institut Montefiori te Luik en de verschillende ingenieursscholen. Ook hebben we geen melding gemaakt van de astrofysica of de meteorologie, domeinen waarin de natuurkunde een belangrijke bijdrage levert. Ons overzicht wil vooral enkele algemene kenmerken onderstrepen, met nadruk op het institutionele kader van de universiteiten.
In de Belgische natuurkunde lijkt vooral de theoretische component lang afwezig geweest te zijn. Weliswaar bestond er vooral op het einde van de 19de eeuw een grote interesse voor filosofische en levensbeschouwelijke vragen die uit de nieuwe natuurkundige theorieën konden worden afgeleid. Maar over het algemeen lag de nadruk sterk op het experiment of de toepassing van de natuurkunde in de constructie van machines. Van een echte creatieve theorievorming is in de beschouwde periode enkel sprake bij de Brusselse fysici rond De Donder. Gezien het grote belang van de theoretische natuurkunde in de status van het vakgebied in de 20ste eeuw, verbleekt het werk van de Belgische natuurkundigen op de internationale scène.
Daarbij komt nog dat voor de meeste hier behandelde fysici, de hoofdopdracht bestond uit het geven van onderwijs. Voor onderzoek ontbraken de middelen en de tijd. De grote verdeeldheid van de Belgische wetenschappelijke wereld maakte het ook niet gemakkelijk om tot samenwerking te komen. Pas met de toenemende internationalisering van het fysisch onderzoek tijdens het interbellum en met de vorming van een nationaal wetenschapsbeleid zou hieraan enigszins verholpen kunnen worden.
|
|
Auteursrechtelijk beschermd