Marcel Minnaert astrofysicus 1893-1970

De rok van het universum

[p. 244]

Hoofdstuk 12
De Natuurkunde van 't Vrije Veld

‘Wie houdt van de natuur neemt haar verschijnselen waar zoals hij ademt en leeft; uit een aangeboren diepe drang.’

Op weg naar een klassiek boek

In de jaren twintig was Minnaert begonnen waarnemingen én verklaringen van fysische verschijnselen in de vrije natuur te verzamelen, te catalogiseren en te documenteren.¹

Minnaert met om zijn hoofd een heiligenschijn op bedauwd gras: heldere lichtglans om de schaduw van het hoofd van de waarnemer, die zijn camera vlak bij het hoofd houdt.

Op een kantje van een schrift had hij twaalf onderwerpen gekrabbeld:² Schatten en meten; Langs 't water; Op zee; Spel en sport; De geluiden der natuur; Licht en kleur op aarde; Warmte en koude; Het luchtige rijk; Elektriciteit in de natuur; Neerslag; De kleuren in de hemel; Op de trein. Hij had een ontzagwekkende hoeveelheid artikelen doorgenomen en leverde zelf oorspronkelijke bijdragen. Een van zijn meest geslaagde was Over het Geluid van plassend Water, waarover hij alvast meedeelde³ dat een waterdruppel die in water valt een hoeveelheid lucht meeneemt. Die lucht vormt een belletje dat komt bovendrijven en zorgt voor een toon: ‘Aan de vereniging van miljoenen dergelijke geluiden is het geluid van plassend water

1 Deel I, 1937, 220, geen foto. Deel I, 1968, 267, plaat XII links van 241. De laatste ‘heiligenschijn’ is hier gebruikt.

2 Schrift met aantekeningen, 1920. Archief-Sterrenkunde.

3 Minnaert, (1923d). Figuur van de opstelling in Minnaert, (1933b).

[p. 245]

in de natuur toe te schrijven:

De proefopstelling voor geluidsproeven met plassend water.

borrelen der beek, klateren der fontein, ruisen der zee.’ Iedereen kent het verschijnsel, maar om het te willen onderzoeken was de onbevangenheid van een Minnaert nodig! Begin jaren dertig had hij aan enkele Volksuniversiteiten een cursus Natuurkundige Waarnemingen in de Vrije Natuur verzorgd.⁴ In die jaren moeten er veel mensen geweest zijn die verhalen kenden die leken op dat van de jonge Van Milaan:⁵ ‘Minnaert stond 's ochtends bij het binnenrijden van het lokaaltreintje naar Utrecht (Bello) vóór de spoorbomen te wachten om op het

Het hekverschijnsel: een voortrollend wiel, dwars door een langhek waargeneomen.

laatste moment op zijn hurken te zakken om door de verticale spijlen van de spoorbomen het effect van de draaiende wielspaken te bestuderen. Voor velen was het een potsierlijk professoraal vertoon, dat wekenlang iedere ochtend plaatsvond ten behoeve van een stukje Natuurkunde van 't Vrije Veld.’ Waarschijnlijk leidde dit tot de tekst van ‘Het hekverschijnsel’: ‘Een snelrollend wiel met spaken, dwars door een hek gezien vertoont een verrassend patroon: het is alsof al de spaken doorgebogen waren.’

Op 16 november 1936 schreef Minnaert de directeur van uitgeverij Thieme⁶ dat hij het handschrift had voltooid van De Natuurkunde van 't Vrije Veld: ‘De opzet van het werk is geheel oorspronkelijk: het is een verzameling natuurkundige waarnemingen, die zonder instrumenten in open lucht kunnen geschieden. De bedoeling is, te laten zien dat de natuurkundige, even goed als de plant- of dierkundige, vreugde aan de hem omgevende natuur beleven kan en dat ook de be-

4 Een dictaat uit 1933 van cursist M.H. de Jongh vermeldt tien thema's: Rust en beweging; Golven, Wind en wolken; Water en ijs; Geluid en geruis; Lichtspiegeling en lichtbreking; Regenbogen, kringen en kransen; Verschijnselen ten gevolge van eigenaardigheden van het oog; Kleuren in het landschap; De elektriciteit in de natuur. De mechanica gaat als vanouds vooraf aan de optica. Uiteindelijk draaide Minnaert die volgorde om. De cursus duurde drie maanden en werd minstens in Amsterdam, Utrecht en Arnhem gegeven. Archief-Sterrenkunde.

5 Drs F.W. van Milaan, de buurjongen van Parklaan 50, in een brief van 26 juni 1998. Het verhaal over het fysiologische verschijnsel is van medio jaren dertig en leidde kennelijk tot de door Minnaert getekende figuur in een paragraaf van deel I, Nabeelden en contrastverschijnselen, sub-onderwerp Het hekverschijnsel, 111 (1968, figuur 96, I-144).

6 Minnaert aan Thieme, 16 november 1936. Gemeente-Archief Zutphen.

[p. 246]

langstellende leek op dit gebied volop genieten kan. (...) Het boek is geschreven op een manier die het begrijpelijk maakt voor ieder, die middelbaar onderwijs genoten heeft en dit niet geheel en al vergeten is. Enkele kleine stukjes, hier en daar verspreid, zijn iets moeilijker, maar kunnen in kleine letter gedrukt worden en storen niet voor de samenhang van 't geheel. Anderzijds zijn er zoveel weinig bekende publicaties en oorspronkelijke waarnemingen van mijzelf in verwerkt, dat ook de vakman het naar mijn oordeel met belangstelling zal lezen.’

Minnaert had zich een beeld gevormd van de potentiële kopers: ‘In deze tijd dat het onderwijs meer en meer belang gaat hechten aan de natuur, verwacht ik dat het verkocht zal worden aan leraren, schoolbibliotheken, openbare leeszalen, padvinderleiders, de lezers van Hemel en Dampkring en alle amateur-meteorologen, de leden der Vereniging voor Weer- en Sterrenkunde, de vrijwillige waarnemers van het Meteorologisch Instituut, fysici, toeristen, geografen, enz.’ Het honorarium kon geen probleem zijn. De rechten van vertaling wilde hij echter in eigen hand houden. Twee dagen later had hij al een contract van de uitgever inzake deel i22. Minnaert had bedongen dat hij deel ii en iii elders kon laten uitgeven als Thieme mocht besluiten van verdere publicatie af te zien.⁷22 Dit snelle succes zal hem tijdens de Utrechtse schorsing een hart onder de riem hebben gestoken.

Het encyclopedische zat Minnaert in de genen. Zijn vader had met zijn aforismen de hele wereld bestreken en zijn peetoom Gillis Desideer⁸ had in zijn Geesteswereld en schoonheidszin de Vlamingen een algemene ontwikkeling, een Leekenspieghel, willen bieden. In de natuur had Gillis overal orde, samenhang en harmonie aangetroffen. Lang had hij stilgestaan bij de rijkdom in vorm en kleur van de natuur: ‘Beklim een heuvel of duintop, vanwaar het schone natuurtafereel zich voor uw blik ontrolt.’ Hij had geschreven over bloemen, bomen, vogels, vlinders en planten als een Jacques P. Thijsse avant la lettre, maar ook over bergen en rotsen. Die geesteshouding had zijn petekind geërfd: hij hoefde diens ‘plan van de schepper’ slechts te veranderen in ‘de wetten van het heelal’.

Minnaert kon zich trouwens ook spiegelen aan zijn oudere vriend. In 1917 had de astronoom Anton Pannekoek De Wonderbouw der Wereld gepubliceerd,⁹ dat ‘de grondslagen van het sterrenkundig wereldbeeld’ had ontvouwd. Hij had de teksten zelf geïllustreerd en had, net

7 Minnaert, 18 en 27 november 1936. Gemeente-Archief Zutphen.

8 Minnaert, G.D., 1913-1914, I, Slot.

9 Pannekoek, 1917. Citaten aaneengeschreven.

[p. 247]

als Gillis Minnaert, voor leken geschreven. De communist Pannekoek had een politiek doel willen dienen: ‘Steeds grotere volksmassa's stijgen op uit het traditionele geloof van hun vaderen tot een wetenschappelijke opvatting van de wereld. Willen zij zich in de tegenwoordige strijd der wereldbeschouwingen goed oriënteren, dan moeten zij zich ook van de werkelijke bouw van het heelal een helder begrip vormen.’ De laatste zin heeft Minnaert goed tot zich laten doordringen.

Een toverstaf die de lezer aantikt

Minnaert had in zijn manuscript niet op deze inspiratiebronnen gewezen. Hij begon zijn boek met een citaat uit de Farbenlehre van de Duitse dichter en natuuronderzoeker Johann Wolfgang von Goethe (1749-1832): ‘Eerst en vooral beschouwen wij de hierop betrekking hebbende ervaringen in 't volle daglicht. We brengen de waarnemer in de open lucht, eer we hem in de beperking van de donkere kamer leiden.’

Goethe had net als Minnaert vele jaren gebotaniseerd en getekend voordat hij zich als homo universalis aan de mineralogie, de chemie, de optica, de meteorologie en de literatuur had gewijd. Goethe's fysiologische kleurenleer, die destijds in fysische kringen had afgedaan, beschouwde Minnaert juist als een noodzakelijke aanvulling op de optica van Newton. In zijn doorbraak als zonnefysicus had Minnaert veel profijt gehad van zijn Fingerspitzengefühl dat een verschil in kleur ook verschil zou kunnen maken bij de afbeelding op de fotografische plaat.¹⁰ Dat de fenomenologische Naturanschauuung van Goethe ook die van Minnaert was, kan bevorderd zijn door zijn studie biologie en dierkunde. Minnaert zou altijd aandacht vragen voor de primaire wereldbeschouwing, de zintuiglijke waarneming van geur, kleur en vorm, dus van kwalitatieve aspecten.¹¹ Niet alleen van de levende dingen trouwens, maar ook van de ogenschijnlijk dode natuur. De eerbied voor het geschapene was Minnaert spelenderwijs bijgebracht: hij heeft dat later kunnen aantreffen in de geschriften van zijn vader en oom, maar ook bij Goethe.

Er begon een jarenlange samenwerking tussen auteur en uitgever. Eind 1937 verscheen deel i met als ondertitel Licht en Kleur in het Landschap. Het boek kreeg bij publiek en pers een enthousiast ont-

10 De beslissende doorbraak van zijn equivalente breedte had te maken met de geelgroenkatastrofe van de Rowlandintensiteiten (hoofdstuk 8).

11 Dr F. Boer schreef in een brief van 8 juni 1998 indringend over de overeenkomsten in wereldbeschouwing tussen Goethe, Minnaert en de Zwitserse bioloog Adolf Portmann (1897-1982). Deze alinea over Goethe was er zonder zijn interventie niet gekomen.

[p. 248]

haal. De uitgever stuurde Minnaert de recensies op. Minnaert schreef dat hij met ‘veel genoegen’ de waarderende beoordeling had gelezen van Dijksterhuis in De Gids, omdat die ‘een nogal veeleisend criticus’ was. In december besloot Thieme tot het uitgeven van deel ii, Geluid - Warmte - Elektriciteit: het kwam pas in 1939 uit. Eind 1938 volgde al een herdruk van deel i en werd deel iii, Rust en Beweging, in productie genomen. Er was sprake van een Duitse vertaling, die de uitgever heeft ontmoedigd omdat hij bang was voor een concurrerende verkoopprijs.¹² De vertaling van deel i in het Engels had in 1939 plaats. In september hoorde Minnaert dat er in Polen een vertaling was verschenen: op dat moment was in dat land de Tweede Wereldoorlog uitgebroken door de inval van Duitsland en de Sovjet-Unie. In november 1940 verscheen deel iii. Vier jaar van koortsachtig werk aan drukproeven en experimenten, van correspondentie over foto's, tekeningen, opmaak, bijschriften en stofomslag zaten er op. In de eerste herdrukken van begin jaren veertig verbeterde Minnaert steevast passages en verwerkte hij kritiek en suggesties van lezers, vrienden en collega's.

Minnaert schrijft in zijn Voorwoord over natuurbeleving ook in bewoordingen die aan de Amerikaanse dichter Whitman doen denken:¹³ ‘Wie houdt van de natuur neemt haar verschijnselen waar zoals hij ademt en leeft; uit een aangeboren diepe drang. Zonneschijn en regen, warmte en koude zijn hem even welkome gelegenheden tot opmerken, hij vindt zijn gading in de stad en in het bos, in de zandvlakte en op de zee. Ieder ogenblik wordt hij getroffen door nieuwe en belangwekkende gebeurtenissen. Met veerkrachtige stap zwerft hij over de wijde landen, oog en oor klaar tot het opnemen van de indrukken die van alle kanten op hem aankomen, diep inademend de geur der lucht, voelend elk temperatuurverschil, met de hand soms strelend een struik langs de weg, om in nauwere aanraking te zijn met de dingen der Aarde. Zo voelt hij zich een mens in levensvolheid. Denk niet dat de oneindig verscheiden stemmingen der natuur voor de wetenschappelijke waarnemer iets van hun dichterlijkheid verliezen: door de gewoonte van het opmerken wordt ons schoonheidsgevoel verfijnd, en rijker gekleurd de stemmingsachtergrond waarop zich de afzonderlijke feiten aftekenen. De samenhang tussen de gebeurtenissen, het verband van oorzaak en gevolg tussen de onderdelen van het landschap, maken een harmonisch geheel van wat anders slechts een aaneenschakeling zou zijn van losse beelden.’

12 Dat speelde op 30 mei 1938. Een Duitse uitgave van deel I, Licht und Farbe in der Natur, nieuw geïllustreerd, kwam tot stand in 1992: meer dan een halve eeuw later!

13 In de revisie van zijn drieluik (1968-1971) introduceerde Minnaert Walt Whitman in de Inleiding van Deel I. In de eerste druk (1937-1940) haalt hij hem enkele malen aan, maar is Whitman nog geen zielsverwant. Het Goethecitaat bleef in de revisie netjes op zijn plaats staan: aan het begin van deel I.

[p. 249]

De mens merkt niet veel meer op dan de dingen die hij al kent. Daarom moest het boek een toverstaf worden, die de lezer aantikte met het ‘weten waarop ik letten moet’. De biologen hadden hun flora's en fauna's; de natuurkundigen beschikten nu over een evenknie. De waarnemingen in de open lucht waren ook een didactische leidraad:¹⁴ ‘Zij helpen ons in het toenemend streven om ons onderwijs te doen aansluiten bij het leven: zij geven ons een natuurlijke aanleiding tot het stellen van duizenden vragen en ze zorgen ervoor, dat hetgeen op school is geleerd later nog telkens en telkens ook buiten de schoolmuren wordt teruggevonden. Aldus wordt de alomtegenwoordigheid der natuurwetten als een steeds weer verrassende en indrukwekkende werkelijkheid ondervonden.’

Het boek voegde met zijn rationele verklaringen een dimensie toe aan de waarnemingen. Immers: wat de mens liefheeft, wil hij kennen en een naam geven.¹⁵ Volgens Minnaert was er altijd een wetenschappelijke verklaring voor een verschijnsel. Als men op toevalligheden stuitte, dan werden ook die ‘door vaste wetten beheerst’. Die deterministische opvatting komt tot uitdrukking in elke paragraaf van het drieluik.

14 Dat is aanwezig in zijn didactiekboek van 1924. Citaat uit Voorwoord bij Deel I, VII.

15 Interview met de astronoom P.J. Gathier uit Molenaar, 1998.

De laatste der Mohikanen

Op de lezer maakt Minnaerts drieluik nog steeds een overweldigende indruk.

Aan de ene kant liet Minnaert zich inspireren door syntheses op deelgebieden zoals Scenery and the Sense of Light, Waves of Sand and Sound en Ocean Waves van Vaughan Cornish, de Meteorologische Optik van Pernter-Exner, On Ship Waves van W. Thomson, Wind und Wasserhosen in Europa van A. Wegener en Mathematik und Sport van E. Lampe. Andersoortige inspiratiebronnen bleken de Fysiologische Optik van de fysicus H. von Helmholtz, Modern Painters van de kunsthistoricus John Ruskin, de Farbenlehre van Goethe en de Trattato della Pintura van Leonardo da Vinci. Voor Minnaert interfereerde natuurkunde met schilderkunst, fysiologie en literatuur. John Ruskin is soms pagina's lang aan het woord; zijn esthetische zienswijze leek met die van Minnaert overeen te komen. Hij gebruikte ook eigentijdse dissertaties zoals Feenstra Kuipers De groene straal of P.D. Timmermans'

[p. 250]

Proeven over de Invloed van Golven op het Strand. Hij verwerkte duizenden verhandelingen uit tijdschriften en constateerde daarbij dat de meeste schrijvers zich niet bewust waren van het werk van hun voorgangers.

Aan de andere kant lijken de toevallige ervaringen van Minnaert zelf de diepgang en de omvang van de behandeling te bepalen. Zo begint een onderwerp als Demping van zeegolven door olie met de staatsman en fysicus Benjamin Franklin, die bij de Romeinse historicus Plinius de Oude heeft gelezen over dit verschijnsel.¹⁶ De Amerikaan: ‘Ik zorgde ervoor, telkens als ik buiten ging wandelen, een weinig olie mee te nemen in de bovenste holle geleding van mijn bamboe wandelstok, om daarmee de proef te herhalen als er gelegenheid zou zijn; en ik vond dat zij onveranderlijk slaagde.’ Franklin goot dus uit zijn holle stok olie op de golven en observeerde op zijn beurt de dempende uitwerking op het golvende water. Minnaert doet het Franklin na en beschrijft het verschil in effect van diverse oliesoorten van de jaren dertig. Een andere keer verifieert hij de echo aan de kasteeltrap van Chantilly de la Cour, die de Nederlander¹⁷ Christiaan Huygens in 1693 heeft beschreven. Dan weer vertelt hij over de wandeling van zijn vriend Felix Ortt,¹⁸ die tussen Den Dolder en Huis ter Heide door een wervelwind, een ‘dwarrelkringetje’, was overvallen.

Tientallen pagina's ruimt de Minnaert - want met dat eervolle substantief wordt de trilogie al snel aangeduid - in voor 130 gedichten en citaten van 70 letterkundigen. Deze invalshoek zet Minnaerts pleidooi voor een emotionele overgave aan de natuur kracht bij. De meeste aanhalingen, liefst 13, leent hij bij de Vlaamse dichter Guido Gezelle; ook zijn activistische makkers René De Clercq (5), Felix Timmermans (2) en Wies Moens (1) citeert hij. Verschillende malen vallen de namen van Georges Duhamel, Herman Gorter, Walt Whitman, Goethe, Paul Verlaine, Coleridge, Vergilius, Henriette Roland Holst en Jacques Perk. Dat hij de eigentijdse Sovjetliteratuur leest, bewijzen citaten uit Fj. Gladkov, D. Merezjkovski en M. Sjolochov.

Minnaert lijkt de ‘levenloze natuur’ tot leven te willen wekken en gebruikt daarvoor vaak literaire citaten. John Ruskin schrijft over een modderplas:¹⁹ ‘Die plas is niet het bruine, modderige, lelijke ding dat we denken dat hij is; hij heeft een hart evenals wijzelf, en op zijn bodem zijn de takken der hoge bomen, en de blaadjes van het trillende gras, en alle soorten tinten van wisselend mooi licht van de hemel.’

16 Minnaert, deel III, Demping van zeegolven door olie, 146.

17 Minnaert, deel II, Echo van een trap, 28.

18 Minnaert, deel III, 240. Uit Van en Over Felix Ortt, Den Haag 1936.

19 Ruskin, J., Modern Painters III, 496, geciteerd in deel I, 292.

[p. 251]

Georges Duhamel over een kei:²⁰ ‘Een steen is een mooi ding, mooi in alle opzichten: zijn korrel, zijn kleur, zijn breuk, zijn glans, zijn hardheid, zijn even zovele eigenschappen die onze zintuigen oefenen en bevredigen, die ons opwekken tot nadenken.’ De grote fysicus Helmholtz mijmert:²¹ ‘De aanstormende golven met hun ritmisch zich herhalende beweging, die toch onophoudelijk wisselt, scheppen een vreemd gevoel van behaaglijke rust zonder verveling en roepen het beeld op van een machtig maar geordend en schoon, harmonisch leven.’ In de Minnaert spreekt de natuur de mensen aan. Soms lijkt het of de auteur de ‘dode natuur’ een bewustzijn toekent.²²

Minnaert wijdt vele paragrafen aan de beschrijving van de wolkvorming en vertaalt Goethe's ode aan Luke Howard, de vader van de wolkensoorten:²³

‘Gij echter, Howard, geeft met held'ren geest
Ons 't heerlijk voordeel van Uw wetenschap
Wat men niet vatten, niet bereiken kan,
Gij houdt het voor de eerste maal nu vast;
Bepaalt het onbepaalde, perkt het in,
Benoemt het treffend. U zij dus de eer!
Als wolken stijgen, vallen, zwermen saam,
Herinnert men zich dankbaar Uwen naam!’

Iemand die kennis neemt van de fysische achtergronden en de overgangsvormen van Cirri, Cumuli en Strati kan dagelijks van een heerlijk schouwspel genieten! Waar Henriette Roland Holst in die ‘zwellende wolkenstoeten’ het geesteskenmerk van Holland heeft gezien, missen landgenoten die daaraan voorbijgaan onnoemelijk veel.²⁴

De astronoom H.G. van Bueren benadrukte desgevraagd het cultuurhistorische aspect van de Minnaert, de hang naar volledigheid en systematiek die 19e-eeuws aandoet:²⁵ ‘Minnaert benadert de natuur op een wijze die ligt tussen die van de wetenschap en die van de kunst in. Hij gaat de natuur in met schetsboek en pen ten dienste van de fysica. De sfeer die hij oproept is uniek. Hij doet denken aan John Ruskin en voor mijn part aan Goethe. Daarmee is hij een groot mens: de laatste van zijn generatie; de laatste der Mohikanen. Zijn drieluik doet me denken aan Jakob Burckhardt, aan Bernard Berenson. Hij was een overblijfsel van dat verleden. Die sfeer legt hij neer in zijn schrijfwijze

20 Duhamel, G., La Possession du Monde, 106, geciteerd in deel III, 199.

21 Helmholtz, H. Von, Tonempfindungen, 1863, 388, geciteerd in deel III, 128.

22 Minnaert ging inderdaad verder. In De Eenheid van het Heelal (1963) ontkent hij dat er een fundamenteel verschil is tussen de levenloze natuur én bewuste organismen. Die wereldbeschouwing is impliciet aanwezig in De Natuurkunde van 't Vrije Veld en maakt deel uit van de betovering van het boek.

23 Minnaert, deel II, 130-131. Een schitterend stukje van O. Krätz, Goethe und die Naturwissenschaften, 1998, is aan Goethe en Howard gewijd: Luke Howard, der Mann ‘der Wolken unterschied’, met de oorspronkelijke gedichten in het Duits, 188.

24 Henriëtte Roland Holst, Holland, Minnaert, Deel II, Wolkenperspectief, 147

25 Interview met de theoretisch fysicus H.G. van Bueren. Gedeeltelijk in Molenaar, 1998.

[p. 252]

en in zijn boeken. Minnaert is artiest én wetenschapsman. Zijn Natuurkunde van 't Vrije Veld doet me nog het meest denken aan Of Growth and Form van D'Arcy Thompson. Dat had Minnaert ook kunnen schrijven.’

Hoe valt een adequaat beeld te geven van de indruk die dit epos nog altijd op nieuwe generaties lezers maakt, die het eerste deel inmiddels in het Russisch, Hindi, Zweeds, Fins, Roemeens, Pools, Duits en Engels kunnen lezen? Veronderstel eens dat Minnaert in juni 1937 van Utrecht naar Zandvoort reist om aan de vloedlijn metingen te doen en pas laat in de avond in Bilthoven terugkeert. Vermenigvuldig de gewaarwordingen van deze dag met een factor 150 en de contouren van de Minnaert doemen op.

Van Utrecht naar Zandvoort en terug naar Bilthoven

Het belooft een zonnige zaterdag te worden. Minnaert loopt om zeven uur na een nacht werken met de microfotometer van het Fysisch Laboratorium langs de grachten naar het Centraal Station. Hij staat even stil aan de zijkant van een brug. Het gerimpelde wateroppervlak weerkaatst het licht van de lage zon en vormt een netwerk van krommen op het gewelf.²⁶ Waar het oppervlak bolt, divergeren de stralen en ontstaan lichtarme vlekken op de bakstenen boog. De holle vlakjes con-

26 Plaat III, deel I, Breking van het licht bij overgang van lucht naar water, naast 30 (1968, plaat IIIA, naast I-48).

[p. 253]

vergeren en zorgen voor lichtsterke patronen. Dit kwikzilveren spektakel op de overspanning fascineert hem altijd.

Hij gaat naar Zandvoort voor een meting van het verschil in waterhoogte tussen eb en vloed. Een eigen voertuig is tijdverspilling en vervuilt en ontwricht de stad. Hij luistert naar het toenmalige geluid van de trein. Het gedreun ontstaat doordat de wielen een stoot krijgen op het ogenblik dat ze van het ene stuk rail op het andere overgaan. De staven zetten bij warm weer uit, zodat uitsparingen tussen de rails het verschil tussen winterminimum en zomermaximum moeten overbruggen. Soms zijn de rails korter en wordt het aantal stoten per tijdseenheid groter. Ook de seizoenen geven een wisselend geluidspatroon. Hij denkt aan wat zijn strijdmakker Wies Moens dichtte: ‘Het lied der wielen heeft ons grote leed gesust zo menigmaal.’ Het gedreun is een mengsel van veel tonen, zodat de passagier elke gewenste melodie kan beluisteren. Als de trein stopt hoort hij de knarstonen van voorwerpen die zonder smeermiddel hard over elkaar wrijven: het zijn relaxatietrillingen zoals die van krijt over een schoolbord.²⁷

Hij heeft veel versnellingsproeven in

Het meten van de versnelling op een trein.

de trein gedaan: hij gebruikt dan een verticale slinger aan het bagagerek als meetinstrument.²⁸ Hij let vandaag op fysiologische effecten. Als de trein remt kijkt hij naar schoorstenen, huizen en andere verticale objecten: het lijkt alsof de verticalen vooroverhellen, vooral als de trein net stilstaat. De passagier voelt zich naar voren gaan, alsof de richting van de zwaartekracht is gewijzigd. Zelfs de horizontalen van de weilanden schijnen mee te hellen.²⁹ Na de stilstand staat alles weer loodrecht. Op het station van Muiden vertrekt een trein op het andere spoor en lijkt het alsof zijn trein wegrijdt.³⁰ Als die echt wegrijdt kijkt Minnaert bij het raampje dromerig naar beneden naar de voorbijvliegende grond: ‘De trein stopt; en terwijl ik zeker weet dat hij stilstaat, heb ik toch bij het naar buiten kijken de onweerstaanbare indruk dat hij langzaam achteruit glijdt.’ De verklaring is ‘onze geest’ die in elk deel van het gezichtsveld een deel van de snelheid heeft leren wegredeneren en daarmee nog doorgaat na het ophouden van de beweging.

27 Minnaert, Deel II, Het gerucht van een trein, 42; Uitzetting van de rails door de hitte, 65.

28 Deel III, Remmen, 34, figuur 20, 35. Volgens De Jager mat hij in de jaren dertig op dezelfde manier de versnelling bij het stijgen en landen van een vliegtuig: zijn zakhorloge had hij vastgebonden aan een stuk elastiek, en hij bestudeerde in welke mate het elastiek langer of korter werd. Niemand van de inzittenden van de studievereniging S-kwadraat had nog gevlogen met de ‘reuzenvliegtuigen’, die wel een dozijn mensen konden vervoeren. Minnaert keek nauwelijks uit het raam omdat hij het druk had met zijn proefnemingen (1972, betere figuur, III-48).

29 Deel I, Gezichtsbedrog omtrent stand en richting, 134.

30 Deel I, Begoochelingen omtrent rust en beweging, 137.

[p. 254]

De zon staat laag en valt vanuit het oosten links naar binnen. Minnaert loopt heen en weer van de linker- naar de rechterzijde van de coupé en vergelijkt. Het verschil in tint tussen de grasvelden links naar de zon toe, bij doorvallend licht, en die rechts van de zon af, bij opvallend licht, is goed te zien: in het laatste geval is er meer teruggekaatst licht te zien. Hij kijkt met behulp van een spiegeltje naar beide kanten en vergelijkt:³¹ ‘Met dit verschil komt overeen: het aan schilders welbekende onderscheid tussen het groen van Willem Maris in zijn tegenlichtlandschappen; en het groen van Mauve, die zich bij voorkeur van de zon afwendt.’

Het gras is vochtig van de dauw en daardoor vol van kleur: zodra een dun waterhuidje de voorwerpen bedekt, is het oppervlak immers gladder. Het gras verstrooit het witte licht dan minder, de eigen tint gaat overheersen en de kleur lijkt ‘verzadigder’. Hier en daar hangt nog een ochtendnevel aan de zonbeschenen helling van de spoorwegdijk, terwijl de schaduwzijde vrij van nevel is.³² De bedauwde aarde aan de zonzijde geeft waterdamp af, maar de lucht erboven is nog koud: bij menging van de luchtsoorten condenseert de nevel door de oververzadiging aan waterdamp.

Nabij de gezichtseinder bedekken de Cumuluswolken elkaar, en overschat men de bewolkingsgraad.

Aan de hemel zijn schaapjeswolken te zien, die in de loop van de dag zullen verdwijnen. De Cumuli hangen op één hoogte:³³ ‘Als de aarde wordt verhit door de bestraling der zon, rijzen overal zuilen hete lucht op. Waar die lucht opstijgt, koelt ze door uitzetting af, tot het dauwpunt is bereikt en de vochtigheid die de lucht bevat als druppeltjes neerslaat.’ Net als bij de ochtendnevel. De onderkant van de wol-

31 Deel I, De kleur der groene bladeren, 314.

32 Deel II, De vorming van nevel en mist, 104.

33 Deel II, Cumulus, 138.

[p. 255]

ken is een horizontaal vlak van vergelijkbare temperatuur, waar de opstijgende lucht condenseert.³⁴

In Zandvoort kiest Minnaert een wandelpad naar het strand. In het duingebied kijkt hij terug naar het bos; op die donkere achtergrond valt de lichtverstrooiing waar te nemen. Hoe verder hij er vandaan loopt, hoe meer het bos er ‘blauwachtig’ gaat uitzien.³⁵ De lange luchtlaag tussen de waarnemer en het bos, van opzij belicht door de zonnestralen uit het oosten, levert verstrooid licht dat zich op de achtergrond ‘superponeert’: in het bos wordt de tegenstelling van lichte en donkere partijen zwakker, het licht wordt gelijkmatiger en ‘blauwer’. Het verhaal over de verstrooiende werking van de terpenen, de door naaldbossen uitgeademde koolwaterstoffen, kent Minnaert nog niet.³⁶ De begroeide duinen, die oprijzen als golven in de zee, kam na kam, verder en verder, vertonen steeds intensiever ‘blauwende’ einders, ‘zoals men het dikwijls afgebeeld vindt in de landschappen van onze 16e-eeuwse schilders: Van Eyck, Memling.’ Dat zijn voor Minnaert Nederlandse schilders, zoals bij hem de hoogste Nederlandse kerken die van Antwerpen en Brugge zijn en niet die van Utrecht en Delft.³⁷

Minnaert ziet de ‘blauwe hemel’ boven zijn hoofd: van het witte licht raken de kortgolvige violette en blauwe stralen het meest verstrooid door de botsingen met de luchtmoleculen in de dampkring waardoor de zon de complementaire kleur geel vertoont. Waarom verwonderen zo weinig mensen zich daarover? Als de luchtmoleculen wat groter zouden zijn, was de hemel rood! De verstrooiingswet van Rayleigh, die een sleutelrol leek te spelen in Julius' zonnetheorie, speelt hier een rol. Als de zon zal dalen, zullen het groen en geel in de langere luchtweg naar de waarnemer meer verstrooid worden en zal de zon oranjerood lijken.³⁸

Minnaert is een van de gelukkige mensen die op de boot naar Indië tientallen malen ‘de groene straal’ heeft waargenomen boven een ultramarijne zee. Veel stervelingen hebben er tevergeefs naar uitgekeken. Het is hem een vorige keer gelukt de waarneming van de straal enkele seconden te verlengen door de zes meter hoge dijk van Zandvoort op te rennen:³⁹ ‘Het komt erop aan het allerlaatste lichtstipje waar te nemen, dat zij nog uitzendt.’ ‘De groene straal’ is de smaragdgroene tint van het allerlaatste zonnetopje. Blauwe en groene stralen worden in de atmosfeer niet alleen sterker verstrooid maar ook sterker

34 Er is geen eigenlijke figuur van wolken op gelijke hoogte; maar het wordt impliciet gebruikt in een tekening over de schijnbaar toenemende bewolkingsgraad van Cumulus nabij de gezichtseinder in deel II-126.

35 Deel I, Luchtperspectief, 228.

36 De terpenen zijn door Minnaert toegevoegd in de revisie van deel I in 1968.

37 Deel III, De hoogte van de voornaamste Nederlandse torens, 13.

38 Deel I, De blauwe lucht, 227.

39 Deel I, De groene straal, 58. Feenstra Kuiper, De Groene Straal, dissertatie, Utrecht 1926.

[p. 256]

gekromd dan rode en oranje stralen. Als de zon ondergaat, moet men ten slotte een groen randje zien.⁴⁰ Door de verstrooiing kan het blauw niet van de partij zijn.⁴¹

Het ontstaan van de groene straal bij afsnoering van de bovenste delen der ondergaande zon.

Op het strand controleert Minnaert eerdere proefnemingen over het verschil in hoogte tussen eb en vloed. De getijbeweging ontstaat omdat de maan de beweeglijke watermassa's aantrekt. Die aantrekking verandert, onder meer door de draaiing van de aarde. Dat blijkt in Zandvoort geen symmetrisch verschijnsel te zijn.⁴² De ebbeweging duurt zeven uur, terwijl de laagste waterlijn twee uur aanhoudt. De

Eb en vloed, met eenvoudige hulpmiddelen waargenomen te Zandvoort.

vloedbeweging bereikt echter in drie uur het hoogste punt en neemt meteen weer af. Hij plaatst een paaltje met merktekens bij een rij

Het bepalen van het peil der zee, voor het onderzoek van eb en vloed.

40 Figuur van de ‘groene straal’. De Amerikaan Andrew T. Young is gespecialiseerd in ‘de groene flits’. Hij schreef in Zenit De groene flits, hemelverschijnsel tussen wal en schip, 1999, 248 en onderhoudt een website die elders wordt besproken. Zijn kritische bevindingen komen erop neer dat Minnaert beter naar de aardwetenschapsman A. Wegener had moeten luisteren en minder had moeten vertrouwen op zijn Utrechtse vakgenoot Feenstra Kuiper die in 1926 promoveerde op De Groene Straal (1968, figuur 68, I-90).

41 In 1968 fotografeerden Taylor en Matthias vanuit het vliegtuig een zonsondergang met ‘groene straal’. In Nature verscheen de fotoreeks, die er uitzag zoals Minnaert in 1937 had getekend. De auteurs zonden de foto's to prof. Minnaert with admiration. Kleurenafdruk op de achterzijde van Molenaar, 1998.

42 Deel III, Ebbe en vloed, 102, figuur 64, 104 (1972, figuur 74, I-142).

[p. 257]

haaks op de kustlijn staande strandpalen en leest de hoogte af van de snijpunten met een denkbeeldige lijn naar de horizon. Het getijverschil van omstreeks anderhalve meter blijkt goed reproduceerbaar te zijn:⁴³ dit keer bedraagt het 1 meter 55.

Met het ribbelpatroon van de zandgolven op het strand, de stroomribbels, heeft Minnaert zich vaak beziggehouden. Hij laat een handvol zeezand, 50 centimeter boven de grond, in een fijn straaltje weglopen.⁴⁴ Zoals het koren van het kaf, zo scheiden zich de grove van de fijne korrels. Het asymmetrische patroon van de stroomribbel ontstaat omdat het fijne zand door zeewater, ook bij lage stroomsnelheid, stroomopwaarts wordt neergewerveld, terwijl de steile lijzijde bestaat uit grove, bezinkende korrels. Bij een snel vloeien van het water kan die tweedeling in afscheiding worden omgedraaid. Bij een nog grotere snelheid verdwijnt het schijnbare golfpatroon. Met behulp van een stokje kan de verplaatsingssnelheid, de voortkruipende beweging, van de ribbels gemeten worden.⁴⁵ Dan blijkt dat de korrels niet rond een evenwichtsstand trillen, maar dat zij zich werkelijk verplaatsen. Waar de zandkorrels van één grootte zijn - volgens Minnaert geldt dat voor een vijf meter brede baan langs de kust - ontbreken ribbels en mag de wandelaar zingend zand verwachten.⁴⁶

Minnaert richt zich tot de lezer over zijn voetafdrukken bij eb: ‘Overal waar u dan trapt, ziet u het om uw voet wit worden, klaarblijkelijk wordt het ineens droog.’ Perst de druk van de voet het zand samen? Maar in dat geval zou het water in de capillaire ruimten aan het oppervlak moeten verschijnen, terwijl het tegenovergestelde gebeurt. Dus heeft de voetdruk het zand niet samengeperst, maar het zand doen uitzetten. De zandkorrels worden dooreen geschud als ze bezinken en het zand neemt de dichtste pakking aan. Elke verandering in die rangschikking, zoals door druk van de voetzool, doet het zand uitzetten.⁴⁷ De Brit Reynolds noemde dit verschijnsel in de Philosophical Magazine van 1885 ‘dilatatie’. Het peil van het water zakt derhalve en de droge voetafdruk verschijnt. Verdwijnt de voet, dan keren de zandkorrels terug in hun dichtste stand en verschijnt het water: ‘Als men aan de tweehonderdduizend miljoen mannen, vrouwen en kinderen, die sedert de schepping der wereld over vochtig zand zijn gegaan, gevraagd had: ‘Wordt het zand onder uw voet samengeperst?’, hoeveel zouden dan voor de vergadering der British Association te Aberdeen in 't jaar 1885 anders dan ‘ja’ hebben geantwoord?’

43 Figuur 63, 103 (1972, figuur 73, III-141).

44 Deel III, De samenstelling van het zeezand, 163, figuur 88 (1972, figuur 98, III-204).

45 Deel III, Ribbels, 173.

46 Deel II, Zingend zand, 57. Zie ook zijn voorgangster Hertha Marks Ayrton (1854-1923) van wie Minnaert weer geen weet had, in de Vrouwenminiatuur van M.I.C. Offereins in NVOX, 2002, april. Leve de zoekmachines!

47 Deel III, Dilatatie van zand, 169.

[p. 258]

De zee is helder, doorzichtig tot op meters diep en smaragdgroen. De vraag kan worden opgeworpen waarom het samenspel van absorptie, verstrooiing en weerkaatsing van zonlicht het zeewater boven een Noorderbreedte van 40 graden die kleur geeft en niet het ultramarijn van de zeeën onder een breedte van 30 graden.⁴⁸ Bij het ondergaan van de zon levert het lichtspel de baders van 1937 een kleurensensatie als die van het huidige water in de Venetiaanse lagune. Minnaert ziet de schemeringskleuren over de hemelboog, minuut na minuut, veranderen: alle stadia zijn op deze wolkeloze avond moeiteloos te onderscheiden. De aardschaduw in het oosten en de zonsondergang in het westen zorgen voor de overgang van grijsblauw naar oranjerood over de hemelboog van oost naar west, ten slotte van zachtpurper naar geelgroen.

Wie zich nooit rekenschap heeft gegeven van die wisselende kleurenpracht, die toverbal aan de hemelboog, die vier kwartier durende baaierd van kleuren, mist waarachtig veel.⁴⁹ De vloed komt op. De branding maakt een bulderend lawaai.⁵⁰ Waar komt de toonhoogte van die vallende watermassa's vandaan? Minnaert is de eerste die deze onderzoeksvraag stelde en er het begin van een antwoord op gaf.⁵¹

De dag is voorbij. Hij neemt opnieuw de trein. Lantaarnlicht valt door de bekraste ruiten en

Buiging van het licht door krasjes op de ruiten

vormt cirkels.⁵² De temperatuur in Bilthoven lijkt lager te zijn dan die in Utrecht.⁵³ Hij controleert dat door zijn thermometer buiten het raam te houden bij de stations van de boemel: ‘In een bepaald geval was de temperatuur van een grote stad op een mooie zomerdag ongeveer 1 graad hoger dan die der omgeving, terwijl 's avonds de stad 7 graden warmer was! Blijkbaar was de nachtelijke uitstraling in de stad geringer, ook zijn de warmtecapaciteit van de baksteen en de warmte van de duizenden vuurhaarden in woonhuizen en fabrieken zeker niet te verwaarlozen.’

48 Deel I. De Kleur van de zee, 295.

49 Deel I, De schemeringskleuren, 254.

50 Deel III, De branding, 136.

51 Deel II, Het geruis van het water, 47.

52 Deel I, Buiging van het licht aan kleine krassen, 205.

53 Deel II, De temperatuur van de grote stad, 83.

[p. 259]

Zo blijft Minnaert bezig, zijn notitieboekje in de aanslag voor tekeningen en tekst, de reistijd benuttend voor het rekenwerk aan zelfbedachte fysische formules. Vanaf zijn vroegste jeugd zet hij vraagstellingen om in elementaire wiskunde. Alleen dan kunnen twintig jaar van observatie en studie uitmonden in De Natuurkunde van 't Vrije Veld. Minnaert is volmaakt gelukkig met zichzelf en zijn werk. Voor zijn reisgenoten mag zijn rusteloze activiteit slopend zijn, de natuurliefhebber dankt daaraan een onuitputtelijke inspiratiebron, een toverstaf die de ogen opent voor de achtergrond van de verschijnselen in de vrije natuur.

Minnaert blijft kind en romanticus, verwondert zich onophoudelijk en laat zich steeds opnieuw verrassen. Hij belichaamt de onderzoeker zoals die er in alle tijden geweest moet zijn. Als student kon hij zijn kompanen niet enthousiasmeren voor zijn wereldbeeld, getuige de prijsvraag inzake de eclips. Met behulp van dit boek weet hij zijn extase over de natuur effectief over te dragen op gewone stervelingen. Dankzij een formidabele inspanning maakt hij zich verstaanbaar en schept hij een klassiek werk.