De tweede Gouden Eeuw

Nederland en de Nobelprijzen voor natuurwetenschappen 1870-1940

[p. 63]

II Personen en prestaties

[p. 65]

4 De eerste lichting nieuwe genieën

Een selectieprobleem

Hoe konden talentrijke, ambitieuze studenten belangrijke onderzoekers worden? We gaan ons nu verdiepen in de effecten van het voor het Nederlandse onderzoek gunstige complex van factoren - het ‘macroklimaat’ - op het ‘heuristisch microklimaat’ van de individuele wetenschapper. In de volgende hoofdstukken volgen biografische schetsen, zoveel mogelijk vanuit de in deel 1 gepresenteerde gezichtspunten. Onvermijdelijk was er het probleem van de selectie. Natuurlijk konden geen levensbeschrijvingen worden opgenomen van het honderdtal onderzoekers aan wie inmiddels min of meer serieuze biografische aandacht is geschonken. DAt gebeurde niet alleen in monografieën over personen,¹ maar ook in overzichten van de geschiedenis van disciplines en instellingen in Nederland.²

Bij de keuze van de twintig hoofdfiguren die hierna de revue passeren, heb ik een aantal criteria gehanteerd. De Nobelprijswinnaars moesten zeker besproken worden. Inclusief Zernike, die veel later dan zijn tijdgenoten werd bekroond, en de aard- en ruimteonderzoekers Vening Meinesz en Oort, die de met de Nobelprijs gelijk te stellen Vetlesenprijs kregen, waren dat er tien. Ik heb daarnaast nog tien anderen uitgekozen. In de tweede plaats lijken de wetenschapshistorici het erover eens dat de bloeiperiode na 1870 in de eerste plaats de natuur- en sterrenkunde gold. De meesten van mijn toppers zijn ook uit die vakgebieden afkomstig. Bij een beperking van het aantal biografieën tot twintig leidde dat onvermijdelijk tot het niet-opnemen van enkele vooraanstaande

1 Al vanaf rond het begin van deze eeuw zijn biografieën van coryfeeën verschenen. Het eerste boek dat op het predikaat ‘wetenschappelijk verantwoorde biografie’ aanspraak mag maken was Ernst Cohens Jacobus Henricus Van 't Hoff. Sein Leben und Wirken, Leipzig, 1912, 638 p., maar al eerder verschenen zeer acceptabele kortere biografieën in de reeks ‘Mannen en vrouwen van beteekenis’.
Er is sindsdien zeer veel literatuur verschenen, de laatste decennia ook over figuren van wat minder belang. Een mooi voorbeeld: de Leids/Delftse fysicus Burgers. Alkemade (zie noot 5 bij de proloog) heeft aan diens verzameld werk een interessante biografie toegevoegd; zie: Selected Papers of J.M. Burgers, red. F.T.M. Nieuwstadt & J.A. Steketee, Dordrecht: Kluwer, 1995, cix + 650 p. Behalve de in noot 5 bij de proloog genoemde biografische bundels en historische overzichtswerken zijn er drie zeer belangrijke secundaire biografische bronnen voor de Nederlandse bèta's: de Dictionary of Scientific Biography, red. C.C. Gillispie, 1970-1990, 18 delen, de Jaarboeken van de Koninkijke Nederlandse Akademie van Wetenschappen en de vanaf 1979 verschijnende (tot nu toe vier) delen van het Biografisch woordenboek van Nederland, red. J. Charité. Toch zijn er nog grote lacunes. Het is natuurlijk dwaas dat er geen moderne, omvattende biografie is van Thorbecke, maar er kan ook nog veel onderzocht worden aan de grote bèta's zelf. Terwijl relatief minder belangrijke onderzoekers als de chemici Franchimont en Van Laar al een biograaf hebben gekregen en er zelfs indrukwekkende boeken zijn verschenen over Van der Waals en Kramers, bestaat er van de meeste hierna behandelde personen geen recente biografie. Promovendi, grijpt uw kans!
Ten slotte zouden meer grote onderzoekers het voorbeeld moeten volgen van H.B.G. Casimir. Het is weinigen gegeven, een zo smakelijke autobiografie te schrijven, maar ook een slecht leesbaar egodocument kan van groot belang zijn voor historici en anderen.

2 Zie noot 5 bij de proloog.

[p. 66]

onderzoekers uit andere vakgebieden, zoals de chemicus Bakhuis Roozeboom.³ Ook zijn er nog topfysici afgevallen, zoals Kamerlingh Onnes' opvolgers Keesom en De Haas. Ik heb in de derde plaats geprobeerd de personen enigszins te spreiden over de verschillende universiteiten. Leiden en Amsterdam zijn bijna vanzelfsprekend prominent, maar ook Utrecht (dat het meest op de voorgrond trad in de periode die voorafging aan die van de Nobelprijswinnaars), Groningen en Delft komen aan bod.

Een heel ander probleem betrof de emigranten en immigranten. Als een belangrijk in Nederland geboren of getogen onderzoeker zijn voornaamste werk buiten ons land tot stand bracht, heb ik hem niet opgenomen. Zo vielen aan het begin van de behandelde periode Stieltjes en Röntgen af, en later een stoet van grote geleerden, zoals de fysici Goudsmit en Uhlenbeck, de bioloog Niko Tinbergen en de astronomen Kuiper en Van Maanen. Hier is speciaal een apologie noodzakelijk voor het niet-opnemen van Debije (1884-1966), omdat die wel de Nederlandse nationaliteit had toen hij in 1936 een Nobelprijs ontving. Hij is echter na zijn middelbareschooltijd naar Duitsland vertrokken, waar hij als fysicus werd gevormd door Sommerfeld in Aken en München. In 1914 kwam hij nog even terug als hoogleraar in Utrecht om daarna weer naar Duitsland terug te keren. Na de machtsovername van Hitler volgde er een onverkwikkelijke episode in zijn leven. Hij volgde Einstein in Berlijn op om pas in 1940 naar Amerika te vertrekken, waar hij hoogleraar aan Cornell University werd. Hij is vooral bekend geworden door zijn theorie van de zogenaamde diëlektrische constante.

Ook voor de immigranten ben ik misschien hard geweest. Al in de negentiende eeuw waren er wetenschappers van faam die in Nederland kwamen werken, zoals de Utrechtse en later Berlijnse fysioloog Engelmann. In onze eeuw zwol de stroom bijna even snel aan als die van Nederland naar het buitenland: Lorentz' opvolger Ehrenfest, de astronomen Hertzsprung en Minnaert. Bijna niemand weet dat er ook een Nobelprijswinnaar bij zat: de bij Philips werkzame Duitse fysicus Gustav Hertz (1887-1975).

In de volgende korte biografieën komen de sociale achtergron-

3 Zie echter de recente biografische schets in het in noot 5 bij de proloog genoemde overzichtswerk van Snelders.

[p. 67]

den en carrières van de twintig geselecteerden aan de orde. Bij elke onderzoeker beschrijf ik een karakteristieke prestatie en ten slotte de biografische literatuur en het archiefmateriaal. Dirk van Delft heeft er recent de aandacht op gevestigd dat er biografieën ontbreken van veel belangrijke onderzoekers.⁴ Dat onderwerp verdient het om tamelijk uitgebreid te worden behandeld. In dit hoofdstuk gaat het om de eerste generatie toponderzoekers. Klaas van Berkel stipte reeds aan dat zovelen van hen kort voor of na 1850 geboren werden. Dat komt ook uit de lijst van de Nobelprijswinnaars en andere behandelde toponderzoekers naar voren. Op Van der Waals na is de hele groep uit hoofdstuk 4 geboren tussen 1848 en 1860. In hoofdstuk 5 is de spreiding van de geboortejaren in de tijd veel groter, en heb ik een grens getrokken bij 1900. Het gaat bij deze tweede groep om een volgende generatie, globaal te karakteriseren als ‘de leerlingen’ (en de leerlingen van de leerlingen). In hoofdstuk 5 gaan we in op hun van de pioniers afwijkende antecedenten.

4 Dirk van Delft, ‘Heike Kamerlingh Onnes en de geleerdenbiografie’, De Gids, jrg. 158, nr. 2, februari 1995, p. 96-102.

Van der Waals (1837-1923)

Zelden zal er in Nederland een onderzoeker hebben rondgelopen met zo veel doorzettingsvermogen als Johannes Diderik van der Waals. Met ijzeren volharding wist hij een Nederlands sociaal equivalent te bereiken van de carrière van krantenjongen tot miljonair. Zijn afkomst en geboortejaar wijken af van de rest van de in dit hoofdstuk beschreven wetenschappers. Van der Waals werd elf jaar geboren voor De Vries, die op zijn beurt snel werd gevolgd door een heel cohort van grote mannen. Hij ging niet naar de hbs, maar als timmermanszoon naar de mulo. Daarna zette een onstuitbare sociale stijging in. Vanaf 1856 - Van der Waals was toen negentien en leerling-onderwijzer - hield hij het zeventien jaar vol om alle onderwijzers- en leraarsaktes te halen die haalbaar waren, van de Akte van Bekwaamheid als onderwijzer via een reeks aktes voor het leraarschap in Duits, Frans en ook wiskunde en natuurwetenschappen naar de diploma's die hem in staat stelden, leraar

[p. 68]

aan een hbs te worden. In 1864 behaalde hij de Akte A, die hem gelijkstelde met studenten die een universitair kandidaats hadden. Door een blunder van zijn latere promotor Rijke ging een wiskundeleraarschap in Deventer aan zijn neus voorbij, maar toen hij op 12 augustus 1865 slaagde voor de Aktes B en C, was hij op één niveau gekomen met houders van een doctoraat in de wis- en natuurkunde. Volgens Kamerlingh Onnes was Van der Waals de enige die de Akte C ooit haalde.⁵ Dit maakte het mogelijk dat hij hbs-leraar werd, eerst in wiskunde, later in natuurkunde, en ten slotte directeur van de hbs in Den Haag. Een nieuwe biografie maakt plausibel dat hij als leraar veel mogelijkheden had om in het hbs-laboratorium proven te doen, waardoor hij behoorlijk wat ervaring met de experimentele kant van de natuurkunde opdeed.⁶ In 1866 maakte het leraarschap in Den Haag en dispensatie van de studie Grieks en Latijn het Van der Waals ook mogelijk om in zijn vrije tijd officieel te gaan studeren in Leiden, bij Rijke, Kaiser, Bierens de Haan en Van Geer. Hij moet daar de collegebanken hebben gedeeld met Lorentz en Van 't Hoff, maar heeft met hen geen kennisgemaakt. In Den Haag was hij intussen lid geworden van Diligentia, waar wetenschappelijke lezingen werden gehouden en waar hij ook in contact kwam met Bosscha, die hem veel geleerd moet hebben.

Nadat hij in 1871 zowel zijn kandidaats als zijn doctoraal had behaald, werd in 1873 opnieuw een mijlpaal bereikt. Weinig Nederlandse proefschriften hebben zo veel opzien gebaard als dat van de (reeds) vijfendertigjarige Van der Waals. Binnen korte tijd is het tot in het buitenland bekend geworden, ondanks het feit dat het in het Nederlands was geschreven. De promotieplechtigheid was van een schokkende soberheid en leek meer op de uitreiking van een leraarsakte. De internationale bekendheid was mede het gevolg van Maxwells vroege recensie. Lang heeft men zich blindgestaard op de positieve zinswendingen in Maxwells stuk waarmee we de proloog aanvingen, maar inmiddels is duidelijk dat er ook onverbloemde kritiek werd geuit op Van der Waals' nogal speculatieve bewijsvoering. Het proefschrift vertoonde nog een beetje de

5 Zie A. Ya. Kipnis e.a., Van der Waals and Molecular Science, o.c. (noot 5 bij de proloog), p. 12.

6 Kipnis e.a., o.c., p. 20.

[p. 69]

Voorplat van het proefschrift van Van der Waals (1873)

sporen van het bij Van der Waals en zijn leraren nog aanwezige Nederlandse halfamateurisme. Er worden wiskundige bewerkingen en berekeningen gemaakt die in de grote buurlanden wellicht niet aanvaard zouden zijn. Pas de enigszins aangepaste Duitse editie van het proefschrift uit 1881 leidde de periode in, waarin Van der Waals uitgroeide tot een erkende coryfee.

Het is de vraag of die editie er gekomen zou zijn, als Van der Waals in de tussentijd geen hoogleraar was geworden. Eerst nog werd hij in 1875 lid van de Koninklijke Akademie en in 1877 hbsdirecteur in Den Haag, waardoor zijn jaarsalaris steeg naar 3500 gulden. Toen de nieuwe hogeronderwijswet het Amsterdamse

[p. 70]

Athenaeum verhief tot universiteit, was men daar zo kien Van der Waals een nieuw hoogleraarschap aan te bieden tegen een salaris van 5000 gulden. In Leiden wilde men hetzelfde doen, maar de ambtelijke rompslomp (anders dan in Amsterdam moest de minister zijn goedkeuring aan de benoeming hechten) vertraagde de aanbieding. Van der Waals nam het Amsterdamse aanbod aan en hield zeer correct vast aan zijn acceptatie, waardoor de Leidse leerstoel naar de inmiddels gepromoveerde Lorentz ging. Deze waardige strijd beleefde in 1882 een reprise. Opnieuw weigerde Van der Waals naar Leiden te komen. Nu werd Kamerlingh Onnes benoemd.

Ondanks de bedenkingen van Maxwell en anderen tegen de formele correctheid van redeneringen in het proefschrift, was het toch ook al snel duidelijk dat het, in samenhang met een nadrukkelijk atomistische visie, een briljante fysische intuïtie demonstreerde die leidde tot mooie, en uiteindelijk in hoge mate als juist te betitelen resultaten. Wat waren die resultaten? Velen zullen zich van de middelbare school de wetten van Boyle en Gay Lussac (in andere landen naar Boyle en Charles genoemd) herinneren. Deze hebben betrekking op volume, druk en temperatuur van ideale gassen en gelden niet voor vloeistoffen en de ingewikkelde situatie die ontstaat in de overgangsfase tussen gas en vloeistof.

Wet (Toestandsvergelijking) van Van der Waals

Uitgaande van een belangrijk artikel van de Duitse fysicus Clausius uit 1857 kwam Van der Waals in de eerste helft van zijn proefschrift tot een algemene wet voor de relatie tussen druk, volume en temperatuur van een stof tijdens zowel de gas- als de vloeistoffase.
De wet van Boyle-Gay Lussac:

1. pV = RT (p = druk, V = volume, T = temperatuur, R = een constante)

[p. 71]

kan worden afgeleid met behulp van de kinetische gastheorie, die door Clausius en anderen was ontwikkeld en die uitgaat van het gedrag van hypothetische moleculen in een vat. Omdat het om zeer grote aantallen moleculen gaat, speelde statistiek een centrale rol. Toch konden niet-statistische wetten, zoals die van Boyle-Gay Lussac, met de kinetische gastheorie worden verklaard.
Er werd in de verklaarde wet en verklarende theorie geen rekening gehouden met de omvang van de moleculen en hun onderlinge aantrekking. Met zijn vergelijking voorzag Van der Waals in de leemte.

2. (p + a/V²) (V - b) = RT

Nu is vergelijking 1. uitgebreid. De druk p is vermeerderd met: a/V², een maat voor de onderlinge moleculaire aantrekkingskracht. En het volume is verminderd tot V - b, waarbij b viermaal het eigen volume is van de bolvormig gedachte moleculen

In de tweede helft van zijn proefschrift toonde Van der Waals aan dat uit zijn nieuwe vergelijking de experimentele gegevens over het gedrag van gassen - ook tijdens de overgang naar de vloeistoffase - veel beter af te leiden zijn dan uit de wet van Boyle-Gay Lussac. Bovendien loste zijn wet een netelig probleem op: elk gas kent een ‘kritische temperatuur’, waarboven het niet vloeibaar kan worden gemaakt, hoe hoog men de druk ook opvoert. Beneden die temperatuur treedt condensatie tot vloeistof op. Met behulp van de toestandsvergelijking kan nu het optreden van een kritische temperatuur voorspeld worden. Ten slotte was er nog een spectaculair resultaat: Van der Waals berekende het gewicht van een waterstofatoom en de diameters van de moleculen van een aantal stoffen. Deze waarden komen goed overeen met de tegenwoordig bekende waarden. Helaas werden deze berekeningen, in die tijd bijna vanzelfsprekend, met grote scepsis ontvangen.

[p. 72]

In Amsterdam moest Van der Waals college geven aan hoofd- en bijvakstudenten. Hij was een geïnspireerd docent, maar wel wat nerveus en niet zo gepolijst als zijn collega Lorentz. Een student over een college in 1896, waarin hij onder applaus binnenkomt: ‘De kleine, groote man, in gekleede jas, liggenden boord, met zwart dasje, het toen reeds spierwitte haar, een kort wit volbaardje om de kin, stapte driftig binnen, liep naar zijn stoofje en blikte van over zijn katheder enigszins ongeduldig in het rond, de wenkbrauwen fronsend, ettelijke rimpels op het geelachtig voorhoofd en op de wang, convergeerend naar de ogen.’⁷

In 1877 bedroeg het aantal hoofdvakstudenten aan de nieuwe wis- en natuurkundefaculteit slechts acht. Dat bleven zeer kleine aantallen tot rond 1882. Wel waren er enige tientallen, later zelfs meer dan honderd, medische studenten die practica natuurkunde volgden voor hun propedeuse-examen. Toch zal het vooral de eerste jaren voor een vroegere hbs-leraar als Van der Waals, die een week lesgeven gewend was, niet al te moeilijk geweest zijn om deze onderwijslast te combineren met de voortzetting van zijn onderzoek. Na zijn promotie had hij dat een aantal jaren laten liggen, volgens zijn biografen ook omdat hij wat teleurgesteld was door de lauwe ontvangst. In ieder geval werkte hij na 1877 aan de succesvolle Duitse editie en aan een generalisatie van de toestandsvergelijking die als ‘Wet der overeenstemmende toestanden’ (1880) bijna even befaamd is geworden en die in het onderzoek van Kamerlingh Onnes later een grote rol speelde.

Toen de studentenaantallen eind jaren tachtig sterk stegen, kwamen er nieuwe docenten: Julius (zie ook hoofdstuk 7), Sissingh (die betrekkelijk jong stierf) en Zeeman (zie hoofdstuk 5). In de jaren tachtig was zijn onderzoeksproductiviteit gaan haperen. Daar was behalve de onderwijsdruk nog een andere oorzaak voor. Eind 1881 overleed Van der Waals' vrouw op pas vierendertigjarige leeftijd aan tuberculose en bleven de gordijnen aan de P.C. Hooftstraat vele jaren dicht. Na langdurig aandringen van Kamerlingh Onnes begon hij tegen 1890 weer te publiceren en kon kennis worden genomen van twee belangrijke theorieën: die over de binaire mengsels en in 1893 de thermodynamische theorie van de

7 A.J. Kox, ‘Johannes Diderik van der Waals (1837-1923)’, in: Een brandpunt van geleerdheid in de hoofdstad, o.c. (noot 5 bij de proloog), p. 201-212, p. 210.

[p. 73]

Van der Waals rond 1910

capillariteit (dunne buizen). Dat was zijn laatste belangrijke werk. Hij was toen 57 jaar oud. Hij werd 87.

Van der Waals was als onderzoeker een echte theoreticus. In 1882 was er een laboratorium voor hem gebouwd (zie hoofdstuk 3), maar daar werd vooral geëxperimenteerd door zijn assistenten ten behoeve van de practica. De eerdere hbs-interesses hebben geen vervolg gekregen in het mooie nieuwe lab. Kox schrijft: ‘Zijn experimenteel-natuurkundige activiteiten beperkten zich tot het spelen van een incidentele partij biljart.’⁸ Als theoreticus boekte hij echter belangrijke resultaten, al lukte het hem ondanks vele pogingen niet zijn toestandsvergelijking te verbeteren.

In alle stadia van zijn leven probeerde Van der Waals het maximale effect uit zijn welgekozen functies te halen. Zijn plichtsgevoel als hbs-leraar en hoogleraar was spreekwoordelijk. Zeer veel werk heeft van der Waals verzet voor de Koninklijke Nederlandse Akademie van Wetenschappen. Van 1896 tot 1912 was hij secretaris

8 Idem, p. 209.

[p. 74]

en probeerde hij de Nederlandse wetenschap op alle mogelijke en onmogelijke manieren vooruit te brengen. Zeer belangrijk is zijn initiatief geweest om een aantal publicatiereeksen van de Akademie op te zetten, maar hij was ook als adviseur van de regering en talloze andere instanties bijzonder actief.

In 1908 ging hij met emeritaat en werd hij opgevolgd door zijn zoon en door Zeeman. In 1910 volgde dan de Nobelprijs, de definitieve bekroning van zijn carrière. Hij nam de prijs nog zelf in ontvangst, al was zijn gezondheid niet goed meer. In Stockholm zorgde zijn zoon voor de smalltalk met de koninklijke familie. De zware klap van het overlijden van zijn dochter, de dichteres Jacqueline (zie ook hoofdstuk 6), in 1922, bespoedigde het einde van zijn eigen leven.

Archiefmateriaal en literatuur

Er is niet veel over van Van der Waals' persoonlijke nalatenschap, die wordt bewaard op het Van der Waals-laboratorium van de universiteit van Amsterdam: enige brieven en krantenknipsels. Wat er is, wordt te zijner tijd waarschijnlijk overgebracht naar het Rijksarchief in Haarlem.

Eerdere overzichtspublicaties over Van der Waals in het Nederlands: A.J. Kox: ‘Johannes D. van der Waals (1837-1923). De realiteit van atomen’, in: Van Stevin tot Lorentz. Portretten van Nederlandse natuurwetenschappers, (red. A.J. Kox & M. Chamalaun), Amsterdam: Intermediair, 1980 (herdruk Amsterdam: Bert Bakker, 1990), 238 p., p. 149-161; A.J. Kox, ‘Johannes Diderik van der Waals (1837-1923). Theoreticus van de Amsterdamse natuurkunde’, Een brandpunt van geleerdheid in de hoofdstad. De universiteit van Amsterdam rond 1900 in vijftien portretten (red. J.C.H. Blom e.a.), Hilversum/Amsterdam: Verloren, 1992, 345 p., p. 201-212.

De naar het toeschijnt definitieve biografie is: A. Ya. Kipnis, B.E. Yavelov, J.S. Rowlinson, Van der Waals and Molecular Science, Oxford: Clarendon Press, 1996 (de oorspronkelijke Russische editie was van 1985), 313 p.

[p. 75]

De Vries (1848-1935)

Van der Waals en De Vries waren de oudste vertegenwoordigers van de Tweede Gouden Eeuw. Ze contrasteerden onderling echter zeer sterk in hun sociale achtergronden. In dat opzicht vertegenwoordigden ze elk een extremum, waar alle volgende groten van de geest ruim tussen pasten. Hugo de Vries kwam uit de top van de Nederlandse samenleving. Zijn vader werd in 1862 lid van de Raad van State. In 1872 vroeg koning Willem iii hem een kabinet te formeren, waarin hij zitting zou hebben als minister van Justitie. De voorvaderen De Vries waren doopsgezind en dus in de zeventiende en achttiende eeuw niet verkiesbaar voor een functie in het openbaar bestuur. Zoals vaker gebeurde, hadden ze zich via de overblijvende weg van het koopmanschap opgewerkt tot de elite. Het negentiende-eeuwse patriciaat telde verschillende andere notable familieleden, behalve de minister bijvoorbeeld de bekende Leidse professor van ‘De Vries en Te Winkel’, De grootvader van moeders zijde was Jacob Christiaan Reuvens, de eerste Leidse hoogleraar archeologie.

De latere botanicus De Vries begon al op de lagere school rond Haarlem planten te verzamelen. Na de benoeming van zijn vader tot staatsraad kwam hij van het Haarlemse op het Haagse gymnasium. Ook hierin was hij een buitenbeentje onder onze toponderzoekers. In 1866 ging hij in Leiden studeren en werd W.F.R. Suringar (1832-1898), een belangrijk plantensystematicus, een van zijn leermeesters. Het was een beetje tragisch dat het wetenschappelijk klimaat net in die tijd omsloeg, zodat De Vries, evenals iets later de jonge Beijerinck, bij Suringar aan het verkeerde adres was. De jongeren vroegen om de evolutietheorie en experimenten. In beide zag Suringar niets. Volgens sommigen ontwikkelden zich tussen hem en De Vries grote spanningen. Als jong onderzoeker begon De Vries nog wel in Leiden met experimenten over de invloed van de temperatuur op plantenwortels. Het resulterende essay werd in 1869 met een gouden medaille bekroond door de universiteit van Groningen. In 1870 promoveerde De Vries zelfs nog in Leiden op een uitwerking ervan, waarbij hij als waarschijn-

[p. 76]

lijk eerste in Nederland een stelling over het darwinisme had opgenomen. Na de heftige promotiediscussie vertrok hij naar Duitsland waar hij in Heidelberg college volgde bij Bunsen en Helmholtz, en werkte in het botanisch laboratorium van Hofmeister.

Echt in zijn element was De Vries pas bij Julius Sachs in Würzburg, de belangrijkste onder de plantenfysiologen. In Heidelberg had De Vries al belangrijk onderzoek gedaan naar de halfdoorlaatbaarheid van het protoplasma van de plantencel. In levende cellen laat het protoplasma selectief stoffen door die in water zijn opgelost. Zo kan via celwand en protoplasma water worden doorgelaten tot in de vacuole in het hart van de cel, waardoor de cel opzwelt (de zogenaamde turgordruk). In Würzburg ontdekte hij de verschijnselen ‘epinastie’ en ‘hyponastie’: in sommige gevallen groeit de bovenkant van een blad sneller, in andere de onderkant.

In 1871 wordt De Vries op aandringen van zijn vader hbs-leraar in Amsterdam. Zo hoog stond het nieuwe schooltype nu aangeschreven dat een typische vertegenwoordiger van de ‘geleerde stand’ zijn gymnasiastenzoon een leraarschap kon aanbevelen. Zoonlief zelf had echter gemengde gevoelens. Bij het aanbreken van de vakanties nam hij zo snel mogelijk de trein naar Würzburg om op de laatste dag pas terug te keren. In 1875 kon Sachs bewerkstelligen dat De Vries een opdracht kreeg om voor het Pruisische ministerie van Landbouw overzichten te schrijven over nuttige gewassen. Zo ontstonden uitgebreide studies over rode klaver (1877), aardappel (1878) en suikerbiet (1879). Inmiddels kon hij een Habilitationsschrift schrijven (het dikkere tweede proefschrift dat nodig was en is om in Duitsland aan een universiteit les te mogen geven). In dit boek (Untersuchungen über die mechanischen Ursachen der Zellstreckung uit 1877) vatte hij zijn Duitse onderzoek samen en beschreef hij de ontdekking van de ‘plasmolyse’: bij het toevoegen van een zoutoplossing om de turgordruk in cellen te neutraliseren bleek het protoplasma bij een bepaalde concentratie los te laten van de celwand.

De colleges als privaatdocent in Halle waren geen succes, maar de uitbreiding van het hoger onderwijs in Nederland book ook De Vries soelaas. Al in 1877 offreerde de nieuwe universiteit van

[p. 77]

Amsterdam hem een lectoraat, en in 1878 een professoraat. Hij werd ook meteen lid van de Koninklijke Akademie. In tegenstelling tot Van der Waals nam De Vries niet de tijd om wat op adem te komen. Hij vervolgde zijn onderzoek aan de plantencel en ontdekte nu onder andere dat het optreden van plasmolyse varieerde met het moleculair gewicht van de stoffen in de zoutoplossing. Toen tijdens een vergadering van de Koninklijke Akademie bleek dat het moleculair gewicht van raffinose nog niet bekend was, verliet De Vries de vergadering om even later na een plasmolyseproef met de uitkomst terug te keren. Het misschien wel mooiste voorbeeld van samenwerking tussen twee toponderzoekers uit de Tweede Gouden Eeuw was de wederzijdse beïnvloeding van De Vries en Van 't Hoff.

De Wet van de isotonische coëfficiënten

Na zijn aantreden als hoogleraar in Amsterdam rondde De Vries zijn plantenfysiologische werk af met de publicatie van een biologische wet. In eerdere experimenten had hij gevonden dat, als een plantencel in een steeds sterker gemaakte zoutoplossing wordt gelegd, het protoplasma op een bepaald moment van de celwand loslaat. Hij noemde dit verschijnsel plasmolyse. In deze toestand zijn de osmotische druk van de zoutoplossing (er gaat water door de celwand heen, zodat deze onder spanning komt te staan) en van de inhoud van de cel gelijk. Dit noemde De Vries isotonie. Hij bepaalde nu de concentratie van de zoutoplossing en berekende de ‘isotonische coëfficiënt’ ervan: driemaal de concentratie van het als norm gekozen salpeter (kno₃) gedeeld door de concentratie van de onderzochte zoutoplossing.
Het bleek nu, dat isotonische coëfficiënten altijd een (bijna) geheel getal tussen 2 en 5 als waarde hebben, bijvoorbeeld bij organische zuren 2, bij zouten met één kalium- of natriumatoom 3, met twee alkali-atomen 4, met drie alkali-atomen 5.
Van 't Hoff werd door dit resultaat geïnspireerd tot zijn fysisch-chemische onderzoek naar osmose. Hij paste de wetten van de thermodynamica toe en leidde af, dat de bij Van der Waals be-

[p. 78]

sproken Wet van Boyle-Gay Lussac ook opging voor verdunde oplossingen. Dit resultaat gebruikte De Vries weer voor de berekening van de totale osmotische druk in plantencellen.
Een andere onderzoeker die De Vries' wet toepaste, was de Groningse hoogleraar fysiologie Hartog Jager Hamburger. Hij deed onderzoek naar isotonie bij dierlijke cellen. Nadat rode bloedlichaampjes in een oplossing waren gebracht waarin ze barstten, kon de hoeveelheid naar buiten gekomen rode kleurstof gebruikt worden voor een nieuwe definitie van het verschijnsel plasmolyse. Zo kon het isotonieonderzoek op een ander terrein worden voortgezet.

Rond 1890 hield De Vries vrij abrupt op met de plantenfysiologie. Wellicht was hij wat geschrokken van Van 't Hoffs superieure inzicht in belangrijke verschijnselen als osmotische druk. Belangrijker was nog dat hij zich meer wilde bezighouden met vraagstukken waarvan de oplossing directer maatschappelijk nut beloofde, zoals de teelt van betere gewassen. Hij had zich inmiddels al een jaar of tien verdiept in de problemen rond erfelijkheid en evolutie, en publiceerde in 1889 Intracellulaire Pangenesis. Hij werkte in dit boek Darwins theorie uit dat kiempjes (pangenen) in de geslachtscellen het totale scala aan erfelijke factoren bepalen. Bij celdeling zouden ook de pangenen zich delen en zo van moeder- op dochtercellen overgaan. De Vries borduurde ook voort op een ontdekking van Strasburger uit 1888 door de verwachting uit te spreken dat later onderzoek zou kunnen aantonen dat de erfelijke factoren op de chromosomen gelokaliseerd zijn. Terwijl in De Vries' theorie de ongewijzigde pangenen de soort in haar wezenlijke eigenschappen laten voortbestaan, waren gewijzigde pangenen verantwoordelijk voor soortverandering. In de jaren negentig voerde De Vries hiervoor het begrip ‘mutatie’ in.

Om de soortverandering op het spoor te komen, moet men zeer nauwkeurig exemplaren van eenzelfde soort vergelijken. Mutaties kunnen miniem zijn: een verschil in bladvorm, bloemkleur of stengelvorm. Door kruisingen kan men aantonen of eigenschappen onafhankelijk en ongedeeld overerven. In 1886 had De Vries

[p. 79]

De Vries, geschilderd door Thérèse van Duyl-Schwartze (1918)

bij toeval in de buurt van Hilversum een terrein ontdekt waar veel exemplaren van de Grote Teunisbloem (Oenothera lamarckiana) bloeiden, waaronder een aantal met een duidelijk afwijkende vorm. In zijn proeftuin produceerden het zaad dat hij had meegenomen en de uit meegenomen rosetten opgekomen planten een groot aantal nieuwe vormen. De Vries nam aan dat het om nieuwe soorten ging, die het gevolg van mutatie waren. Hij vatte zijn onderzoek samen in het dikke tweedelige Die Mutationstheorie (1901-1903).

Intussen had hij bij kruisingsproeven ontdekt dat bastaarden van de papaverplant eigenschappen in bepaalde vaste verhoudingen overerfden. Toen hij in 1900 ontdekte dat Mendel deze kruisingswetten eerder had gepubliceerd, vatte hij de resultaten snel in twee artikelen samen.

Met zijn mutatietheorie had De Vries wereldroem bereikt. In Europa en Amerika werd hij gevierd als de belangrijkste bioloog van zijn tijd. Reeds in zijn eigen tijd werden echter zwakke plekken in het kolossale oeuvre ontdekt. Later werd steeds duidelijker dat het

[p. 80]

gedrag van de Grote Teunisbloem niet tot nieuwe soorten bleek te leiden en ook niet werd veroorzaakt door mutaties. De Vries ging er legitiem van uit dat de wetten van Mendel een bewijs waren voor het bestaan van de pangenen. Hij vond alleen dat we ons daar niet blind op moesten staren en dat er meer was: er worden ook nieuwe soorten gevormd en daarbij gelden de wetten van Mendel niet. Hij zocht naar bewijsmateriaal voor soortvorming door interne mutaties. Alleen langs die weg was evolutie mogelijk. Zo kwam hij op een theorie die afweek van die van Darwin, waarin de natuurlijke selectie onder invloed van de omgeving centraal staat. Soorten waren voor De Vries genetisch homogeen en niet via de door Darwin beschreven processen te veranderen. Dat bleek geen goede inschatting te zijn. De kritiek tast zijn status als onze grootste bioloog niet echt aan. Zijn plantenfysiologische werk staat nog als een huis en het bestaan van mutaties en hun rol in de evolutie zijn inmiddels, Teunisbloem of niet, vaststaande feiten.

In 1918 ging de grote botanicus met emeritaat. Hij trok zich terug op twee landgoederen op de Veluwe, waar hij tot zijn dood in 1935 voortging met het kweken van Teunisbloemen. Met universiteit en Akademie had hij geen contact meer, maar hij werd tot het laatst bezocht door zijn leerlingen en buitenlandse bewonderaars.

Archiefmateriaal en literatuur

De persoonlijke nalatenschap van De Vries bevindt zich in de bibliotheek van het Biologisch Centrum van de Universiteit van Amsterdam. De inventaris is gepubliceerd in: E.J.A. Zevenhuizen, De Wereld van Hugo de Vries, Amsterdam 1996, 238 p.

De eerste wetenschappelijke biografie is: P.H.W.A.M. de Veer, Leven en werk van Hugo de Vries, Groningen: Wolters Noordhoff, 1969, 252 p. Volgens latere onderzoekers schiet dit boek op veel punten tekort. Een recente korte biografie is: R.P.W. Visser, ‘Hugo de Vries (1848-1935). Het begin van de experimentele botanie in Nederland’, in: Een brandpunt van geleerdheid in de hoofdstad. De Universiteit van Amsterdam rond 1900 in vijftien portretten (red. J.

[p. 81]

C.H. Blom e.a.), Hilversum/Amsterdam: Verloren, 1992, 345 p., p. 159-178. Drie overzichtsartikelen van Bert Theunissen over De Vries en o.a. zijn relatie tot Mendel en Darwin: ‘De beheersing van mutaties. Hugo de Vries' Werdegang van fysioloog tot geneticus’, Gewina, jrg. 15, 1992, p. 97-115; ‘Closing the Door on Hugo de Vries' Mendelism’, Annals of Science, jrg. 51, 1994, p. 225-248.; en: ‘Knowledge is Power: Hugo de Vries on Science, Heredity and Social Progress’, The British Journal for the History of Science, jrg. 27, 1994, 291-311. In 1993 werden zo'n vierhonderd brieven van De Vries aan zijn Groningse collega Moll gevonden. Omdat De Vries zelf veel had weggegooid, is de vondst van de brieven aan Moll een buitenkans. Zie: Ida Stamhuis, ‘De doos van Pandora’, Gewina, jrg. 19, 1996, p. 95-98. Aan de Universiteit van Amsterdam werkt de opsteller van de inventaris van het De Vries-archief, Erik Zevenhuizen aan een nieuwe biografie als proefschrift.

Korteweg (1818-1941)

Tijdens een vliegreis in juni 1995 kreeg ik een exemplaar van De Telegraaf in handen. Tot mijn verbazing stond er een artikel van een halve pagina in met de titel ‘Wiskundig “Doornroosje” ontwaakt door computer’. Het was gewijd aan Korteweg en de KdV-vergelijking. Korteweg bleek terug te zijn als een van de bètaberoemdheden. Dat was bij deskundigen al in de jaren tachtig gebeurd, maar in de necrologie voor de Koninklijke Akademie (1945) noch onder het lemma ‘Korteweg’ in de Dictionary of Scientific Biography (1970) werd de prestatie genoemd die hem nu beroemd heeft gemaakt.

Diederik Johannes Korteweg werd een maand na Hugo de Vries in 1848 geboren. Zijn vader was arrondissementsrechter in 's-Hertogenbosch en hoofdbestuurslid van de Nederlandse vrijmetselarij. De familie had zich in Brabant langzaam opgewerkt. De zonen van rechter Korteweg zouden het emancipatieproces voltooien. Drie van hen werden belangrijke geleerden: Died was de oudste, Johan werd hoogleraar chirurgie en was de eerste in Nederland die

[p. 82]

bij operaties de kleinste haarvaten dichtbond (volgens familieoverlevering kon hij niet tegen bloed) en Piet, de vader van de kankeronderzoeker Remmert en de schilder Adriaan, maakte naam als malariaonderzoeker. Tussen Died en Johan was er Bastiaan, die in 1879 samen met zijn vrouw zelfmoord pleegde. De schrijver Jeroen Brouwers wijdde er een boek aan.⁹ Een motief kan zijn geweest dat Bas zich tussen zijn succesvoller broers zeer gefrustreerd zal hebben gevoeld.

Evenals de andere vroege coryfeeën Van der Waals en De Vries was Died Korteweg nog te vroeg geboren om leerling te kunnen worden aan een hbs. Hij kreeg zijn bètaopleiding vooral aan de in 1863 sterk verbeterde Polytechnische School in Delft, waar hij een ingenieursopleiding afbrak om wiskundige te worden. Hij werd daarna net als Van der Waals en De Vries hbs-leraar, in Tilburg en Breda. In 1877 kwam hij als wiskunde-assistent van de pas benoemde Van der Waals in dienst van de gloednieuwe universiteit van Amsterdam, waar hij in 1878 als eerste promoveerde. Promotor was Van der Waals. Het proefschrift handelde over de voortplantingssnelheid van golven in elastische buizen. De KdV-vergelijking van 1894-'95 kwam voort uit een onderzoeksinteresse die al meer dan twintig jaar tevoren ontstaan was.

Korteweg nam in de creatieve netwerken een centrale plaats in. Hij werkte lange tijd samen met Van der Waals, waarbij hij zorgde voor wiskundige verdieping. Bekend werd zijn theorie over de plooipunten op Van der Walls' R-oppervlak (1889 en latere jaren), die volgens Lorentz belangrijk was voor de grondslagen van de thermodynamica. Ook voor Van 't Hoff en anderen deed hij ondersteunend wiskundig onderzoek. In 1881 werd hij zelf hoogleraar, in wiskunde, mechanica en sterrenkunde. In zijn oratie beklemtoonde hij het belang van het toepassen van de wiskunde.

Naast J.A. Kluyver en P.H. Schoute was Korteweg een van de vernieuwers van de wiskunde in Nederland. Van de drie was zijn invloed het grootst. Misschien was Thomas Jan Stieltjes (1856-1894) de geniaalste in Nederland geboren wiskundige van zijn tijd. Niet tevreden met een hoogleraarschap in Groningen, verdween

9 Zie noot 24 bij hoofdstuk 3.

[p. 83]

Drie kennismakingsbriefjes aan Korteweg, van Van der Waals (1878), Van 't Hoff (1875) en Lorentz (1880)

[p. 84]

deze echter in 1885 naar Frankrijk, waar hij jong overleed. Het is vreemd dat de belangrijkste Nederlandse onderzoeksschool in de wiskunde in onze tijd naar hem is vernoemd. Al is de Stieltjes-integraal befaamd, de naar Korteweg en De Vries genoemde vergelijking is nu minstens zo bekend, zodat een Korteweg- of Brouweronderzoeksschool een vanzelfsprekender naam zou zijn geweest.

Korteweg had een aantal uitzonderlijke leerlingen. Als promotor werd hij het bekendst door zijn begeleiding van het proefschrift van L.E.J. Brouwer, onze grootste wiskundige (1907).¹⁰ Er is minder bekend over de wordingsgeschiedenis van de dissertatie van Gustav de Vries uit 1894. Deze was hbs-leraar was in Breda, Haarlem en Alkmaar en zou nog twee artikelen publiceren over cyclonen.

10 Door Dirk van Dalen is Brouwers proefschrift opnieuw uitgegeven met een historische inleiding, waaruit Korteweg als een wijs en geduldig promotor naar voren komt, zie ook hoofdstuk 6.

De Korteweg-de Vries(KdV)-vergelijking

De KdV-vergelijking kwam voor het eerst voor in de dissertatie van Gustav de Vries die werd verdedigd op 1 december 1894 aan de universiteit van Amsterdam. Dat er in 1995 een congres aan het honderdjarig bestaan van de vergelijking werd gewijd, komt door het feit dat de stelling pas in 1895 bij een groter wetenschappelijk publiek bekend werd door een artikel van Korteweg en De Vries in Philosophical Magazine (fifth series, jrg. 39, p. 422-433). Ik heb zelf in de schriftelijke nalatenschap van Korteweg voldoende aanwijzingen gevonden om aan te nemen dat (anders dan bijvoorbeeld het geval was bij de relatie Korteweg-Brouwer) niet de promovendus, maar de promotor de drijvende kracht was achter de genese van het proefschrift van De Vries. Als Korteweg al zelf niet de ontdekker van de vergelijking was, dan lijkt hij in ieder geval de enige te zijn geweest die in staat was het fundamenteel belang ervan in te zien.¹¹

De KdV-vergelijking beschrijft golven die zich in een ondiep kanaal voortbewegen. Het bijzondere is dat ze hun vorm behouden. In 1834 zag de Schotse ingenieur John Scott Russell, toen hij te paard langs een kanaal reed, dat er een merkwaardige bult in het

11 In de nalatenschap van Korteweg in de ub van de Universiteit van Amsterdam bevinden zich ten minste zes relevante brieven van Gustav de Vries, en twee (en wat toegevoegde notities) van Korteweg. Terwijl de briefjes van De Vries (23 mei '92 - 9 november '93) nogal obligaat zijn, wat onderdanig en steun zoekend, zijn de twee brieven van Korteweg belangrijk. De tweede is de aanbiedingsbrief aan de Editor van Philosophical Magazine van 6 januari 1895, die het heeft over ‘collaboration’ en ‘my young friend G. de Vries’, de eerste een brief op poten aan De Vries, die ik kort weergeef:
October 1893
Geachte Heer,
Tot mijn spijt kan ik uw dissertatie zoals ze daar ligt niet aannemen. Er is te veel vertaalwerk in, waar ge Rayleigh of McCowan bijna letterlijk volgt. De opmerkingen en verduidelijkingen die gij zo nu en dan tusschen voegt, maken dit niet goed. De studie van de lectuur van uw onderwerp moet slechts middel zijn om te komen tot eene meer zelfstandige behandeling [‘waarbij U’ is foutief ingevoegd] in eigen gekozen bewoordingen en gedachtegang, opgewekt desnoods door de lectuur, maar niet zóó letterlijk nagevolgd. Zijt ge het onderwerp zooverre meester dat ge dit kunt doen, dan zult ge vanzelf ook allicht op kwesties stuiten door Rayleigh en McCowan opgeworpen die gelegenheid geven uwe krachten te toonen.
Ten einde U aan den gang te helpen zend ik U de schets eener behandeling van de kwestie van de enkele golf volgens de een weinig gewijzigde methode van Rayleigh [dat punt staat in het uiteindelijk artikel volgens de aanbiedingsbrief ook centraal, B.W.].
[K. zal zien of hij] een leidraad kan vinden om aan de hand te doen ter verdere uitwerking [...] Of ik daarin slagen zal kan ik natuurlijk niet weten [...]
Voor een historisch overzicht van de theorie der golven, zoudt ge veel meer literatuur moeten raadplegen dan ge gedaan hebt en dat zal in Alkmaar moeilijk zijn [...] Uwe inleiding bevat thans te uitsluitend zaken die men in den handboeken (Lamb en Basset) even goed terugvind [sic].
Het is natuurlijk voor U eene teleurstelling waar gij meendet reeds bijna aan het einde van uwe taak te zijn ge nog slechts voorarbeid blijkt achter den rug te hebben. Laat U intusschen niet ontmoedigen. Ik wil gaarne mijn best doen om U [op het] paard te helpen [...].
Deze brief dateert van een jaar voor de promotie!
Helaas heb ik in het archief de eigen schets van een ‘behandeling van de kwestie van de enkele golf’ waar Korteweg naar verwijst niet kunnen vinden. In de map zit vlak voor de brief wel een ander stuk, maar dat lijkt een concept voor een college over kegelsneden.

[p. 85]

water naast hem voortgolfde. Na enkele kilometers moest hij de golf laten gaan, maar deze was niet van vorm veranderd. Het gedrag van deze solitaire golf boeide een aantal belangrijke geleerden. Lord Rayleigh geloofde dat hij zou vervlakken, net zoals de golven in een vijver waarin een steen gegooid is. Korteweg en De Vries lieten echter zien dat er golven mogelijk zijn die beschreven worden door een vergelijking met een niet-lineaire term die het afvlakkingseffect teniet kan doen. De vergelijking sliep de slaap der onschuldigen totdat na 1950 Enrico Fermi, Stanislav Ulam en E. Pasta proeven deden met de maniac, een van de eerste computers. Toen werd empirisch aangetoond dat niet-lineaire periodieke trillingen zichzelf soms in stand kunnen houden.
Het gaat bij KdV om een speciale differentiaalvergelijking.

We kunnen hier niet ingaan op technische aspecten. Het belangrijkste is, dat het gaat om een zogenaamde niet-lineaire partiële differentiaalvergelijking. Newton en Leibniz hielden zich nog bezig met gewone differentiaalvergelijkingen, waarin één onafhankelijke en één afhankelijke variabele optreden. Zo kan de beweging van een punt op een trillende snaar beschreven worden. In de achttiende eeuw ontstand de theorie van trillende oppervlakken, zoals een wateroppervlak. Daarin is sprake van meerdere onafhankelijke variabelen en worden de differentiaalvergelijkingen partieel. Rond 1800 hield de Franse meetkundige Gaspard Monge zich voor het eerst diepgaand bezig met niet-lineaire vormen daarvan: in de vergelijkingen komt een hogere macht voor van de afhankelijke variabele, in de KdV-vergelijking de variabele η.
Het oplossen van dit soort vergelijkingen kost vaak veel moeite. Pas rond 1970 lukte het bij de KdV-vergelijking. Hierbij speelde een tiental wiskundigen een belangrijke rol. Voor ons is de fysische interpretatie van de vergelijking en haar oplossing het

[p. 86]

interessantst. Het trillingspatroon dat de KdV-vergelijking beschrijft, blijkt brokstukken te bevatten, solitonen genoemd, golven die na een botsing met elkaar ongeschonden te voorschijn komen. Dit heeft verreikende gevolgen voor de wiskunde, maar ook voor techniek en industrie. In de wiskunde leidde de ontdekking van de solitonen tot een hausse in bewijzen voor de oplosbaarheid van andere niet-lineaire vergelijkingen. Die zijn van groot belang in de chaostheorie, die vandaag de dag in het centrum van de belangstelling staat. In de technologie zijn er op allerlei terreinen toepassingen. De formule speelt een sleutelrol in de theorie over de voortplanting van signalen in glasfiberkabels. Het gaat daarbij om een zo groot mogelijke beperking van het verlies aan informatie.
Op World Wide Web zijn de verwijzingen naar KdV en Korteweg niet meer te tellen. Veel solitonenonderzoek blijkt intussen te worden gedaan in Japan.

Korteweg was een strenge, maar inspirerende docent. Behalve Brouwer en Gustav de Vries waren er nog andere later bekende

Tekening van Korteweg door Jan Veth (1906)

[p. 87]

leerlingen van Korteweg, zoals zijn opvolgers als hoogleraar Gerrit Mannoury (wiskundige en filosoof, zie hoofdstuk 7) en Hendrik de Vries (een belangrijk schrijver van universitaire en andere leerboeken), en H.J.E. Beth, volgens Korteweg later wat verdwaald in de wetenschap, maar de vader van onze bekendste logicus E.W. Beth. Zijn intensieve begeleiding van de ‘linkse’ Mannoury - hij gaf hem lange tijd op zondag bijles - maakt een ander facet van zijn persoonlijkheid zichtbaar: Korteweg was een sociaal bewogen liberaal die positief stond tegenover politieke verandering, zoals ook blijkt uit zijn ondersteuning van Multatuli.

Tegen 1900 verschoof zijn belangstelling naar de geschiedenis van de wiskunde. Als rector magnificus hield hij in 1894 een rede over het Bloeitijdperk der wiskunde in Nederland. In 1900 nam hij tot 1920 de redactie over van de OEuvres complètes van Christiaan Huygens. In de delen xi-xv zijn tal van belangrijke historische vondsten en toelichtingen opgenomen, waarmee deze editie met de Descartes-uitgave van Adam en Tannery tot de belangrijkste pionierseditie werd van het historisch onderzoek van de wiskunde.

Korteweg werd langzamerhand, een beetje zoals later J.D. van der Waals jr (de ‘zoon van’), een levend monument van de Tweede Gouden Eeuw. Hij was zestig jaar lid van de Koninklijke Akademie, maar zijn recordprestatie was het vijfenzeventigjarig lidmaatschap van het Wiskundig Genootschap. Bij zijn overlijden in 1941 werd hij geëerd als de laatste overlevende van de ‘heroïsche’ periode van de Amsterdamse wis- en natuurkundefaculteit.

Archiefmateriaal en literatuur

De schriftelijke nalatenschap van Korteweg bevindt zich op de universiteitsbibliotheek van de Universiteit van Amsterdam. In 41 mappen, gelijkelijk verdeeld over de correspondentie rond de OEuvres complètes van Christiaan Huygens en alle andere onderwerpen. Er zijn vooral brieven en collegedictaten bewaard, maar er is ook conceptmateriaal met betrekking tot creatief werk, zoals de plooipuntentheorie.

[p. 88]

De necrologie van H.J.E. Beth en W. van der Woude in het Jaarboek der Koninklijke Nederlandse Akademie van Wetenschappen, 1945-'46, p. 194-208, is de uitvoerigste biografie tot dusver. Een aardig stuk over Korteweg en de KdV-vergelijking is: Henk Nieland, ‘De comeback van de Korteweg-de Vries vergelijking’, Nederlands Tijdschrift voor Natuurkunde, 1996 nr. 2, p. 31-32. Ik bezit zelf vrij veel materiaal van Korteweg en zijn broers (mijn grootmoeder was een nichtje; daarnaast gaf een van Kortewegs pleegdochters mij brieven en ander materiaal). Veruit de interessantste vondsten deed ik echter in het ub-materiaal (zie noot 24 bij hoofdstuk 3). Ik hoop dat een van mijn lezers de fakkel overneemt!

Kapteyn (1851-1922)

Van Jacobus Cornelius Kapteyn zal wel nooit een wetenschappelijke biografie worden geschreven. Na zijn dood vatten Willem de Sitter en Johan Huizinga (die hem beiden in Groningen en Leiden goed gekend hadden) het plan op om een biografie te schrijven. Daar is niets van gekomen, maar na De Sitters dood kwam Kapteyns persoonlijke nalatenschap terecht in Rotterdam, waar ze vermoedelijk in 1940 bij het bombardement verloren ging.¹² Gelukkig schreef zijn dochter een kleine - zij het hagiografische - biografie, waarin veel informatie bewaard is gebleven.

Kapteyn was het negende van vijftien kinderen van een onderwijzer (een lange traditie in de familie) die in Barneveld een kostschool dreef. Er heerste een streng regime, op leerprestaties gericht, waarin weinig plaats was voor affectie. Alle kinderen kwamen sociaal goed terecht - ook broer Willem werd hoogleraar - maar Kapteyn had zijn leven lang last van verlegenheid en gevoelens van eenzaamheid. Op de kostschool werd hij klaargestoomd voor de universiteit die hij op zijn zeventiende betrad. In Utrecht studeerde hij wis- en natuurkunde bij Buys Ballot en Grinwis, maar hij ging vooral zijn eigen gang. De man met de slaperige blik (door zijn lange oogleden) had een enorm vermogen om meerdere complexe onderwerpen tegelijk aan te pakken, wat

12 Zie Robert Pauls inleiding in: Henrietta Hertzsprung-Kapteyn, The Life and Works of J.C. Kapteyn, an Annotated Translation with Preface and Introduction by E. Robert Paul, Dordrecht etc.: Kluwer, 1993, xix, 92 p. (de oorspronkelijke biografie dateert van 1928). Niet lang na de publicatie van de vertaling overleed Paul.

[p. 89]

hem later zeer van pas zou komen. Vlak na zijn vierentwintigste verjaardag promoveerde hij op een proefschrift over ‘trillende platte vliezen’. De snelle, ondernemende student kon nu alle kanten op en nadat hij tegen de wil van zijn vader het leraarschap had afgewezen, kon hij min of meer toevallig observator worden op de Leidse sterrenwacht. Daar maakte hij grote indruk op de hoogleraar-directeur H.G. van de Sande Bakhuyzen.

In 1876 werd de nieuwe Wet op het Hoger Onderwijs aangenomen en wachtten jonge wetenschappers met spanning op de dingen die komen gingen. Bij een maaltijd in Leiden in 1877 bestelde de welingelichte zoon van de secretaris-generaal van Binnenlandse Zaken, de later zeer bekende zoöloog A.A.W. Hubrecht, een fles champagne. Hij bracht een toast uit op Kapteyns broer Willem, van wie hij net gehoord had dat die wiskundeprofessor in Utrecht geworden was. Toen Hubrecht meteen daarna nog een fles bestelde, was er verbazing. Het bleek nu om Ko Kapteyn te gaan. De benoeming van beide broers was in dezelfde Staatscourant aangekondigd. Ko Kapteyn werd hoogleraar op de nieuw ingestelde leerstoel voor sterrenkunde en theoretische mechanica in Groningen.

Nadat de opwinding was weggeëbd en Kapteyn in Groningen goed om zich heen gekeken had, realiseerde hij zich dat een hoogleraar sterrenkunde zonder sterrenwacht, of zelfs maar een telescoop, in niet erg fraaie omstandigheden verkeerde. Zoals ook na de afronding van zijn studie gebeurd was, zette dit hem aan tot een nieuw begin. Eerst gaf hij een aantal jaren college zonder dat hij veel onderzoek deed. Toen was voldoende tot hem doorgedrongen dat Leiden en Utrecht hem zijn sterrenwacht nooit zouden toestaan. In 1885 las hij een artikel van David Gill, ‘Her Majesty's Astronomer at the Cape of Good Hope’. Daarin werd aangekondigd dat er een fotografische catalogus zou worden gemaakt van de sterren van het zuidelijk halfrond, in navolging van Argeländers ‘Bonner Durchmusterung’ van het noordelijk halfrond (1852-1862).

Kapteyn zag opeens nieuwe perspectieven. Terwijl er zich in Europa in elk land wel minstens één sterrenwacht bevond, werd er met de verzamelde gegevens veel te weinig gedaan. Daar was Gill

[p. 90]

het van harte mee eens, al ging het hem natuurlijk in de eerste plaats om de Zuid-Afrikaanse gegevens. Tegen een Leids advies in kon Kapteyn met wat overheidsgeld een klein kantoor inrichten in het fysiologisch lab van zijn genereuze collega Huizinga (de vader van de historicus Johan). Ook met andere collegae had Kapteyn goede relaties. Met de filosoof Heymans en de historicus Boissevain liep hij twintig jaar lang elke week naar Haren op en neer. Bovendien hielp Kapteyn Heymans met statistiek.

In het ‘sterrenkundig laboratorium’, dat in 1896 verhuisde naar een eigen gebouw, werden op basis van de opgestuurde foto's tussen 1886 en 1900 de positie en helderheid van 454.875 sterren van het zuidelijk halfrond vastgelegd. De onderneming had tweemaal zo lang geduurd als gepland, maar was een dermate groot succes dat al in 1887 werd begonnen de sterren van beide halfronden fotografisch vast te leggen in een ‘Carte du Ciel’.

Niet alleen de positie van de sterren aan de hemel kan worden bepaald, maar ook de afstand tot de aarde. Dat is mogelijk door meting van de positie op verschillende tijdstippen in het jaar. De aarde beweegt zich in een half jaar naar de andere kant van de zon. Het hoekverschil tussen de twee standen van de aarde ten opzichte van de ster waarvan de afstand moet worden bepaald, heet (trigonometrische) parallax. Omdat we de afstand tussen zomer- en winterpositie van de aarde kennen, kunnen we de afstand tot de ster uitdrukken in afstanden aarde-zon. Voor grote aantallen sterren was het echter ondoenlijk om deze methode te gebruiken. Kapteyn vernieuwde de empirische astronomie door statistische methoden in te voeren om de verdeling van de sterren in de ruimte te bepalen. Hij pakte het probleem van de afstanden aan door de kans te bepalen dat een ster, waarvan de gemeten (schijnbare) helderheid tussen zekere grenzen ligt, een afstand heeft die groter of kleiner is dan bepaalde met zekerheid gemeten afstanden. In de praktijk bleek het aantal goed gemeten afstanden te gering om een waarschijnlijkheidsverdeling af te leiden, en moesten er nog meer veronderstellingen gemaakt worden.

Kapteyn was niet alleen rekenkundig begaafd en gespitst op feiten, hij streefde er ook naar om de sterrenkundige theorievorming

[p. 91]

op een hoger plan te brengen. In 1904 baarde hij op een congres in St. Louis opzien met een eerste generalisatie van de bijna twintig jaar verzamelde gegevens. Hij slaagde er als eerste in om uit de gigantische massa data af te leiden, dat sterren ten opzichte van de zon kennelijk in twee verschillende hoofdrichtingen bewegen: de theorie van de twee sterstromen. Hiermee kwam voor het eerst structuur in ons melkwegstelsel, dat toen als het ‘heelal’ werd gezien.

Ook al omdat langzamerhand het registreren van de spectra van sterren belangrijk begon te worden, zag Kapteyn in dat het werk hem en zijn Groningse groep boven het hoofd begon te groeien. In 1906 stelde hij daarom een aantal grote sterrenwachten voor om slechts een willekeurig en beperkt aantal gebiedjes grondig door te meten. Dit ‘plan of selected areas’ werd geaccepteerd door de internationale gemeenschap van astronomen. Het werk voor Gill had Kapteyn een vriendschap voor het leven bezorgd. Eenzelfde gevolg had zijn nieuwe plan. Hij werd bevriend met George Ellery Hale, de drijvende kracht achter het nieuwe observatorium op Mount Wilson boven Los Angeles. De staalmagnaat Andrew Carnegie had geld gegeven op voorwaarde dat de beste instrumenten geïnstalleerd zouden worden. Dit was niet tot dovemansoren gericht. In de nadagen van zijn loopbaan bezocht Kapteyn tussen

Kapteyn, geschilderd door Jan Veth (1918)

[p. 92]

1908 en 1914 Mount Wilson. Het was zeer belangrijk voor hem dat hij zijn vrouw mee kon nemen. Nadat de Kapteyns de eerste keer in een tent hadden gekampeerd, liet Hale de ‘Kapteyn Cottage’ op de berg bouwen, waar het paar vele maanden woonde in een prettig klimaat, voorzien van alle comfort.

De Eerste Wereldoorlog was ook voor de wetenschap een beproeving. Pogingen van Kapteyn en Heymans om Duitsland lid te maken van de in 1919 opgerichte International Research Council mislukten. De rol die de Nederlandse Akademie van Wetenschappen daarbij speelde, leidde ertoe dat Kapteyn niets meer met de Akademie te maken wilde hebben.

Na zijn emeritaat - hij werd opgevolgd door Van Rhijn - haalde Willem de Sitter hem in 1921 naar Leiden om te helpen bij de reorganisatie van de sterrenwacht. Die taak heeft hij niet meer tot een goed einde kunnen brengen. Hij werd ziek en overleed niet lang daarna. Maar in zijn Leidse tijd slaagde hij er ook nog in om voor de tweede keer een grote theoretische samenvatting te geven. In 1920-'22 publiceerde hij zijn artikelen over het ‘Kapteyn-heelal’ (term van Sir James Jeans).

Het Kapteyn-heelal

In 1922 publiceerde Kapteyn, vlak voor zijn dood, zijn definitieve theorie van wat hij zag als het heelal. Dat blijkt bijna equivalent te zijn met ons eigen melkwegstelsel, alleen weten we nu dat de zon zich ver van het centrum bevindt. De op pagina 93 weergegeven verticale doorsnede laat zien dat de dichtheid van het aantal sterren naar buiten toe afneemt, en dat het systeem een afgeplatte vorm bezit. De afplatting werd verklaard door de werking van de sterstromen die in gekromde banen tegen elkaar in bewegen. In wezen is dit melkwegmodel, dat nu dus geen heelalmodel meer is, tot in onze tijd gelijk gebleven.

[p. 93]

Heelal van Kapteyn: overgenomen uit Willem de Sitters ‘Kosmos’, 1934, p. 116

Archiefmateriaal en literatuur

Zoals eerder werd aangestipt, is er eigenlijk geen Kapteyn-archief meer. Professor Blaauw, de auteur van het uitvoerige artikel over Kapteyn in de Dictionary of Scientific Biography, hoorde van Kapteyns opvolger Van Rhijn dat er ooit een kist met Kapteyniana op zolder bij De Sitter heeft gestaan, maar dat het materiaal in 1940 in Rotterdam verloren is gegaan. Dan zal dat wellicht als volgt zijn gegaan (deze hypothese is ontwikkeld in samenspraak met mevrouw Katgert, die een inventaris van de nalatenschap van Oort heeft uitgegeven).¹³ De Sitters zoon Aernout, gepromoveerd op een astronomisch onderwerp in 1936, kwam na De Sitters betrekkelijk vroege dood in 1934 waarschijnlijk in bezit van het Kapteynmateriaal. Toen hij naar Zuid-Afrika en vervolgens in 1939 naar Nederlands-Indië vertrok, kon hij bij zijn vertrek met de boot vanuit Rotterdam (nog) niet alles meenemen en liet hij ook Kapteyns papieren opslaan. Helaas heeft De Sitter jr. het jappenkamp niet overleefd. Ook de kist van Kapteyn is de oorlog niet doorgekomen. Er mogen dan onderzoeksverslagen verdwenen zijn, natuurlijk zijn er nog veel andere papieren overgebleven, vooral in het Huygens Laboratorium in Leiden (en er is van Kapteyns broer Willem een verzameling papieren, 0,4 meter, in Rijksmuseum Boerhaave). Er is vooral nog veel correspondentie, bijvoorbeeld met De Sitter en Hale (bewaard in Californië). Of dat alles voldoende is voor een wetenschappelijk verantwoorde nieuwe levensbeschrijving kan uitgezocht worden. Misschien moeten we het doen met de biografie van zijn dochter Henrietta Hertzsprung-Kapteyn (1928) in de recente editie van E. Robert Paul (volgens

13 Het echtpaar Van Herk-Kluyver, beiden hebben Aernout de Sitter nog gekend, acht deze hypothese ook plausibel, zoals mevr. Van Herk me schreef. Prof. Van Herk heeft het archief van de Sterrewacht rond 1960 uitgedund en toen geen papieren van Kapteyn gezien.

[p. 94]

Blaauw slecht vertaald door Paul, The Life and Works of J.C. Kapteyn, Dordrecht etc.: Kluwer, 1993, xix + 92 p.

Er zijn behalve de twee genoemde nog andere biografische schetsen, zoals: E. Dekker, ‘Jacobus C. Kapteyn (1851-1922). “Wat men veelal het heelal noemt”’, Van Stevin tot Lorentz, (red. A.J. Kox en M. Chamalaun), Amsterdam: Intermediair, 1980, 238 p., p. 177-191 (herdrukt in 1990, Amsterdam: Bert Bakker).

Beijerinck (1851-1931)

Evenals Kapteyn werd Martinus Willem Beijerinck als kind emotioneel verwaarloosd - Beijerinck door zijn stiefmoeder - en leidde de verwaarlozing tot verlegenheid en het opbouwen van een eigen wereld waarin orde heerste. Meer dan Kapteyn kwam Beijerinck echter uit een sociaal gevestigde familie. Zijn grootvader was hoofdingenieur, een oom hoogleraar in Delft. Helaas was zijn vader een tragische mislukkeling, die er niet in slaagde om zich het hoofd boven water te houden met een tabakswinkel en, na faillissement, een baantje bij de spoorwegen. Door een erfenisje van een tante kon zijn zoon gelukkig de lagere school en middelbare school doorlopen. In onze chronologische reeks is Beijerinck de eerste reguliere hbs-leerling. In zijn middelbareschooltijd maakte hij in de buurt van Haarlem lange botanische wandelingen met de vader van Frederik van Eeden. Ook leerde hij er Hugo de Vries kennen, die drie jaar ouder was en al botanicus in hart en nieren.

Na de hbs studeerde Beijerinck technologie en woonde hij in Delft op kamers met Van 't Hoff. Deze bijzondere periode kende een cesuur toen de hospita hun de huur opzegde. De twee talentvolle experimentatoren hadden namelijk lijm bereid uit dode mollen. De vriendschap werd voortgezet in Leiden, waar de twee jonge technolgen nu een academische studie mochten gaan volgen. Hier begonnen de interesses uiteen te lopen, Van 't Hoff studeerde allerlei vakken, maar ging zich steeds meer in scheikunde specialiseren; Beijerinck was een succesvolle student biologie. Na ver-

[p. 95]

schillende lerarenbaantjes, waaronder de verlegen Beijerinck leed, werd hij in 1876 docent botanie aan de Hogere Landbouwschool in Wageningen. Daar kreeg hij eindelijk tijd voor onderzoek. In 1877 promoveerde hij in Leiden op een proefschrift over plantengallen. Een promotiediner kon hij zich niet veroorloven.

De bezeten onderzoeker werd al in 1884 gekozen tot lid van de Koninklijke Akademie van Wetenschappen. Behalve door zijn nu invloedrijke vrienden werd dat ook mogelijk gemaakt door zijn twee zusters, die na de dood van vader Beijerinck bij hun broer in Wageningen waren komen wonen. De oudste zus maakte fraaie botanische tekeningen, de jongste assisteerde bij de Engelse vertaling van zijn artikelen. In hetzelfde jaar trad er nog een ander nuttig effect op van Beijerincks netwerk, dat niet zozeer inhoudelijk invloed had op zijn wetenschappelijke werk, als wel indirect werkte. Als een van de weinige toponderzoekers van zijn tijd had Beijerinck geen voordeel gehad van de nieuwe wet van 1876. Hij heeft nooit aan een universiteit gewerkt, maar kreeg in plaats daarvan kansen bij andere instellingen. In 1884 zorgde Hugo de Vries voor een goedbetaalde onderzoeksbaan bij de Gist- en Spiritusfabriek in Delft. De sociale idealist Van Marken huurde hem in om te zoeken naar een oplossing voor het probleem van de bacteriële besmettingen van het gist waarmee bier werd gebrouwen. Beijerinck mocht een eigen laboratorium bouwen en kreeg een jaarsalaris van 4500 gulden, ongeveer op hoogleraarsniveau en het dubbele van zijn docentensalaris in Wageningen.

Een eerste advies aan Van Marken bleek weinig gelukkig. Het als varkensvoer gebruikte gistafval bezorgde de beesten zwarte tanden, waardoor ze onverkoopbaar bleken. Beijerinck heeft in zijn nieuwe lab veel ontdekkingen gedaan. Niet alleen voor zijn werkgever (onder andere koningsgist), maar ook in de niet-toegepaste wetenschap. Hoewel hij, zeker de eerste decennia, werkte op grond van een wereldbeeld dat aan dat van De Vries verwant was, en hoewel al vanaf zijn proefschrift vraagstukken van erfelijkheid en variabiliteit centraal stonden, verwierf hij zich vooral faam als pionier van de microbiologie.

[p. 96]

Beijerinck rond 1900

Beijerinck voelde zich echter in het bedrijfsleven slecht op zijn plaats. Van Marken, De Vries en andere vrienden zorgden ervoor dat hij in 1895 hoogleraar bacteriologie kon worden aan de Polytechnische School, waar hij weer een nieuw laboratorium kreeg. Als hoogleraar had hij veel moeite met zijn onderwijstaak. Hij bleef vooral een onderzoeker, vaak gekweld door lange perioden met depressies en gevoelens van eenzaamheid en tekortschieten. In de Delftse jaren leverde hij opnieuw grote wetenschappelijke prestaties. Hij isoleerde de eerste vrijlevende aërobe (zuurstof direct uit de lucht halende) bacterie en nog reeksen andere speciale soorten bacteriën. Twee andere fundamentele ontdekkingen strijden om de eer zijn belangrijkste vondst te zijn geweest: de vervaardiging van reinculturen van algen en de ontdekking van het eerste plantenvirus. Ik houd het op laatstgenoemde vondst.

[p. 97]

De ontdekking van het tabaksmozaïekvirus

De tabaksmozaïekziekte (symptoom: vlekken op tabaksbladeren) werd na de grote ontdekkingen van Pasteur en Koch geacht een ziekte te zijn die werd veroorzaakt door een bacterie. Rond 1898 zag Beijerinck dat geïnfecteerd tabakssap niet onschadelijk te maken was door het te filteren met een porseleinen filter. De ziekteverwekker moest dus veel kleiner zijn dan een gewone bacterie. Met alcohol kon hij er wel een neerslag van maken.
Daarna ontdekte hij dat de ziekteverwekker zich alleen via zijn gastheer kon reproduceren, en wel in diens snelst groeiende delen. Hij durfde nog niet de stap te nemen naar de aanname van een zichzelf reproducerend systeem van grote moleculen, maar schreef over een ‘contagium vivum fluïdum’, dat geen bacterie was. Daarmee werd hij met de Russische botanicus Ivanovsky de (bijna-) ontdekker van de virussen. Weliswaar had Ivanovsky in 1892 een filtreerbare ziekteverwekker ontdekt, maar hij was er nog van overtuigd geweest dat het om een speciaal soort bacterie ging.
Pas na 1935 kon Beijerincks ontdekking op waarde geschat worden, toen Stanley het tabaksmozaïekvirus kristalliseerde. Dit was te laat om Beijerinck nog met een Nobelprijs voor geneeskunde te kunnen eren.

Naast Winogradsky is Beijerinck bovendien de pionier van het aanleggen van reinculturen van algen. De meeste micro-organismen komen in veel organisch materiaal voor, maar zo spaarzaam dat er nauwelijks onderzoek aan gedaan kan worden. De productie van micro-organismen op veel grotere schaal betekende een doorbraak in het biologisch onderzoek.

Na meer dan 140 merendeels belangrijke artikelen te hebben geschreven, werd Beijerinck bij zijn pensioen in 1921 geëerd met de uitgave van zijn verzamelde werken in vijf delen (waar later nog een zesde deel bij kwam). Hij trok zich terug met zijn oudste en inmiddels dove zuster in Gorssel, waar hij tot zijn dood in 1931 doorwerkte. Het Delftse laboratorium werd overgenomen door zijn voortreffelijke leerling Albert Jan Kluyver en behield onder diens leiding zijn wereldfaam.

[p. 98]

Archiefmateriaal en literatuur

Beijerincks nalatenschap bevindt zich op het laboratorium voor Microbiologie van de Technische Universiteit Delft. De onderzoeker Pieter Bos heeft de intentie uitgesproken om Beijerincks onderzoekverslagen opnieuw te analyseren.

Het standaardwerk over Beijerinck is: Beijerinck and the Delft School of Microbiology, (red. Pieter Bos en Bert Theunissen), Delft: Delft University Press, 1995, xxxv + 220 p., een met drie artikelen over Beijerinck uitgebreide herdruk van een in 1983 heruitgegeven biografisch overzicht uit 1940: Martinus Willem Beijerinck, his Life and Work (red. G. van Iterson, L.E. van Dooren de Jong en A.J. Kluyver). Recentelijk verschenen er twee overzichtsartikelen van Bert Theunissen, ‘Het nut van autonomie. Een andere kijk op M.W. Beijerincks microbiologie’, Gewina, jrg. 17, 1994, p. 191-205; ‘The Beginnings of the “Delft Tradition” Revisited: Martinus W. Beijerinck and the Genetics of Microorganisms’, Journal of the History of Biology, jrg. 29, 1996, p. 197-228. Een korte schets van leven en werk verscheen in 1995 in NRC Handelsblad: Marion de Boo, ‘Een geniale grimbeer’, bijlage ‘Wetenschap en onderwijs’ van 30 november 1995.

Van 't Hoff (1852-1911)

De familie Van 't Hoff leverde eeuwenlang de burgemeester van het dorp Groote Lind, dat later bij Zwijndrecht is gevoegd. Van 't Hoffs vader was behalve burgervader ook arts. Met Jacobus Henricus kwam een eind aan de traditie van het burgermeesterschap. Op aanraden van de leraren van de particuliere lagere school werd de getalenteerde Henry in september 1867 naar de hbs gestuurd. Men kan zich afvragen, waarom de zoon van een notabele niet naar het gymnasium ging. Waarschijnlijk was toen reeds in brede kring bekend dat aan de hbs het beste onderwijs in natuurwetenschappen werd gegeven en sprak dat de jonge Van 't Hoff aan. In

[p. 99]

de hoogste klassen raakte hij snel vertrouwd met wiskunde en natuurwetenschappen (zie ook hoofdstuk 2). Toen al was de onderzoeksdrang groot, zo groot dat hij met kameraden tijdens het weekeinde inbrak om op school scheikundeproeven te kunnen nemen. Na een uitstekend eindexamen (eerste van Zuid-Holland) ging hij naar de Polytechnische School in Delft om er na twee jaar het diploma voor ‘technoloog’ te halen, zodat hij in een suikerfabriek nuttig werk had kunnen doen. Gelukkig voor hem en voor Nederland ging hij daarna in Leiden studeren, nadat hem dispensatie was verleend van de bepaling dat hij Grieks en Latijn moest beheersen.

Op de universiteit valt de scheikundestudie hem tegen. Na snel zijn kandidaatsexamen wis- en natuurkunde te hebben gehaald, trekt Van 't Hoff, die ondanks zijn exactheid een duidelijk romantische geest is die van Heine en Byron houdt en zelf gedichten schrijft, naar Duitsland. In Bonn raakt hij onder de indruk van de grote meester van de organische scheikunde Kekulé, maar blijkt er als experimentator niet zeer getalenteerd. Voordat hij doorreist naar Parijs doet hij in december 1873 in Utrecht doctoraal. In het Parijse laboratorium van Wurtz maakt hij onder anderen kennis met Achille le Bel, wiens naam onverbrekelijk met de zijne zal worden verbonden. In december 1874 promoveert Van 't Hoff, weer in Utrecht, op een onbelangrijk proefschrift.

In september 1874 had hij echter een fascinerend boekwerkje van elf bladzijden gepubliceerd met de weidse titel Voorstel tot uitbreiding der tegenwoordig in de scheikunde gebruikte structuurformules in de ruimte, benevens een daarmee samenhangende opmerking omtrent het verband tussen optisch actiefvermogen en chemische constitutie van organische verbindingen. Dit is misschien Van 't Hoffs grootste prestatie geweest.

Pionier van de stereochemie

De rond 1870 gangbare (en nog tamelijk recente) structuurformules voor organische verbindingen gaven een indruk van de samenhang van de elementen in de verbinding. De formule voor methaan (aardgas) is bijvoorbeeld:

[p. 100]

Met deze structuurformules kon het onderscheid tussen verschillende verbindingen die dezelfde elementen in dezelfde verhoudingen bevatten (de zogenaamde isomeren), worden weergegeven. De formules voor ethanol en dimethylether, beide c₂oh₆:

Het bleek echter niet altijd mogelijk voor elke twee verschillende verbindingen verschillende structuurformules te vinden. In 1873 had de Duitse scheikundige Wislicenus drie artikelen gepubliceerd over de structuur van melkzuur. Er bleken drie soorten van te zijn, waaraan slechts twee structuurformules toegekend konden worden:

De linkerformule stond voor twee vormen van melkzuur, die het vlak van gepolariseerd licht naar links, respectievelijk naar rechts lieten draaien. Wislicenus concludeerde nu dat deze tweedimensionale formule eigenlijk twee verschillende ruimtelijke constellaties weergaf.
Deze gedachte werd verder uitgewerkt door Van 't Hoff. Zijn

[p. 101]

brochure bevat een aantal stereometrische figuren. Hij had allerlei nieuwe ideeën opgedaan door te werken met kartonnen modelletjes, die hij later ook zond naar een reeks bekende scheikundigen, die er niet op reageerden. Zo kwam hij op grond van een atomistische visie tot een ruimtelijke weergave van de formules voor links- en rechtsdraaiend melkzuur (die dus dezelfde structuurformule houden) als:

In het vlak van deze bladzijde ziet men dat de volgorde van de groepen van de eerste figuur met de klok mee ch₃, h, oh en cooh is, en van de tweede ch₃, cooh, h en oh. De figuren zijn gespiegeld ten opzichte van elkaar. Het c-atoom in het centrum van de vier verschillende groepen noemde Van 't Hoff ‘asymmetrisch’. Het bleek dat andere verbindingen zonder een verondersteld asymmetrisch koolstofatoom geen links- en rechtsdraaiende vormen kenden, zodat optische activiteit nu voorspeld kon worden. Bovendien kon Van 't Hoff nog andere verschijnselen verklaren door aan te nemen dat ze berustten op verschillen in ruimtelijke structuur van de moleculen.

Buys Ballot, die zelf frustrerende ervaringen had gehad met een schets van een atomistische theorie, drong na lezing van het boekje aan op een vertaling in het Frans. Maar pas nadat Wislicenus had gezorgd voor een Duitse vertaling door zijn leerling Herrmann (1877), werd Van 't Hoffs voorstel in bredere kring bekend. Het werd ook fel bestreden door de Duitse chemicus Kolbe.¹⁴ Er waren in die tijd ook wel degelijk, vooral fysische, argumenten tegen Van 't Hoffs theorie. In de jaren tachtig had hij het pleit echter al zo goed als gewonnen.

14 Zie Willink (1988), p. 370-382, voor een uitgebreide behandeling van Kolbes ruziezoekerij.

[p. 102]

Van 't Hoff rond 1900

Van 't Hoffs carrière begon traag. Hij solliciteerde vergeefs naar een hbs-leraarschap en kreeg uiteindelijk een baan aan de Utrechtse veeartsenijschool. Ook voor hem was de nieuwe wet van 1876 een godsgeschenk. De Amsterdamse hoogleraar Gunning bezorgde hem een lectoraat aan de nieuwe universiteit, maar al in 1878 werd hij hoogleraar in chemie, mineralogie en geologie. Met een originele rede over de belangrijke rol van fantasie in de wetenschap begon hij aan een bijna twintigjarige periode als onderzoeker, waarin de fysische chemie werd ontwikkeld door wis- en natuurkunde toe te passen op de scheikunde.

In 1884 verscheen zijn belangrijkste overzichtswerk, Etudes de dynamique chimique. In zijn stereochemische pamflet had hij één fysische eigenschap (de optische activiteit) in verband gebracht met de chemische constitutie van een stof. De Etudes behandelen nu een reeks van fysische en chemische eigenschappen. In het eerste deel wordt een vergelijking gegeven voor de invloed van temperatuursverandering op de reactiesnelheid van chemische omzettingen. Het tweede deel behandelt het chemisch evenwicht. Van 't Hoff geeft daarin een algemene vergelijking voor de samenhang tussen temperatuur, reactiewarmte en de evenwichtsconstante K. In tegenstelling tot zijn Voorstel uit 1874, bevatten de Etudes nieuw

[p. 103]

experimenteel bewijsmateriaal voor de theorieën, dat vooral afkomstig was van zijn promovendi Schwab en Reicher.

In 1886 publiceerde hij de artikelen waarin de theorie van de osmotische druk werd gepresenteerd, die zo mooi spoorde met het werk van De Vries. In 1887 kwam Van 't Hoff met zijn theorie van de verdunde oplossingen. In dialoog met Svante Arrhenius ontvouwde hij zijn ideeën over de geleiding van elektrische stroom door de ionen waarin bepaalde verbindingen in water uiteenvallen. In hetzelfde jaar richtte hij samen met Wilhelm Ostwald het Zeitschrift für Physikalische Chemie op.

Nadat Van 't Hoff eigenhandig had meegeholpen bij de bouw van een mooi nieuw chemisch laboratorium, werd het lesgeven hem te veel en zocht hij bovendien een nieuwe uitdaging. Eind 1894 had Max Planck hem in Amsterdam opgezocht en in 1896 ging Van 't Hoff in op een aanbieding om in Berlijn aan de Pruisische Academie onderzoek naar eigen keuze te doen en, als het hem uitkwam, een enkele keer college te geven. In Berlijn kwam zijn onderzoek naar de samenstelling van de Duitse zoutlagen (vooral in Stassfurt) tot stand. Evenals Hugo de Vries, met zijn monografieën over gewassen als de aardappel, heeft Van 't Hoff een belangrijke bijdrage geleverd aan de bloei van de Duitse economie. Die bijdrage was helaas voor onze oosterburen van niet al te lange duur. In 1901 was hij de eerste Nobelprijswinnaar voor scheikunde, maar hoewel hij zijn opvolger in Amsterdam, Bakhuis Roozeboom, inmiddels overleefd had, overleed Van 't Hoff reeds in 1911 aan tuberculose, 58 jaar oud.

Archiefmateriaal en literatuur

Na de betrekkelijk vroege dood van Van 't Hoff in 1911 is zijn nalatenschap terechtgekomen bij zijn dochters en vervolgens in 1966 gedeeltelijk bij het Rijksmuseum Boerhaave in Leiden (1,4 meter archief). Een deel kwam in bezit van zijn jongste dochter, die in 1908 getrouwd was met Charles Davis Snyder, hoogleraar fysiologie aan de Johns Hopkins-universiteit in Baltimore. Beide echte-

[p. 104]

Monument voor Van 't Hoff uit 1915 aan de 's-Gravendijkwal in Rotterdam

lieden zijn oud geworden - Snyder overleed als laatste in 1972 op bijna honderdtweejarige leeftijd - en hebben hun deel van de papieren nagelaten aan de Johns Hopkins universiteit.

De eerste serieuze biografie van een coryfee uit de Tweede Gouden Eeuw was Ernst Julius Cohens Jacobus Henricus van 't Hoff. Sein Leben und Wirken, Leipzig, 1912, 638 p. In onze tijd heeft de Utrechtse hoogleraar Snelders veel over Van 't Hoff geschreven. Zijn artikel in de Dictionary of Scientific Biography was de eerste hedendaagse samenvatting van zijn werk. In twee andere Nederlandse publicaties wordt ook veel informatie gegeven: H.A.M. Snelders, ‘Jacobus H. van 't Hoff (1852-1911). Hij verbond de scheikunde met de natuurkunde’, in: Van Stevin tot Lorentz (red. A.J. Kox en M. Chamalaun), Amsterdam: Intermediair, 1980, 238 p., p. 192-202 (behandelt de stereochemie); H.A.M. Snelders, De

[p. 105]

geschiedenis van de scheikunde in Nederland, Delft: Delftse Universitaire Pers, 1993, 211 p., hoofdstuk 6, ‘Jacobus Henricus van 't Hoff (1852-1911)’, p. 113-146 (behandelt vooral het latere fysischchemische en zoutlagenonderzoek).

Er bestaat ook een boekje over de genese van het monument voor de hbs in Rotterdam: Het Van 't Hoff-monument in Rotterdam, Amsterdam: v/h Ipenbuur & Van Seldam, 1915, 74 p.

Lorentz (1853-1928)

Velen hebben zich afgevraagd of Hendrik Antoon Lorentz wel geheel menselijk was. Een paar jaar geleden, na de ontdekking van het Zeeman-archief, kon men weer eens een poging wagen om een fout te vinden. Maar nee, God had alles weer goed gezien. Als er een ranglijst zou worden opgesteld van onze beste bètaonderzoekers na een vergelijking, voor zover mogelijk, waarbij originaliteit, diepgang, veelzijdigheid en invloed even zwaar zouden wegen, dan zou er weinig verschil zijn tussen de nummers twee en tien. Maar Lorentz staat met voorsprong bovenaan.

Op Lorentz was de regel van toepassing ‘wat goed is, komt snel’. Hij werd in 1853 geboren in Arnhem als zoon van de eigenaar van een kwekerij. Al in 1875 promoveerde hij. Twee jaar later was hij hoogleraar. Alles wat hij deed ging als vanzelf bij deze Mozart van de Nederlandse wetenschap. Leren, lezen, rekenen, schrijven, tot onderwijzen en het op latere leeftijd voorzitten van meertalige congressen toe. Het moet daarom zeer vreemd voor hem geweest zijn toen hij in 1905 opeens werd ingehaald door Einstein. Het wereldgeweten van de natuurkunde reageerde echter gepolijst. Soeverein bleef Lorentz de discussies over relativiteitstheorie en kwantumtheorie samenvatten en sturen. Toen eindelijk zijn creativiteit begon af te nemen, zette hij zich aan een nuttig karwei; de jarenlange berekening van de na het afsluiten van de Zuiderzee te verwachten stromingen. Ook daarbij maakte hij geen fout. Nederland kon zo profiteren van het genie als computer.

Hoewel Lorentz pas in de derde klas op de hbs kwam, is hij daar

[p. 106]

door twee leraren krachtig gestimuleerd, zoals dat eerder gebeurd was op de lagere school door onderwijzer Timmer. Van de twee leraren gaf Van de Stadt natuurkunde, Van Bemmelen scheikunde. Al in 1869 ging het jonge talent studeren. In 1871 deed hij zijn kandidaats summa cum laude. Een van de hoogleraren vond dat eerst wat overdreven, maar bleek gedacht te hebben dat Lorentz doctoraal kwam doen. Na dit examen werd hij - op zijn achttiende - leraar in zijn geboortestad, waar hij zich op doctoraal en doctoraat ging voorbereiden. De promotie vond eind 1875 plaats. Het proefschrift Over de theorie der terugkaatsing en breking van het licht was dermate indrukwekkend dat, toen Van der Waals voor Amsterdam koos, Lorentz al begin 1878 zijn inaugurele rede kon houden als hoogleraar mathematische natuurkunde, de eerste Nederlandse leerstoel in zijn soort (zie ook hoofdstuk 3). De jonge hoogleraar trouwde in 1881 met een nichtje van de astronoom Kaiser, de grondlegger van de nieuwe Leidse Sterrewacht.

In zijn Leidse tijd ontwikkelde en voltooide Lorentz het met zijn proefschrift geëntameerde onderzoeksprogramma, dat vaak wordt betiteld als ‘Lorentz’ elektronentheorie. Zeker vandaag de dag wekt die titel een verkeerde indruk. De ideeën en resultaten hadden geen betrekking op de twintigste-eeuwse negatief geladen elementaire deeltjes. De theorie was een omwerking van Maxwells theorie van het elektromagnetisme, zodat verschijnselen als licht en elektrische stroom beter ingepast konden worden. Voor Lorentz waren er allerlei opvattingen over de samenhang tussen licht, materie en ‘ether’, het medium waarin licht geacht werd zich voort te planten in loodrecht op de voortplantingsrichting trillende golven.

Niet alleen voor Lorentz' persoonlijkheid, ook voor zijn ideeën gold de stelling ‘eenvoud is het kenmerk van het ware’. Hij was er nooit op gericht indruk te maken met staaltjes virtuositeit. We zagen al, hoe natuurlijk hij met zijn studenten omging. Hij gaf college zonder te epateren en legde rustig en helder uit wat geleerd moest worden. Ook buiten Leiden profiteerde men daarvan na de publicatie in 1882 van Lorentz' Leerboek der differentiaal- en integraalrekening, dat in een grote behoefte voorzag. Zijn belangrijkste

[p. 107]

onderzoekprestatie, de nieuwe theorie van het elektromagnetisme, was eveneens het resultaat van helder denken met zo weinig mogelijk middelen.

De elektronentheorie

Lorentz maakte eerst een duidelijk onderscheid tussen materie en ether. Evenals Van der Waals en Van 't Hoff zag hij materie als een verzameling van kleine deeltjes, atomen of moleculen. Vervolgens ging hij ervan uit, dat die moleculen - die hij later ‘ionen’ en uiteindelijk ‘elektronen’ noemde - dragers waren van elektrische lading. Omdat men zich toen nog geen elektromagnetische trillingen in een vacuüm kon voorstellen, nam Lorentz daarna aan dat de elektromagnetische verschijnselen zich afspeelden in de ether die de ruimte tussen de moleculen vulde en binnen en buiten de materie dezelfde eigenschappen bezat.

Lorentz rond 1895

[p. 108]

In de jaren negentig ontwikkelde hij de theorie verder, zodat ze ook elektromagnetische verschijnselen in bewegende lichamen bestreek. Hij opperde de hypothese dat de ether in volstrekte rust is. Omdat ze ook verder nauwelijks materiële eigenschappen bezat, kwam hij zo in feite tot het ook heden ten dage (maar dan zonder ether) gangbare veldbegrip.
Met de steeds verder verfijnde theorie kon Lorentz allerlei problemen oplossen. Hij liet zien dat veel door eerdere grote theoretici geopperde ideeën foutief of overbodig waren, zoals Fresnels idee dat de ether door bewegende lichamen gedeeltelijk werd meegesleept, Maxwells aanname van twee soorten ether, in materie en in lege ruimte, en Helmholtz' gedachte van de elektromagnetische krachtwerking op afstand.

Verschillende ideeën die grote invloed hadden, zijn naar hem genoemd, zoals dat van de elektromagnetische kracht die bewegende geladen deeltjes ondervinden, nu Lorentz-kracht geheten, en van de verkorting die lichamen ondergaan die ten opzichte van de ether bewegen, nu ‘Lorentz-Fitzgerald’-contractie, een belangrijke bouwsteen van Einsteins speciale relativiteitstheorie.

Een wat minder prominente plaats in zijn oeuvre nam zijn verklaring in van het Zeeman-effect. Hij kreeg daarvoor in 1902 samen met de ontdekker van het effect de Nobelprijs. Na de verpletterende artikelen van Einstein uit 1905 (al eerder was er Plancks kwantumtheorie geweest, die het einde inluidde van Lorentz' geliefde ‘klassieke natuurkunde’) kwamen ook uit Lorentz' pen minder nieuwe ideeën. Tot het eind van zijn leven bleef hij echter de vaderfiguur in de natuurkunde over wie Einstein indrukwekkend geschreven heeft. In Nederland trok hij zich als onderzoeker enigszins terug na zijn benoeming in 1912 tot conservator van het Teylers Museum in Haarlem, waarbij hij vooral als docent in Leiden briljant werd opgevolgd door Boltzmanns leerling Ehrenfest. Als sociaal bindende factor werd Lorentz na zijn emeritaat voor de wetenschap steeds belangrijker. Hij was lid van talloze commissies. Historisch was zijn rol als voorzitter van de Solvay-conferenties (1911-1927), waaraan alle grote natuurkundi-

[p. 109]

gen van die tijd deelnamen. Al bij zijn leven werd hij een mythische figuur. Bij zijn begrafenis in 1928 in Haarlem waren honderdduizend mensen aanwezig.

Archiefmateriaal en literatuur

Na lange tijd deel te hebben uitgemaakt van het Algemeen Rijksarchief in Den Haag, is het Lorentz-archief recent overgebracht naar het Rijksarchief in Haarlem. Er was al een beschrijving van: J.M. Muller, Inventaris van het archief van Prof. dr. H.A. Lorentz 1853-1928, 1866-1930, Den Haag: Algemeen Rijksarchief, 1982, 290 p.

Er is een nieuwe biografie van Lorentz in de maak, van de hand van de wetenschapshistoricus Anne Kox. De eerste tijd moeten we ons echter tevredenstellen met de door Lorentz' dochter geredigeerde bundel, H.A. Lorentz. Impressions of his Life and Work, Amsterdam: North-Holland, 1957, 172 p. Behalve de persoonlijke herinneringen van mevrouw De Haas-Lorentz bevat dit boekje ook een overzicht van zijn wetenschappelijk werk van de hand van A.D. Fokker. A.J. Kox heeft ook een korte biografie geschreven: ‘Hendrik A. Lorentz (1853-1928). Grootmeester van den wereld-

Lorentz-monument in het Park Sonsbeek in Arnhem. In 1931 werd het monument door prinses Juliana ingewijd. Toen de foto werd genomen, in 1996, bleek het in zeer slechte staat te verkeren. Heeft het na 65 jaar de pensioengerechtigde leeftijd bereikt?

[p. 110]

aether’, in: Van Stevin tot Lorentz (red. A.J. Kox & M. Chamalaun), Amsterdam: Intermediair, 1980, 238 p., p. 220-235 (herdrukt in 1990)

Kamerlingh Onnes (1853-1926)

Van de groten uit het begin van de Tweede Gouden Eeuw was de Groningse fabrikantenzoon Heike Kamerlingh Onnes afkomstig uit de op één of twee na - De Vries en Korteweg - aanzienlijkste familie. Dit verklaart het ‘ouderwetse’ standsgevoel waarmee hij het zijn technische manusje-van-alles, Flim, afraadde om zijn zoon naar de hbs te sturen.¹⁵ Dat zou te hoog gegrepen zijn. Casimir heeft gesuggereerd dat Onnes' geloof in duidelijk onderscheiden rangen en standen ook de lichte minachting verklaart waarmee hij Lorentz behandelde. Wellicht zal dit dédain een rol hebben gespeeld, toen hij deze de mogelijkheid onthield om in een eigen kamertje wat experimenten uit te voeren.¹⁶ Als er al sprake is geweest van lichte sociale wrijving tussen Onnes en Lorentz, dan staat die in opmerkelijk contrast tot de eerbied, waarmee eerstgenoemde Van der Waals behandelde, die van onze coryfeeën nota bene uit het zwakste sociale milieu afkomstig was. Gedurende Onnes' hele verdere onderzoeksleven bleven Van der Waals' theorieën een richtsnoer. Vaak ging hij te rade bij zijn oudere collega. Ze liepen dan samen op van de Akademie in het Trippenhuis naar Van der Waals' huis in de P.C. Hooftstraat.

Na de hbs en zijn eerste, wat onbevredigende studiejaren in Groningen vertrok Kamerlingh Onnes op zijn achttiende naar Heidelberg, waar hij anderhalf jaar bij Bunsen en Kirchhoff echt toponderzoek in wording zag. Kirchhoff deed hem de suggestie aan de hand het mechanische bewijs voor de draaiing van de aarde van Foucault uit 1852 opnieuw te doordenken. In 1879 verdedigde Onnes in Groningen een indrukwekkend proefschrift, waarin hij liet zien dat Foucaults zestien meter lange slinger in de bewijsvoering vervangen kon worden door eentje van slechts 1,2 meter. Het betoog stond op een hoog technisch niveau en demonstreerde een

15 Flim zou volgens het verhaal gereageerd hebben: ‘Ik zou zeggen: mijn jongen, mijn geld, mijn beslissing.’ (Casimir, Het toeval van de werkelijkheid, o.c. (noot 5 bij de proloog), p. 192).

16 H.B.G. Casimir, Het toeval van de werkelijkheid, p. 192 en 195.

[p. 111]

breed overzicht van de wis- en natuurkunde van die tijd. Dat kwam zeer van pas bij Onnes' werkzaamheden als docent aan de Polytechnische School, waar hij in 1880 en 1881 Bosscha en Snijders verving. In Delft begon hij ook de werken van zijn tijdgenoten te bestuderen en kon hij na korte tijd al Van der Waals' pas gepubliceerde Wet van de overeenstemmende toestanden afleiden uit fundamentelere beginselen dan de originator zelf had gedaan. Het sprak bijna vanzelf dat hem al in 1882 een leerstoel werd aangeboden, en wel in Leiden. Zo kreeg Lorentz, die nog jonger benoemd was, zijn complement.

Kamerlingh Onnes was een goed theoreticus, een zeer goed empiricus, maar vooral een wetenschapsorganisator van het hoogste niveau. Deze manager van mensen en machines schiep het grootschalig natuurkundig laboratorium dat in de twintigste eeuw overal model heeft gestaan. Alleen met die uitrusting konden de prestaties op het gebied van het lagetemperaturenonderzoek bereikt worden, waarmee hij geschiedenis gemaakt heeft. Zoals bij Kapteyn en Lorentz zijn Onnes' prestaties het resultaat van werk van zeer lange adem. Hij deelde daarbij Kapteyns zeer ongunstige uitgangssituatie, maar kreeg halverwege de rit ook nog een unieke jarenlange reeks tegenslagen te verduren. Hij was in 1882 begonnen in het met andere faculteiten gedeelde laboratoriumgebouw aan het Rapenburg (zie afbeelding 4), maar de dynamische organisator werkte als een koekoeksjong op de benedenverdieping alle concurrenten eruit. Toen pas was er ruimte voor alle apparatuur en personeel die hij nodig had. In zijn inaugurele rede (waarin ook de befaamde aansporing ‘door meten tot weten’ ten doop werd gehouden) had hij plannen ontvouwd om het gedrag van materie te onderzoeken bij temperaturen niet ver boven het absolute nulpunt. Daarna publiceerde hij twaalf jaar lang niet (o nostalgie!), maar werkte hard verder. In de jaren zeventig waren de door Faraday als ‘permanent’ bestempelde gassen zuurstof en stikstof vloeibaar gemaakt door Cailletet en Pictet. De Fransman Cailletet comprimeerde het te koelen gas sterk en liet het daarna expanderen, waarna afkoeling tot de vloeistoffase optrad. De Zwitser Pictet voerde de zogenaamde cascademethode in. Hij ge-

[p. 112]

bruikte drie op elkaar aansluitende kringlopen, de eerste met zwaveldioxide, de tweede met koolzuur, de derde met zuurstof. Het ging er nu in principe om in een kringloop de druk te verhogen en, na de overgang van gas- naar vloeistoffase, de overblijvende damp weg te zuigen. De vloeistof gaat dan koken en koelt af, als er geen warmte wordt toegevoerd. Op een bepaald moment is de vloeistof in de eerste kringloop afgekoeld tot beneden het kritische punt van het gas uit de tweede kringloop. Dit betekent dat het tweede gas ook tot vloeistof gecomprimeerd kan worden.

Pictets methode werd door Kamerlingh Onnes verder verfijnd. Hierbij bleek zijn grote organisatorische talent. Hij had al snel gezien dat de bestaande apparatuur in veel opzichten onvolmaakt was. In 1882 stichtte hij de nog steeds bestaande instrumentmakersschool, waardoor hij kon beschikken over bekwamere laboratoriummedewerkers dan zijn concurrenten. Vooral de namen van bedrijfsleider Flim en de Duitse chef-glasblazer Kesselring zijn bekend geworden.

Na de successen van Cailletet en Pictet, en in Polen later Wroblewski en Olszewski, werd de jacht geopend op het vloeibaar maken van waterstof. Helaas was hiervoor de gewone cascademethode ontoereikend. Er was geen gas dat tot beneden de kritische temperatuur van waterstof (- 240 °C) kon worden afgekoeld. Behalve de cascademethode, waarbij Onnes in de eerste trap methylchloride, in de tweede ethyleen en in de derde zuurstof gebruikte, was benutting van het Joule-Kelvin-effect nodig, waarbij het waterstof in de laatste fase herhaalde malen in een vacuüm gezogen ruimte kon expanderen.

Juist toen het laboratorium in 1892 voldoende toegerust leek om met de belangrijkste proeven te beginnen, kwam alles stil te liggen door een in Nederland toen al voorkomend verschijnsel: angst voor een onbekende technische ramp. Het Leidse gemeentebestuur had meldingen ontvangen van verontruste medeburgers die vreesden voor een ontploffing, en dat juist op de plaats waar bijna honderd jaar eerder het kruitschip in de lucht was gevlogen, de gebeurtenis waaraan het laboratorium indirect zijn bestaan te danken had. Na veel geharrewar en een kalmerend rapport van de Ko-

[p. 113]

ninklijke Akademie (Van der Waals speelde een sleutelrol) mocht Onnes in 1896 verder gaan met experimenteren. Intussen had hij machteloos moeten toezien hoe Dewar in Londen de primeur in de wacht had gesleept. Bij het vloeibaar maken van waterstof had Dewar cascademethode en Joule-Kelvin-effect toegepast, maar ook veel te danken gehad aan een eigen uitvinding: het vat met de vacuüm gezogen verzilverde dubbele wand, nu bekend als de thermosfles (waaraan Dewar niets verdiende, omdat hij er geen patent op had genomen; zelfs zijn naam is er nu niet mee verbonden).

In de nu volgende wedloop bleken Kamerlingh Onnes' managementskwaliteiten ten tweede male beslissend. Alleen door de breedte van zijn onderzoeksorganisatie kon hij na de grote tegenslag bij de race naar het vloeibaar maken van waterstof terugkomen en zelfs alles en iedereen voorbijstreven in de wedren naar het vloeibaar maken van het laatste gas dat weerstand bood: helium.

Het vloeibaar maken van helium en de ontdekking van de supergeleiding

Nadat van de overheid in 1896 toestemming was verkregen om verder te gaan, kon na tien jaar zwoegen in februari 1906 een installatie in gebruik worden genomen die drie tot vier liter waterstof per uur vloeibaar maakte. Daarna kon de aanval op helium geopend worden. Op 10 juli 1908 begon men om halftwee's middags de heliumliquefactor (het apparaat waarin het helium uiteindelijk vloeibaar gemaakt kon worden) te koelen met vloeibare waterstof. Om kwart voor zeven werd de laatste fles waterstof aangesloten, maar bij 5 K (- 268°C) was nog steeds geen vloeibaar helium waargenomen. Een binnengelopen collega - op de Leidse universiteit was de poging van Onnes' team in brede kring bekend - suggereerde nog eens met een lamp te kijken of er niet toch wat vloeistof was. En zowaar: nu was een duidelijke vloeistofspiegel in het heliumvat te zien!
In de volgende jaren werden er veel proeven bij zeer lage temperaturen genomen. Het spectaculairst was de ontdekking in 1911 dat dicht bij het absolute nulpunt de elektrische weerstand in

[p. 114]

kwik plotseling verdween. De ontdekking van wat Onnes supergeleiding noemde, werd gedaan door de latere directeur van Philips' Natuurkundig Laboratorium, Holst, maar werd volgens de mores van die tijd op Onnes' conto geschreven.

Niet alleen had Kamerlingh Onnes het beste laboratorium gebouwd, met de beste medewerkers en de beste apparatuur. Terwijl Dewar ruziemaakte met Ramsay, de enige die hem het helium kon verschaffen dat voor de grote jacht naar het absolute nulpunt noodzakelijk was, gebruikte Onnes zijn grotere sociale intelligentie om heliumhoudend monazietzand uit Brazilië op voordelige voorwaarden te kopen via het informatiebureau voor de handel in Amsterdam, waarvan zijn broer directeur was.

Zo kon hij uiteindelijk triomferen. Hij kreeg in 1913 de Nobelprijs en zijn laboratorium werd het toonaangevende lagetemperaturenlab. Door de goede organisatie kon het dat ook blijven na zijn dood in 1926.

Kamerlingh Onnes, geschilderd door Menso Kamerlingh Onnes (1909)

[p. 115]

Archiefmateriaal en literatuur

Het archief van Kamerlingh Onnes is, evenals de heliumliquefactor, terechtgekomen in het Rijksmuseum Boerhaave te Leiden.

Over Kamerlingh Onnes bestaat geen recente omvattende biografie. Er zijn wel veel artikelen en hoofdstukken in boeken, zoals: K. Mendelssohn, De jacht naar het absolute nulpunt, (wetenschappelijk bewerkt door J. de Nobel en K.J. Houwen), Hilversum: De Haan/Meulenhoff, 1966, 256 p., vooral p. 74-91; H.N. de Lang, ‘Heike Kamerlingh Onnes (1853-1926). De wetenschappelijke noodzaak van lage temperaturen’, in Van Stevin tot Lorentz (red. A.J. Kox & M. Chamalaun), Amsterdam: Intermediair, 1980, 238 p., p. 203-219; Anne C. van Helden, De koudste plek op aarde. Kamerlingh Onnes en het lage-temperaturenonderzoek 1882-1923, Leiden: Museum Boerhaave, 1989, 33 p. (dit boekje bevat fraaie illustraties); F.A. Staas, ‘Cryogenics and Low Temperature Physics in the Netherlands’, in: History and Origins of Cryogenics (red. Ralph G. Scurlock), Oxford: Clarendon Press, 1992, xxiv + 653 p., p. 48-100.

Dubois (1858-1940)

Eugène Dubois kwam evenals Peter Debije uit Zuid-Limburg. Zijn vader was apotheker in Eijsden en werd daar later ook burgemeester. De omgeving van het dorp had beslissende invloed op de latere paleontoloog en ecoloog. Hij zocht er naar medicinale planten en kwam ook in de Sint-Pietersberg met zijn gangen en holen. Daar leerde hij de twaalf soorten vleermuizen onderscheiden en werd zijn belangstelling voor fossielen gewekt.

Toen hij twaalf jaar oud was, werd hij naar Roermond gestuurd om de hbs te volgen, die zeer belangrijk voor hem is geweest (zie ook hoofdstuk 2). In die jaren viel hij van zijn katholieke geloof af, maar toen hij in 1877 in Amsterdam medicijnen ging studeren, kwam hij toch terecht in de kring van de schrijver J.A. Alberdingk

[p. 116]

Thijm en de architect P.J.H. Cuypers, die een katholieke renaissance voorstonden. Hij werd assistent aan de universiteit bij de in 1879 benoemde anatoom Fürbringer, een leerling van Haeckel en Gegenbaur. In 1881 werd hij ook leraar vergelijkende anatomie aan de Rijksnormaalschool voor tekenonderwijzers. Na zijn artsexamen in 1884 promoveerde hij niet, omdat hij naast zijn studie zijn achterstand als hbs'er in Grieks en Latijn niet had ingehaald (in 1897 werd hem echter als eerste een eredoctoraat aan de Amsterdamse universiteit toegekend, in botanie en zoölogie).

Hij was dan wel geen doctor, zijn onderzoekstalent stond buiten kijf. Rond 1885 deed hij belangrijk vergelijkend onderzoek naar het strottenhoofd en begon hij steeds sterker geïnteresseerd te raken in de ontwikkelingsgeschiedenis van mens en dier. Tochten door Zuid-Limburg - in de Sint-Pietersberg waren bijvoorbeeld veel fossielen te vinden - maakten hem rijp voor het grote werk. In 1886 stond zijn besluit vast. Hij zou niet aan de universiteit blijven, waar zijn kans om Fürbringer op te volgen (die een zwakke gezondheid had) eerst alleszins reëel was. Er ontstond echter een verwijdering tussen hem en zijn leermeester, toen deze volgens Dubois door een toevoeging in zijn publicatie over het strottenhoofd de indruk wekte dat een belangrijke vondst op een ontdekking van Fürbringer terugging. Het probleem of hij deze nu wel of niet zou opvolgen, werd opgelost doordat hij voor het avontuur koos: een queeste naar de ‘missing link’ tussen aap en mens. Iedereen was ontsteld, Dubois opgelucht. Hij tekende voor acht jaar als officier van gezondheid tweede klasse in het Koninklijk Nederlandsch-Indische Leger en vertrok in 1887 naar Indië met zijn jonge vrouw en dochtertje.¹⁷ Hij was door Darwin ervan overtuigd geraakt dat de vroegste mens in de tropen had geleefd, waar nu nog de mensapen leefden. Er was ook al paleontologisch bewijsmateriaal dat een zoektocht in onze kolonie zinvol maakte, want de pleistocene fauna van Brits-Indië had zich waarschijnlijk over land verspreid tot in Nederlands-Indië.

Dubois had het geluk dat een aanvankelijke stationering als ziekenhuisarts in Padang door gouverneur Kroesen en directeur

17 Ik kan de verleiding niet weerstaan om een persoonlijke noot toe te voegen. Het dochtertje woonde later in het huis van haar vader in Bloemendaal. Mevr. Hooijer-Dubois werd in haar laatste jaren verzorgd door mijn moeder, die het moeilijk had bij deze zeer veeleisende dame. Na de dood van Dubois' dochter kreeg ik een aantal boeken van Dubois, zoals een fraaie Voltaire-uitgave en zijn hooglerarenboekje (zie hoofdstuk 6).

[p. 117]

Dubois na de ontdekking van Pithecanthropus erectus als jonge onderzoeker in 1887 en als welvarend hoogleraar in 1902

Groeneveldt van het departement van Onderwijs werd omgezet in een rustige post in de binnenlanden van Sumatra. Hij had hen weten te overtuigen van het nut van onderzoek naar de vroegste mens. In 1888 vond hij veel - maar geen menselijke - fossielen. In 1889 werd hij door Groeneveldt overgeplaatst naar zijn departement en in 1890 mocht Dubois op zijn beurt het onderzoek verplaatsen naar Java. Daar was twee jaar eerder door de ingenieur Van Rietschoten in de Wadjak-grot een oude mensenschedel gevonden. Direct concurrerend met lokale fossielenzoekers (de Chinezen betaalden graag voor ‘medicinale’ fossielen) begon Dubois opgravingen bij de Solo-rivier op Midden-Java. Hij was er nauwelijks zelf bij aanwezig, maar de opgravingen geschiedden toch behoorlijk systematisch, zoals foto's laten zien. Toen volgde de grote ontdekking.

[p. 118]

De ontdekking van Pithecanthropus erectus

In oktober 1891 stuitten inlandse dwangarbeiders die voor Dubois bij de Solo-rivier aan het graven waren, op een grote steen. Al eerder hadden ze een vreemde kies gevonden. Ze lieten de steen zien aan twee sergeant-opzichters die niet veel in het ‘schildpadschild’ zagen. Gelukkig was Dubois er snel bij. Omdat het de eerste schildpad was die daar was gevonden, en het schild vreemd zwaar en donker was, nam de onderzoeker het mee naar huis om het grondiger te bestuderen. Daar kwam hij vrij snel tot de overtuiging dat hij een overblijfsel, een schedeldak, van een schepsel had gevonden dat in ontwikkeling tussen aap en mens in stond. Na de vondst van een dijbeen zo'n tien à twintig meter (dat zou nog belangrijk worden) verderop in augustus 1892, was hij zeker genoeg van zijn zaak om de ontdekking van de ‘missing link’ aan de wereld te melden. In 1894 verscheen in Batavia zijn bekendste publicatie, ‘Pithecanthropus erectus [de term was van Haeckel], eine menschenähnliche Uebergangsform aus Java’.
Hoewel hij door verschillende belangrijke onderzoekers (Haeckel voorop) gesteund werd, rolde er toch een golf van kritiek over hem heen: de vindplaats was niet goed beschreven, de fossielen hoorden niet bij elkaar, ze waren van een (gedeformeerd) mens, of juist van een aap, maar in ieder geval niet van iets ertussenin. Dubois reisde veel universiteiten af, maar raakte langzaam zijn overtuigingskracht kwijt. Hij werd enigszins paranoïde en liet decennialang niemand de fossielen zien.
Een van de vervelendste ontwikkelingen was dat er, ondanks een grote Beierse expeditie naar Dubois' opgravingsgebied in 1907, geen nieuwe fossielen gevonden werden. Dat zou pas later in 1936-1940 gebeuren, waarbij vooral de naam Von Koenigswald genoemd moet worden. Nu is duidelijk dat Dubois het eerste specimen van Homo erectus heeft gevonden en dat die voorloper van de huidige mens ook in Afrika en elders in Azië voorkwam. Zijn pionierswerk is nu volledig erkend, zoals bleek uit de honderdjarige herdenking van zijn vondsten in 1991 en het feit dat de befaamde Richard Leakey hem als voorloper erkende en enthousiast aan een boek over Dubois meewerkte.

[p. 119]

In 1897 werd Dubois buitengewoon, in 1907 gewoon hoogleraar in kristallografie, mineralogie, geologie en paleontologie aan de universiteit van Amsterdam. Daaraan voegde hij toe: het curatorschap van de geologische verzameling van het Teylers Museum in Haarlem en het directeurschap van de Verzameling Indische Fossielen in Leiden, later de Collectie-Dubois.

Teleurgesteld in de ontvangst van zijn grote ontdekking trachtte hij eerst langs een nieuwe weg zijn gelijk te halen. Met zijn zogenaamde cefalisatieonderzoek probeerde hij aan te tonen dat er per diergroep constante verhoudingen zijn tussen hersengewicht en lichaamsgewicht. In 1922 betoogde hij dat Pithecanthropus erectus wat die verhouding betreft precies tussen mensaap en mens in stond. Er bleek echter weer van alles af te dingen op de hardheid van zijn gegevens en de exactheid van de verhoudingen.

Maar er was nog een andere wereld, waarin Dubois wel zijn gang kon gaan. In 1906 had hij een landgoed gekocht, De Bedelaer ten westen van de Maas bij Roermond. Hij ging daar proberen om een prehistorisch landschap opnieuw tot leven te brengen. Via verlaging van het grondwaterpeil en de kweek van allerlei exotische planten uit China en Amerika (vele daarvan werden meegenomen door zijn avontuurlijke zoon Jean) is daar een milieu ontstaan dat lijkt op dat van het vroegste interglaciale tijdperk, het Plioceen. Hij had oude kleilagen onderzocht en daar fossiele zaden gevonden, zodat er criteria waren om naar vergelijkbare planten te zoeken. Ook had Dubois grote belangstelling voor de vennen op zijn landgoed. Hij zag al in dat er verzuring van het water optrad en er samenhang was tussen waterhuishouding, bodem, plant en dier. Het gaat echter te ver en berust op anachronistisch denken, om hem te beschouwen als een pionier op het gebied van natuurbehoud in hedendaagse zin.

Archiefmateriaal en literatuur

Het Natuurhistorisch Museum van de universiteit van Leiden herbergt de Collectie-Dubois, een grote verzameling van fossielen die Dubois bijeengebracht heeft, maar ook van veel documenten die

[p. 120]

op hem betrekking hebben. Veel familiemateriaal is terechtgekomen bij mevrouw Hooijer-Ruben in Deventer.

De belangrijkste op bronnenonderzoek gebaseerde publicatie over Dubois is: Bert Theunissen, Eugène Dubois en de aapmens van Java. Een bijdrage tot de geschiedenis van de paleoantropologie, Amsterdam: Rodopi, 1985, 302 p. Dit is bijna een volledige biografie van Dubois. Het boek concentreert zich op de ontdekking van Pithecanthropus erectus en wat daar allemaal op volgde. Het bevat onder meer een grondige analyse van Dubois' cefalisatieonderzoek.

Het gaat niet in op Dubois' ecologische werk. Dat is herontdekt door Ton Lemaire (attikelen uit 1977-'78) en komt ook uitgebreid aan de orde in het fraaie, maar wetenschappelijk wat minder precieze boek van Richard E. Leakey en L. Jan Slikkerveer, Man-Ape, Ape-Man. The Quest for Human's Place in Nature and Dubois' ‘Missing Link’, Leiden: Netherlands Foundation for Kenya Wildlife Service, 1993, 184 p.

Eijkman (1858-1930)

Van onze Nobelprijswinnaars lijkt Eijkman het minst mysterieus. Een degelijke onderzoeker, niet zeer ideeënrijk, niet zeer productief. Toch heeft niemand ooit het grote belang van zijn ontdekking ontkend.

Christiaan Eijkmans vader was, net zoals die van Kapteyn, kostschoolhouder en onderwijzer op de Veluwe. Drie van Christiaans broers werden goede onderzoekers en, evenals bij de families Korteweg en Kapteyn, een van hen werd hoogleraar. Via de mulo van zijn vader - het gezin was inmiddels naar Zaandam verhuisd - kwam hij op de hbs. Daarnaast had hij ook Grieks en Latijn op zijn lesprogramma, zodat hij in 1875 medicijnen kon gaan studeren, eerst in Leiden, daarna in Amsterdam. Hij voelde zich aangetrokken tot de fysiologie en promoveerde in 1883 bij Th. Place op Over de polarisatie in de zenuwen.

In 1886 besloot de regering een commissie naar Nederlands-In-

[p. 121]

dië te sturen om de achtergronden van beriberi te onderzoeken. De aanleiding was niet de ontdekking van de ziekte - die was al lang bekend - maar de vele slachtoffers onder de militairen die vanaf 1873 aan de Atjeh-oorlog deelnamen. De pathologen Pekelharing en Winkler leidden de commissie, waaraan Eijkman als onderzoeker werd toegevoegd. Hij was al eerder vrij snel na zijn promotie als officier van gezondheid naar Indië gezonden, maar in 1885 met malaria naar Nederland teruggekeerd. Na herstel kon hij zich een tijdje bij Robert Koch zelf op de hoogte stellen van de laatste stand van zaken in de bacteriologie. Waarschijnlijk stuitte hij in Berlijn ook op Pekelharing en Winkler, die de gemotiveerde jonge onderzoeker goed konden gebruiken.

Het wetenschappelijk klimaat van die tijd leidde er bijna als vanzelf toe dat de commissie er na een jaar van overtuigd was de oorzaak van de ziekte te hebben gevonden. De successen van Pasteur en Koch bij de verklaring van een reeks ziekten hadden diepe indruk gemaakt. Telkens als er nu een nieuwe ziekte opdook die in korte tijd veel slachtoffers maakte, zocht men direct naar besmettelijke micro-organismen. De enthousiaste bezoekers van Koch in Berlijn meldden dan ook uit Indië, dat beriberi werd veroorzaakt door een micro-organisme dat zenuwceldegeneratie teweegbracht, zoals ook het geval was bij difterie.

Omdat de commissie de veroorzaker niet had kunnen isoleren en kweken, achtte zij voortzetting van het onderzoek noodzakelijk. Dat zou moeten worden verricht in het militair laboratorium in Weltevreden, met Eijkman als directeur. Deze werkte er van 1888 tot 1896 met een paar man personeel, waaronder de capabele onderzoekers J.W.F.J. Van Eecke (die vroeg overleed) en G. Grijns, die de leiding later overnam. Het laboratorium was klein en niet al te goed geoutilleerd, maar Eijkman was handig en wist zich goed te redden.

De ontdekking van vitamine B

Tegen 1890 waren verscheidene pogingen mislukt om een ziekteverwekker voor beriberi bij mensen te vinden. Eijkman en zijn

[p. 122]

collegae hadden echter in het Weltevredense laboratorium ontdekt dat ook kippen vergelijkbare ziekteverschijnselen konden vertonen, namelijk degeneratie van de perifere zenuwen, en niet van het ruggenmerg. In 1890 publiceerde Eijkman een artikel, ‘Polyneuritis bij hoenderen’, waarin een nieuwe observatie werd beschreven. Het leek van beslissend belang voor het al dan niet krijgen van de ziekte, of de kippen met gekookte dan wel rauwe rijst gevoerd werden. Zieke kippen die rauwe rijst te eten kregen, bleken zelfs geheel te herstellen. Dit bracht Eijkman ertoe aan te nemen dat gekookte rijst de verwekker van de ziekte was of hem bevatte.
Na jaren aanvullend onderzoek kwam hij in 1895 tot de conclusie dat de echte oorzaak van beriberi de verwijdering was van een van de lagen van de rijstkorrel, het zilvervlies. Eijkman dacht nu eerst dat het ontbreken van een antistof tegen infectie daarvan het gevolg was, maar langzamerhand besefte men, dat er gewoon geen ziekteverwekkend organisme meespeelde en er geen sprake was van een bacteriële infectie. Dit inzicht brak het eerst door bij Eykmans medewerker Grijns en de inspecteur voor de Volksgezondheid op Java, Vorderman, terwijl Eijkman er zelf pas na vele jaren van overtuigd raakte. Het optreden van beriberi kon alleen verklaard worden door voedseldeficiëntie. Pijnlijk was het feit dat alleen Eijkman in 1929 een Nobelprijs kreeg. In zijn acceptatiespeech noemde hij Grijns zelfs niet eens en trok hij en passant ook nog Vordermans epidemiologisch onderzoek naar zich toe (zie voor aanvullende feiten hoofdstuk 6).
Tegenwoordig weten we dat door het wasprocédé van de rijst op Java de bestanddelen van het vitamine-B-complex - waarvan Jansen en Donath in 1926 het eerste onderdeel, thiamine (vitamine B₁) isoleerden - grotendeels worden uitgeloogd.

Al in 1898 volgde erkenning, toen Eijkman hoogleraar aan de medische faculteit in Utrecht werd. Maar de overgang naar een solide positie betekende ook het einde van een avontuurlijke periode. In zijn Utrechtse tijd heeft hij niet veel bijzonders meer gepubliceerd of ontdekt. Toch volgde nog een rijke oogst aan onderscheidin-

[p. 123]

Eijkman, geschilderd door Jan Veth (1923)

gen, waaronder de Nobelprijs in 1929. Eijkman zal bij zijn ontslapen in 1930 een tevreden man zijn geweest.

Archiefmateriaal en literatuur

Er lijkt niet veel archiefmateriaal van Eijkman over te zijn. Een nazaat, mevrouw Eijkman-de Nerée tot Babberich in Velp, bezit een aantal dozen met voornamelijk secundaire literatuur.

Een vrij volledige biografie is: B.C.P. Jansen, Het levenswerk van Christiaan Eijkman, Haarlem: De Erven Bohn, 1959, 205 p.

Inmiddels is Eijkmans verhouding tot medeonderzoeker Grijns en gezondheidsinspecteur Vorderman onderzocht en incorrect bevonden: J.F. Reith, ‘Christiaan Eykman en Gerrit Grijns’, Voeding, jrg. 32, 1971, p. 180-195. Hierop werd ik geattendeerd door de anonieme auteur van het stukje over Eijkman in Negen Nederlandse Nobelprijswinnaars, Leiden: Museum Boerhaave, 1988, 32 p.

[p. 124]

Einthoven (1860-1927)

Onze eerste Nobelprijswinnaar voor medicijnen hoort evenals de vooralsnog laatste, Eijkman, tot de eerste generatie grote onderzoekers.

Willem Einthoven werd in 1860 in Semarang geboren en verhuisde na de dood van zijn vader, een arts, in 1870 met moeder en andere kinderen naar Utrecht. Ook Willem Einthoven, een echte bèta, leerde naast de behoorlijk zware hbs nog Grieks en Latijn, en hij deed dat zoals alles in zijn leven grondig. Hij nam zelfs een stelling over Horatius op in zijn proefschrift. Einthoven was ook een fanatiek sportman. Na een polsbreuk bij het turnen werd het gewricht verkeerd gezet. De pijnlijke oefeningen die nodig waren om een en ander te corrigeren, leidden hem naar roeien en schermen. In elk van beide sporten, vooral de laatste, werd hij weer een uitblinker. Een groeier bij tegenslag dus, ideaal voor de wetenschap.

Na zijn Utrechtse studie bij Donders, Engelmann en Buys Ballot promoveerde hij in 1885 bij eerstgenoemde. Direct daarna, maar nog voor zijn artsexamen, werd hem al een professoraat in Leiden aangeboden. Zoals bij bijna al onze toponderzoekers was de benoeming een grote stap voorwaarts. Alleen al het jaarsalaris van vierduizend gulden zal voldoening gegeven hebben bij iemand met een studieschuld van liefst zesduizend gulden. De invloed van zijn befaamde promotor op de voordracht zal groot geweest zijn. Eveneens aan Donders dankte Einthoven zijn wetenschappelijk adagium dat het in de regel vruchtbaarder is om oude verschijnselen met nieuwe methoden te onderzoeken dan nieuwe verschijnselen met oude methoden. Hij beschouwde zichzelf echter als minder veelzijdig dan zijn leermeester en nam zich voor slechts enkele onderwerpen te onderzoeken, maar dan zeer grondig.

In 1891 suggereerde hij zijn zwager Willem de Vogel om diens promotieonderzoek te wijden aan de elektrische activiteit van het menselijk hart, waarvoor hij grote belangstelling had opgevat. Eerder, in 1887, had A.D. Waller in Londen demonstraties gegeven van de actiestroom van het hart bij kikkers en mensen. Hij gebruikte daarvoor de capillair-elektrometer van Lippmann, een

[p. 125]

buisje dat gevuld was met kwik en dat werd gehouden in een bakje met verdund zwavelzuur. Als er een potentiaalverschil wordt opgewekt (bijvoorbeeld door de actiestroom van een hart), kan het worden overgebracht op de beide stoffen in het metertje, wat leidt tot verschuiving van het raakvlak tussen kwik en zwavelzuur. Deze verschuiving kan grafisch worden gerepresenteerd: de eerste elektrocardiogrammen.

Zoals De Sitter als hoogleraar terugging naar de collegebanken en daar van Lorentz de algemene relativiteitstheorie leerde, zo gebruikte Einthoven Lorentz' leerboek voor de differentiaal- en integraalrekening om zijn begrip van de wiskunde die ten grondslag ligt aan de cardiogrammen op een hoger plan te brengen. De snelle wisselingen in potentiaalverschil konden onmogelijk feilloos door de capillair-elektrometer geregistreerd worden en moesten dus gecorrigeerd worden voor storingen. Ook zijn studievriend en latere zwager Julius, hoogleraar natuurkunde in Amsterdam en later in Utrecht, hielp hem bij de wetenschappelijke verdieping. In die tijd was de jonge hoogleraar nog zeer onzeker van zichzelf, hoewel hij zijn levenswerk voor de komende decennia al gepland had. Hij sloeg zich manmoedig door alle problemen heen.

Elektrocardiogram en snaargalvanometer

In 1900 realiseert Einthoven zich dat de te trage capillair-elektrometer niet verder te verbeteren valt en gaat hij proberen de snellere, maar minder gevoelige spiegelgalvanometer van Deprez-d'Arsonval te verbeteren. Dit apparaat bevat een spoel met een groot aantal windingen die in een magnetisch veld is opgehangen. Einthoven vindt tot zijn verbazing dat het apparaat beter reageert als het aantal windingen wordt verminderd. Uiteindelijk blijft er geen enkele winding over, maar slechts een draad, de ‘snaar’. De snaargalvanometer is geboren (1901).
M en M₁ zijn microscopen, opgesteld in boorgaten in de polen van de magneet, waarmee de snaar van kwartsdraad (A-A₁) respectievelijk verlicht en geobserveerd kan worden. Een elektrische

[p. 126]

Schema van de snaargalvanometer uit: W. Einthoven, ‘Le télécardiogramme’, Archives Internationales de Physiologie, jrg. 4 (1906), p. 132-164, p. 133

stroom wordt door de snaar gevoerd en laat deze uitslaan in het constante magnetische veld. De uitslagen kunnen grafisch worden weergegeven. In 1903 worden de eerste elektrocardiogrammen die met de nieuwe meter verkregen zijn, gepubliceerd. Ze komen goed overeen met de gecorrigeerde oude cardiogrammen.

In 1902 wordt Einthoven lid van de Koninklijke Nederlandse Akademie van Wetenschappen. Hij rapporteert regelmatig over zijn verbeteringen aan snaargalvanometer en elektrocardiogram. Een mooie prestatie is de aanleg van een kabel van anderhalve kilometer tussen het fysiologisch lab en het academisch ziekenhuis. De directeur van de Polytechnische School, Bosscha, speelde hierbij een belangrijke rol. Einthoven is nu eerder op de hoogte van abnormale hartreacties van een patiënt dan de chirurg. Dit roept ook spanningen op. Als Einthoven een collega-hoogleraar op grond van het cardiogram meedeelt dat hij een foutieve klinische diagnose heeft gesteld, wordt de verbinding verbroken.

Een andere tegenslag is dat geen enkel bedrijf bereid blijkt om

[p. 127]

de hartslagmeter in productie te nemen. Zelfs Siemens en Halske weigeren, omdat ze al te veel geld hebben uitgegeven aan niet of slecht verkoopbare nieuwe galvanometers. Er wordt hem een streek geleverd als de firma Edelmann uit München zijn meter niet wil produceren, maar kort daarna zelf met de zogenaamde Edelmann-snaargalvanometer komt. Gelukkig blijkt die van slechte kwaliteit. De industriële mores waren aan het begin van de eeuw dus niet zo verschillend van die aan het eind.

Nadat hij decennialang hard heeft gewerkt aan de ultieme verklaring van wat zijn meter nu eigenlijk meet, krijgt Einthoven in 1924 de Nobelprijs voor geneeskunde. Hij overlijdt enkele jaren later.

Archiefmateriaal en literatuur

De schriftelijke nalatenschap van Einthoven is integraal terechtgekomen bij het Rijksmuseum Boerhaave in Leiden. De papieren zijn echter in niet al te beste staat.

Einthoven, geschilderd door A.J.M. van Dijk (1926)

[p. 128]

Lang waren er twee overzichten van Einthovens leven en werk: S. Hoogerwerf, ‘Willem Einthoven’, in: Nederlandsche helden der wetenschap (red. T.P. Sevensma), Amsterdam: Kosmos, 1946, 351 p., p. 239-297. Heruitgegeven als: S. Hoogerwerf, Leven en werken van Willem Einthoven, grondlegger van de electrocardiografie, Hoorn: West-Friesland, 1955, 93 p.; en: A. de Waart, Het levenswerk van Willem Einthoven, 1860-1927, Haarlem: Erven Bohn, 1957, XI, 258 p. Recent verschenen: H.A. Snellen, Willem Einthoven (1860-1927). Father of Electrocardiography. Life and Work, Ancestors and Contemporaries, Dordrecht, etc.: Kluwer, 1995, 140 p. en: P.H. Wyers, ‘De snaar van de snaargalvanometer van Einthoven’, Gewina, jrg. 19, 1996, p. 80-94. Samen lijken deze werken de behoefte aan een nieuwe biografie voorlopig overbodig te hebben gemaakt.