Lorentz was rond 1900 de belangrijkste natuurkundige

Lorentz (1853-1928), die 26 jaar ouder dan Einstein was, startte op 24-jarige leeftijd aan de Leidse universiteit als hoogleraar met de nieuwe leerstoel mathematische fysica. Hij had een bijzonder creatieve denkkracht voor de gecombineerde wiskunde en natuurkunde van zijn vakgebied. Lorentz, die het Frans, Duits en Engels vloeiend beheerste, toetste al de vroegere en laatste publicaties van experimenten en ideeën in de vaktijdschriften uit heel Europa. Er waren vooral op het terrein van elektriciteit, magnetisme, licht en de microscopische bouw van de materie veel nieuwe ontwikkelingen in de negentiende eeuw.

De eerste 25 jaar van zijn professoraat was Lorentz meer teruggetrokken bezig om een alomvattende theorie van alle natuurkundige aspecten van de werkelijkheid te ontwikkelen. In 1902 ontving hij samen met de Amsterdamse hoogleraar Pieter Zeeman de Nobelprijs voor het Zeeman-effect. Zeeman experimenteerde in 1896 met het gele natriumlicht, dat in een sterk magnetisch veld op bleek te splitsen in twee lijnen die iets in frequentie en kleur verschilden; Lorentz gaf de theoretische onderbouwing ervan op grond van zijn elektronentheorie. Lorentz opperde al in 1877 als eerste dat er in een atoom een vaste lading +e en een bewegende lading -e aanwezig waren, waarbij het trillende deeltje -e het licht veroorzaakt.

De volgende 25 jaar had Lorentz een uitgebreide correspondentie met internationale vakgenoten over vele onderwerpen uit de natuurkunde. Auteur Anne Kox, emeritus hoogleraar geschiedenis van de natuurkunde, heeft zich de afgelopen dertig jaar verdiept in de ongeveer 8000 brieven en talrijke wetenschappelijke documenten. Lorentz bezocht congressen in Europa en tweemaal enkele maanden universiteiten in Noord-Amerika, waar hij vele colleges gaf over de laatste ontwikkelingen.

Voorzitter

In Brussel werd vijf keer een Solvayraad gehouden, waar een twintigtal natuurkundige topgeleerden uit Europa samenkwam. Lorentz fungeerde als gewaardeerd voorzitter, daar hij de voordrachten helder in de andere talen samenvatte en verduidelijkte.

In 1900 introduceerde de Duitse natuurkundige Max Planck een eerste stap op weg naar de quantumtheorie. Lorentz besteedde er veel tijd aan om de juiste interpretatie van de quantumhypothese te vinden, vooral in correspondentie met collega’s.

In 1905 schreef Albert Einstein in een artikel zijn hypothese, als verklaring voor het foto-elektrisch effect, dat licht zich ook kon gedragen alsof het uit deeltjes bestond met afgepaste kleine energiehoeveelheden en dat daarom lichtelektronen uit metalen kon vrijmaken.

Lorentz zag tegenspraak in deze hypothese, menend dat lichtquanta te uitgestrekt waren, en correspondeerde hierover met Einstein. Tien jaar later was er zo veel overtuigend experimenteel materiaal aangeleverd door fysici als Millikan, Rutherford en Bohr, dat Lorentz Einstein gelijk gaf. Verschillende jonge buitenlandse fysici brachten hierna baanbrekende ideeën over de quantummechanica naar voren, vaak via ingewikkelde berekeningen, die becommentarieerd werden door Lorentz. Het intuïtieve wereldbeeld van vroeger werd steeds abstracter en wiskundiger.

Relativiteitstheorie

In 1905 kwam Einstein met zijn speciale relativiteitstheorie. Ging Lorentz uit van een ether, die alles –wat materie betreft– doordringt en ook een drager is van de lichtgolven, Einstein verwierp de ether in zijn theorie. Waren snelheden bij Lorentz absoluut ten opzichte van de ether, bij Einstein waren alle snelheden relatief ten opzichte van elkaar. Einstein belichtte ook de wonderlijke consequenties die zijn theorie had op de interpretatie van ruimte en tijd. Einstein gebruikte veel van het werk van Lorentz, zoals de wiskundige Lorentz-transformaties om helderheid te krijgen. Beide mannen zochten elkaar regelmatig op in Leiden of Haarlem, waar Lorentz na 1912 ging wonen, voor vakoverleg.

In 1915 presenteerde Einstein zijn algemene relativiteitstheorie, als uitbreiding van zijn speciale relativiteitstheorie en tevens als theorie voor de zwaartekracht. Al die tien jaar had Lorentz zich onder andere intensief met de algemene relativiteitstheorie beziggehouden en er belangrijke bijdragen aan geleverd. Wereldwijd maakte de voorspelling van Einstein dat licht op grond van zijn theorie aangetrokken zou worden door materie, veel indruk toen in 1919 bij een zonsverduistering de lichtstralen van sterren bleken te worden afgebogen naar de zon.

Het boek van Kox is leesbaar gemaakt door in de hoofdstukken 3 en 7 de natuurkunde van de eerste en tweede periode te concentreren. Het geeft een goed en behapbaar overzicht van wie Lorentz was.

Het boek van Berends en Van Delft gaat uitgebreid in op de vele maatschappelijke ontwikkelingen in Lorentz’ tijd en zijn invloed hierop. Hoe de hbs als schoolopleiding er kwam; hoe het hoger universitaire onderwijs zich ontwikkelde. Hoe Lorentz in en na de Eerste Wereldoorlog de wetenschappers uit de vijandige kampen –Duitsland tegenover België en Frankrijk– bij elkaar zocht te brengen.

Hoe Lorentz acht jaar lang intensief gerekend heeft en metingen heeft laten verrichten hoe de loop van de Afsluitdijk moest worden en hoe hoog de dijken eromheen moesten worden om de veiligheid te waarborgen. De vele commissies waarin Lorentz met anderen de regering advies gaf over wetenschappelijke zaken en de eventuele gevolgen ervan.

Werkkracht

Indrukwekkend zijn de werkkracht en de talenten van Lorentz. Hij woekerde op een fijne manier met deze gaven om anderen aan te moedigen.

Jammer dat hij niet wilde beseffen en aangeven dat deze gaven van zijn Schepper kwamen, al genoot hij volop van de schepping. Desondanks zijn dit interessante boeken voor iedereen die iets met natuurkunde heeft.

Boekgegevens

Een levend kunstwerk, Anne J. Kox; uitg. Balans; 318 blz.; € 27,50; Lorentz, Frits Berends en Dirk van Delft; uitg. Prometheus; 725 blz.; € 29,99

Lorentz was rond 1900 de belangrijkste natuurkundige

Cultuur & boeken

RD.nl in uw mailbox?