Hendrik Lorentz was de grand old man van de natuurkunde

Hendrik Lorentz samen met Albert Einstein. Beeld Trouw

Komende week opent Teylers Museum in Haarlem het laboratorium van Hendrik Lorentz dat in oude glorie is hersteld. Gisteren werd in Arnhem het gerestaureerde monument dat in 1931 voor deze natuurkundige werd opgericht, opnieuw onthuld. Wie was deze man voor wie bij zijn overlijden het openbare leven kwam stil te liggen?

Het was een dag van nationale rouw. Duizenden mensen woonden op 9 februari 1928 zijn begrafenis bij. De spoorwegen hadden zelfs extra treinen ingezet om iedereen naar Haarlem te kunnen vervoeren. Om 12 uur precies nam het hele land drie minuten stilte in acht. Hendrik Antoon Lorentz (Arnhem, 1853 - Haarlem, 1928) was een vermaard natuurkundige, hij had in 1902 de Nobelprijs gewonnen, maar zulk eerbetoon voor een wetenschapper was toen, net als nu, hoogst uitzonderlijk.

Wat het nog opmerkelijker maakte: in 1915 genoot hij die bekendheid nog niet. Het weekblad De Nieuwe Amsterdammer had in dat jaar zijn lezers gevraagd wie volgens hen de belangrijkste Nederlanders van de afgelopen vijftig jaar waren. De ranglijst werd aangevoerd door Johan Thorbecke, Jozef Israëls en Multatuli. Er stonden wel wetenschappers in de toptien, maar Lorentz belandde toen nog op de negentiende plaats, net boven Vincent van Gogh overigens. Wat was er in die dertien jaar gebeurd?

Het korte antwoord op die vraag heet Albert Einstein. Lorentz was in die jaren een grand old man van de natuurkunde. Niet alleen in Nederland, ook in Europa, waar hij een verzoenende rol speelde tussen de door de oorlog verdeelde kampen. Vele grootheden uit de moderne fysica zochten hem in Leiden en Haarlem op en hun roem straalde op Lorentz af. Vooral die van Einstein die toen al een wereldster was en als bijzonder hoogleraar vaak colleges kwam geven in Leiden. "Elk bezoek van Einstein trok de aandacht van de media", vertelt Frits Berends, emeritus hoogleraar natuurkunde van de Universiteit Leiden. "En telkens kwam Lorentz daarbij in beeld. Dat maakte hem bekend bij het grote publiek."

Nobelprijs

De natuurkunde bruiste in de eerste decennia van de vorige eeuw. De relativiteitstheorie van Einstein en de quantumtheorie van Niels Bohr en Edwin Schrödinger zetten het oude denken op zijn kop. Hendrik Lorentz was in die wereld dan wel een vaderfiguur, wetenschappelijk gezien paste hij veel meer bij de klassieke natuurkunde uit de negentiende eeuw. Zijn belangrijkste bijdragen aan het vak betroffen het elektromagnetisme, en dan met name de interactie tussen licht en materie.

Dat een lichtstraal door glas wordt gebroken, verklaarde Lorentz in zijn proefschrift uit 1875 niet met het golfkarakter van licht, zoals gebruikelijk was in zijn tijd. Volgens hem vertraagde het licht doordat het reageerde met geladen deeltjes in het glas. Met deze formulering gaf hij niet alleen een basis voor het bestaan van elektronen. Toen zijn leerling Pieter Zeeman in 1896 met een magneetveld het gele licht van een natriumlamp in twee spectraallijnen splitste, kon Lorentz vrijwel ogenblikkelijk verklaren wat er gebeurde. De ontdekking leverde hun in 1902 gezamenlijk de Nobelprijs op.

Trillingen

Intussen bezorgde het licht de natuurkunde andere kopzorgen. Als licht een trilling was, moest het ook ergens in trillen. Dit werd de ether genoemd maar er klopte iets niet aan. Als een lichtbron bewoog ten opzichte van de stilstaande ether, dan moest dat invloed hebben op de snelheid van het licht. Maar welk experiment fysici ook verzonnen, de lichtsnelheid bleef onveranderlijk.

Lorentz verzon een list. Als hij bewegende meetinstrumenten korter liet worden, loste het probleem zich vanzelf op. Hij stelde vergelijkingen op waarmee hij de lichtsnelheid constant hield, al had hij geen idee wat hij zich bij deze formules fysisch moest voorstellen.

Een jonge bediende op een Zwitsers patentbureau wel. Albert Einstein begreep dat hij de ether overboord moest gooien, paste de transformaties van Lorentz toe op ruimte en tijd, en legde zo in 1905 de basis voor zijn speciale relativiteitstheorie. Lorentz was een van de eersten die Einstein feliciteerden met zijn theorie en uit dit contact groeide een levenslange vriendschap.

Eigen lab

In 1912 gaf Lorentz zijn leerstoel in Leiden op en werd hij conservator van het Teylers Museum in Haarlem. Hij had in Leiden de natuurkunde verzorgd, samen met zijn leeftijdsgenoot Heike Kamerlingh Onnes (Nobelprijs in 1913). De bazige Kamerlingh Onnes had niet alleen alle colleges aan zijn inschikkelijke collega overgedragen, hij eiste ook bijna alle experimenteerruimte in Leiden op. In Haarlem kreeg Lorentz wel de beschikking over een eigen laboratorium.

Hij bleef wel in Leiden doceren. Tot kort voor zijn dood gaf hij iedere maandag college, vaak over nieuwe ontwikkelingen in de natuurkunde. "Lorentz is tot op hoge leeftijd wetenschappelijk actief gebleven", zegt Dirk van Delft, directeur van Museum Boerhaave. "Het was een voorname man, terughoudend, formeel. Hij dacht altijd eerst rustig na, waarna het antwoord er in volzinnen uitkwam."

Einstein was intussen aan zijn algemene relativiteitstheorie begonnen en door het innige contact was Lorentz goed op de hoogte van de vorderingen. Eind 1915 was het werk af en een paar maanden later was Lorentz de eerste - wereldwijd - die er college over gaf. Tijdens zo'n maandagochtendsessie. Tot het gehoor behoorde Willem de Sitter, een Nederlandse astronoom die in Engeland werkte, en zo verspreidde de theorie zich over de wereld.

De tekst gaat verder onder de afbeelding.

Het laboratorium van Hendrik Lorentz dat in 1931 voor de natuurkundige werd opgericht. Beeld TRBEELD

De grote klapper moest toen nog komen. Tijdens de zonsverduistering van 1919 bleek dat licht door de zwaartekracht wordt afgebogen, precies zoals Einstein het had voorspeld. Het was wereldnieuws, maar bijna niemand begreep het. Hooguit twaalf mensen, schreef The New York Times. Dat was misschien een onderschatting, maar hoe dan ook: Hendrik Lorentz was een van hen en schreef er een artikel over in de NRC. De NYT nam het in vertaling over: 'Dutch colleague explains Einstein'.

Internationale roem

Er was nog een aspect aan Lorentz dat bijdroeg aan zijn internationale roem. In 1911 was hij gevraagd voorzitter te worden van de Solvay-conferentie, een initiatief van een Belgische zoutmagnaat, bedoeld om de crème de la crème van de natuurkunde een week lang te laten debatteren. Hij zou het vijf keer doen, de laatste keer was in 1927, een paar maanden voor zijn dood. "Lorentz had gezag", zegt Van Delft. "En hij sprak zijn talen, dankzij de scholing op de hbs. Hij kon de boel goed aan elkaar praten."

Daaruit vloeide weer voort dat hij lid werd van een commissie van de Volkenbond die de verstoorde relaties na de Eerste Wereldoorlog moest herstellen. Voor de academische wereld was Lorentz uit het neutrale Nederland de ideale verzoener. "Toen hij in 1925 voorzitter werd van die commissie, trad hij als spreker bij officiële gelegenheden naar voren", vertelt professor Berends. "Ook dat droeg bij tot zijn internationale faam."

Dit alles culmineerde bij de viering van zijn vijftigjarig doctoraat in 1925. Iedereen was er: Marie Curie en Albert Einstein, maar ook Hendrik Colijn en prins Hendrik. Er kwamen ook giften, uit binnen- en buitenland, voor een cadeau voor de jubilaris. Berends: "Bij elkaar kwam er 140.000 gulden binnen. Dat staat gelijk aan een miljoen euro nu. Van dat geld wordt sindsdien elke vier jaar de prestigieuze Lorentzmedaille uitgereikt."

Tijdens het feestelijk diner sprak Einstein zijn waardering uit: "Wie werk van u gelezen heeft, wie het geluk heeft gehad uw colleges bij te wonen, die kent de betovering die van u uitging. Daarom beminnen en vereren wij u, niet alleen als onderzoeker, maar ook als mens." Drie jaar later was het gezelschap weer bijeen. Nu in Haarlem. Samen met die duizenden anderen die afscheid namen van Hendrik Antoon Lorentz.

Zuiderzeewerken

De Afsluitdijk heeft aan de Friese kant een kleine knik. Oorspronkelijk zou hij bij Piaam aan land gaan, maar een staatscommissie onder voorzitterschap van Hendrik Lorentz had berekend dat de getijdewerking dan te heftig zou zijn. Hij moest daarvoor nog stevig opboksen tegen de ingenieurs van Rijkswaterstaat, die een rechte dijk wilden aanleggen, maar Lorentz kreeg zijn gelijk. De Afsluitdijk loopt nu - vanaf de Lorentzsluizen - door tot Zurich.

Vaak wordt beweerd dat Lorentz zijn nationale roem te danken had aan zijn bijdrage aan de Zuiderzeewerken, maar Frits Berends, emeritus hoogleraar natuurkunde, bestrijdt dat idee. Het rapport van de commissie-Lorentz verscheen in december 1926, ruim een jaar voor de dood van Lorentz. "Toen was zijn naam al gevestigd. Bovendien werd de betekenis van het rapport bij het grote publiek veel later bekend. Lorentz had een methode ontwikkeld om de hoogte van de dijken te berekenen. Toen die methode correct bleek te zijn, was Lorentz al lang overleden."

In het lab slaan de vonken over

Twee 'lab-medewerkers in proeftijd' vertellen met grote ogen en opbouwend volume hoe hun zogenaamd huidige baas, Hendrik Lorentz, aan zijn vrouw kwam. Die draaide eens rustig rond in de draaimolen op de Haarlemse kermis, toen zijn oog op een meisje viel. De vonk sloeg gelijk over: een aantrekkingskracht zoals alleen wetenschappers die kennen. Het publiek lacht wat ongemakkelijk maar vooral geamuseerd om de acteurs die soms op nog geen meter afstand staan. Dit is theater, dat gaat nu eenmaal theatraal.

Theater in wetenschappelijk museum Teylers te Haarlem, dat nog altijd huist in het pand waar het in 1784 de deuren opende. Het breidt vanaf eind volgende week uit met een nieuwe tentoonstelling over de Nederlandse Nobelprijswinnaar. Die had er zijn laboratorium van 1909 tot zijn dood in 1928, en precies daar gaat nu voor het eerst het slot van de deur. Drie keer per dag, zes dagen per week neemt een theatergezelschap er de bezoeker aan de hand. Levensloop, een vleugje natuurkunde en humor, het publiek krijgt het mee terwijl het tussen de replica's van oude meetapparatuur en instrumenten zit.

Het lab is zorgvuldig ingericht. Vaak nieuw materiaal in een oud jasje, bijna alles van hout. De lampen aan de muur doen aan als begin-twintigste-eeuwse gloeilampen, maar blijken bij nadere inspectie toch van modern en zuinig allooi. Er staan onder meer oude Ampère- en Voltmeters waar scholieren klassieke proeven mee kunnen herhalen.

De twee lab-assistenten nemen de toehoorders stiekem mee naar de werkkamer van 'Hentje' Lorentz, die op dat moment net even afwezig blijkt te zijn. De dampende thee op zijn bureau met paperassen en brieven van vriend Einstein verraadt dat hij er net nog zat.

Waar Teylers lang aan heeft gewerkt, zo legde hoofdconservator wetenschap Trienke van der Spek even daarvoor in de museumzaal uit, is het nabouwen van de enorme elektriseermachine. Dat gevaarte, even hoog als de conservator zelf, werd ooit bij de opening van het museum in gebruik genomen en staat er nog steeds. Lorentz mocht er graag mee experimenteren, en het apparaat heeft grootheden als Napoleon Bonaparte en een Russische tsaar zien langskomen.

Tegenwoordig staat hij uit. Maar omdat Teylers graag uitdraagt hoe het zich vanaf meet af aan hard maakt voor wetenschap bedrijven in plaats van toezien, schieten er vanaf volgende week ook weer vonken tussen twee enorme metalen bollen - in de replica wel te verstaan. Statisch opgeladen zoals een ballon over een wollen trui, maar dan met twee glasplaten die langs een soort kwasten te wrijven. Onverwacht technisch probleem waar nog aan gewerkt moet: die glazen worden zó statisch dat ze veel meer stof aantrekken dan gedacht. Van der Spek: "We noemen het nu de grootste Swiffer ter wereld".

De tour van de theaterspelers eindigt dan ook in een nieuwe tentoonstellingsruimte, waar de nagemaakte elektriseermachine staat. Een medewerker laat de glazen platen draaien, en de spanning bouwt zich zowel bij het publiek als in de metalen bollen op.

Maar het lukt niet - de vonk blijft uit. Een te hoge luchtvochtigheid misschien, of te veel mensen in het publiek. Daar had men vroeger bij het origineel ook vaak last van. "Net voor iedereen binnenkwam, deed hij het nog", verzucht een andere medewerker.

Het Lorentz Lab wordt woensdag door koning Willem-Alexander geopend. Daarna is het, in combinatie met de theatrale voorstelling, tot 18 mei 2020 te bezoeken.

Meer over

Wilt u iets delen met Trouw?

Tip hier onze journalisten

Op alle verhalen van Trouw rust uiteraard copyright. Linken kan altijd, eventueel met de intro van het stuk erboven.
Wil je tekst overnemen of een video(fragment), foto of illustratie gebruiken, mail dan naar copyright@trouw.nl.
© 2019 DPG Media B.V. - alle rechten voorbehouden