Een kwikkolom in de Westertoren:
De Amsterdamse natuurkunde in de jaren dertig

A.J. Kox

(Jaarboek 1999: Een eeuw Universiteit van Amsterdam, pp. 71–77. Amsterdam: Vossius Pers, 1999.)

Met welke verwachtingen zou een student natuurkunde in de tweede helft van de jaren twintig zijn studie aan de Universiteit van Amsterdam zijn begonnen? Waarschijnlijk waren ze redelijk hooggespannen. Was Nederland niet in 1913 door de Göttingse natuurkundige Woldemar Voigt uitgeroepen tot een “Grossmacht im Gebiete der Physik”? Had Nederland in de afgelopen decennia niet maar liefst vier Nobelprijzen voor natuurkunde mogen ontvangen, waarvan er twee in Amsterdam waren terechtgekomen? Weliswaar was Johannes Diderik van der Waals, een van de twee Amsterdamse bekroonden, inmiddels overleden, maar de andere, Pieter Zeeman, was nog volop actief. Alle reden dus voor een net aangekomen student om veel van de pas begonnen studie te verwachten: inspirerende docenten en onderzoek van wereldklasse in de voorhoede van de natuurkunde.

De realiteit waarmee onze student werd geconfronteerd was anders. Hij trof een wat wonderlijke situatie aan. De toch al afstandelijke en weinig toegankelijke Pieter Zeeman had zich sinds 1923 verschanst in het speciaal voor hem gebouwde Laboratorium Physica aan de Plantage Muidergracht, een fraai staaltje Amsterdamse School-architectuur. Het was een typisch onderzoekslaboratorium, waar alleen gevorderde doctoraalstudenten welkom waren en dan nog in beperkte mate. Hoewel er onderzoek van hoge kwaliteit werd gedaan was het niet meer zo baanbrekend als het ooit was geweest: de karakterisering “practicumproeven op hoog niveau om een decimaaltje nauwkeuriger te meten,” afkomstig van een tijdgenoot, is misschien wat scherp, maar bevat een kern van waarheid.

Het Laboratorium Physica grensde aan het oude Natuurkundig Laboratorium, gebouwd voor de eerste hoogleraar natuurkunde aan de Universiteit van Amsterdam, Johannes Diderik van der Waals, en in gebruik genomen in 1883. Van der Waals had er tot 1908 de leiding gehad en was daarna als directeur opgevolgd door Zeeman. Het contrast tussen de twee laboratoria was groot: Zeemans lab was modern en voorzien van de beste apparatuur. Bij de bouw waren zelfs speciale apart gefundeerde trillingsvrije tafels van elk zo’n 250.000 kilogram aangebracht voor het uitvoeren van precisie-experimenten. In het oude lab daarentegen waren de voorzieningen minder modern en kampte men bovendien met chronisch ruimtegebrek. Typerend voor de Amsterdamse situatie was ook dat de twee laboratoria weliswaar met een gang met elkaar waren verbonden, maar dat deze gang effectief was geblokkeerd met een aantal kasten.

In het oude lab was de leiding sinds de verhuizing van Zeeman in handen van de hoogleraar Remmelt Sissingh, die niet bepaald een geleerde was van wereldniveau. Ondanks eerder verdienstelijk werk op het gebied van de invloed van magnetisme op licht was na zijn benoeming in Amsterdam in 1896 niet veel belangrijks meer uit zijn handen gekomen. Hij deed experimenteel werk op het gebied van de optica, maar hoewel het zonder twijfel degelijk werk was heeft het weinig sporen nagelaten. Ook voor tijdgenoten was het kennelijk moeilijk duidelijk te maken wat het belang van Sissinghs werk was: na zijn dood worden in herdenkingsartikelen, na een paar vage zinnen over zijn onderzoek, vooral lovende woorden gewijd aan zijn onderwijskwaliteiten en wordt steevast vermeld hoe geliefd hij was bij de studenten. Sissingh werd bijgestaan door de hoogleraar theoretische natuurkunde Johannes Diderik van der Waals jr., de zoon van de “oude” Van der Waals en een van diens twee opvolgers. Het is niet verwonderlijk dat de zoon altijd in de schaduw van zijn beroemde vader is blijven staan. Typerend is dat hij zijn vaders belangrijkste werk, de beroemde toestandsvergelijking van Van der Waals, enigszins ironisch zijn “tweelingzusje” noemde, omdat zijn geboortejaar ook het jaar van ontstaan van de vergelijking was. Hij duidde hij deze trouwens doorgaans aan met “De wet van Pa.” (Of het waar is dat een snedige student ooit na de vraag op tentamen of hij de “wet van Pa” kende antwoordde “Nee, maar wel de wet van Ohm,” waarna hij onmiddellijk kon vertrekken, is niet zeker, maar dat maakt de anekdote er niet minder typerend door.) De weinig toegankelijke, soms venijnige Van der Waals jr. had weliswaar een mooie start gemaakt in de theoretische natuurkunde, met name door zijn werk aan de zogenaamde Brownse beweging, maar allengs was hij op zijpaden geraakt. Zijn belangstelling ging meer en meer uit naar literaire en filosofische zaken: hij was een actief redacteur van De Gids en hield zich diepgaand bezig met het werk van Shakespeare. De moderne natuurkunde, met name de quantumtheorie, kon hem maar weinig boeien en volgens een ooggetuige was een door hem in de jaren dertig over dit onderwerp gegeven college een wat pijnlijke aangelegenheid. Hij gebruikte een verouderd tekstboek (voor kenners: de Wellenmechanischer Ergänzungsband van Arnold Sommerfelds beroemde Atombau und Spektrallinien), waaruit hij tijdens elk college zeer moeizaam en met weinig overtuiging een deel behandelde. Als er in het onderwijs al aandacht was voor moderne ontwikkelingen, dan was dat vooral de verdienste van de jongere generatie. Een belangrijke rol werd in dit opzicht gespeeld door de assistent Arend Rutgers, die ervoor zorgde dat in het door hem geleide algemeen colloquium moderne onderwerpen aan de orde kwamen en op wiens initiatief bijvoorbeeld H.B.G. Casimir gastcolleges kwam geven over de quantummechanica.

Een ander die het mogelijk maakte dat de studenten kennis maakten met de nieuwste ontwikkelingen in de natuurkunde was wonderlijk genoeg de hoogleraar sterrenkunde Anton Pannekoek, directeur van het Sterrenkundig Instituut. Hij hield zich op de hoogte van de laatste wetenschappelijke ontwikkelingen, ook in de natuurkunde, en verwerkte deze in zijn colleges. De wereldberoemde Pannekoek was een van de grootste sterrenkundigen die Nederland heeft gekend en de traditie van astronomisch toponderzoek die hij in Amsterdam vestigde bestaat nog steeds. Pannekoek was een zeer interessante man: naast zijn wetenschappelijk werk was hij zeer actief op politiek gebied, vooral als theoreticus van de socialistische beweging. In die hoedanigheid publiceerde hij meer dan tienduizend krantenartikelen, brochures en boeken. In 1982 werd het Sterrenkundig Instituut als eerbetoon aan hem omgedoopt in Sterrenkundig Instituut Anton Pannekoek.

De derde hoogleraar in het Natuurkundig Laboratorium was Philip Kohnstamm en ook van hem kan worden gezegd dat hij zich langzaam maar zeker had gemarginaliseerd. Na zijn benoeming, in 1908, als mede-opvolger van Van der Waals sr. was zijn belangstelling geleidelijk verschoven, en wel naar de pedagogiek. Hij was sinds 1919 behalve buitengewoon hoogleraar natuurkunde ook bijzonder hoogleraar pedagogiek en het lijkt erop dat het natuurkundig onderzoek bij hem meer en meer op de tweede plaats kwam.

Op onderzoeksgebied viel er dus in Amsterdam weinig opwindends te beleven. Het onderwijs zal, zeker waar het de standaardcolleges voor jongerejaars betrof, in het algemeen wel in orde zijn geweest—zo werden Zeemans colleges alom geprezen voor hun helderheid en diepgang. Maar voor de inspiratie waaraan de ambitieuze student behoefte heeft hoefde deze niet naar Amsterdam te komen. Dergelijke studenten konden zich beter in Leiden melden, waar de dynamische Paul Ehrenfest, opvolger van de grote Hendrik Antoon Lorentz, een actieve en enthousiaste groep studenten en promovendi om zich heen had verzameld. Ook in Utrecht was het anders: daar ontplooide de enthousiaste experimentator Leonard Ornstein tal van activiteiten.

Eén man vormde in Amsterdam een uitzondering: A. Michels, sinds 1919 assistent van Kohnstamm op de afdeling Thermodynamica van het Natuurkundig Laboratorium en daarnaast middelbare-schoolleraar. Michels was een ambitieuze en dynamische man, met een sterke persoonlijkheid. Hij was geïnteresseerd in molecuulfysica en thermodynamica en zette daarmee het oorspronkelijke onderzoeksgebied van Van der Waals en later Kohnstamm voort. Hij richtte zich vooral op het meten van de eigenschappen van gassen en vloeistoffen, in het bijzonder bij hoge drukken. Hoewel dit onderzoeksgebied toen al enigszins ouderwets was, leidde het toch tot interessante resultaten. Michels’ kracht lag in het uitvoeren van experimenten en het ontwikkelen van de daarbij benodigde apparatuur en zijn werk zou tegenwoordig dan ook eerder als technische natuurkunde worden aangemerkt. Zijn beroemdste uitvinding was een verbeterde drukbalans, een apparaat om met grote precisie hoge drukken te bereiken en in stand te houden. Michels’ ambitie en eigengereidheid brachten hem regelmatig in aanvaring met zijn directeur Sissingh, die niet overvleugeld wilde worden door iemand die niet meer dan een assistent was. Desondanks wist Michels de afdeling Thermodynamica flink uit te bouwen en zich te omringen met een enthousiaste groep medewerkers, zowel studenten en assistenten als technici. Typerend voor zijn creativiteit en doorzettingsvermogen is zijn plan om in de toren van de Westerkerk een dertig meter hoge kwikkolom op te stellen die als ijkinstrument kon worden gebruikt. Ondanks organisatorische en financiële problemen wist hij dit project tot een goed einde te brengen. Bovendien brachten Michels’ technische vaardigheden hem in contact met het bedrijfsleven, waar hij als adviseur voor tal van bedrijven werkzaam was. Eén daarvan was het Engelse chemieconcern Imperial Chemical Industries (ICI), dat Michels’ onderzoek steunde met royale financiële bijdragen. Dit geld, en de financiële steun die hij kreeg van het Van der Waalsfonds—een fonds dat in 1898 ter gelegenheid van het 25-jarig doctoraat van Van der Waals was opgericht—besteedde hij aan apparatuur en nieuw personeel.

Aan het eind van het decennium vonden enkele belangrijke gebeurtenissen plaats. In 1927, een jaar voor zijn emeritaat, overleed Sissingh geheel onverwacht en in 1928 aanvaardde Kohnstamm een leerstoel in de pedagogiek en verliet hij de natuurkunde. Daarmee kwam de ruimte om Michels te bevorderen, zij het slechts tot lector. In 1929 kwam er een opvolger van Sissingh. Het werd Jacob Clay, eerder hoogleraar in Bandoeng. Clay, die ook directeur van het laboratorium werd, was een eigenzinnige man, opvliegend van aard, die regelmatig met zijn collega’s in aanvaring kwam, vooral met Michels. Het is wellicht typerend voor het individualisme van de hoogleraren en het gebrek aan coördinatie van het onderzoek dat Clay in de gelegenheid was om resoluut een nieuw onderzoeksgebied te introduceren: de studie van kosmische stralen. Enige opschudding wist hij nog te veroorzaken door alle assistenten van Sissingh te ontslaan (waaronder een oudgediende die al 16 jaar in dienst was), omdat ze naar zijn mening onbruikbaar waren voor het nieuwe onderzoek.

Zo lijkt de Amsterdamse natuurkunde in de jaren dertig enigszins stuurloos te zijn geworden, met hoofdpersonen die hun eigen gang gingen en regelmatig met elkaar in aanvaring kwamen. Die conflicten gingen niet overigens niet alleen over zaken in het laboratorium. Een regelmatig terugkerende bron van onenigheid was de vraag wie het propedeuse onderwijs aan de medische studenten moest verzorgen. Dat was niet bepaald een populaire taak: het ging om een aanzienlijke groep niet bijster geïnteresseerde studenten en ook de stof zal voor de docent niet erg inspirerend zijn geweest. Nadat Sissingh dit college jarenlang had gegeven kwam het in handen van Michels. Hoe goed Sissingh zich van zijn taak kweet is overigens niet helemaal duidelijk. Bij Simon Vestdijk wordt hij in diens autobiografische Anton Wachter romancyclus ten tonele gevoerd als “Professor Lisser,” die, tot ontzetting van Vestdijk, geen orde kon houden en regelmatig met “een soort huilerige stem” het dreigement uitsprak: “Moet ik dit college sluiten?” Een ander detail dat door Vestdijk wordt vermeld is dat Lisser/Sissingh een “nogal krengig kereltje” was: “eens in de maand liep hij door het laboratorium en vergaarde zoveel mogelijk instrumenten opdat de tweede hoogleraar in de natuurkunde ze niet zou kunnen gebruiken.”

Op het persoonlijke vlak vond in die tijd in de faculteit een werkelijk dramatische gebeurtenis plaats. Op maandag 25 september 1933 reisde Paul Ehrenfest van Leiden naar Amsterdam om in het laboratorium Rutgers, die een leerling van hem was geweest, op te zoeken. Het was een afscheidsbezoek, alleen niemand wist dat nog. Halverwege de middag verliet Ehrenfest het laboratorium en ging hij naar de Vossiusstraat, waar hij zijn geestelijk gehandicapte zoon ophaalde uit het instituut waar hij was ondergebracht. Ook daar vermoedde men niets. Samen gingen de twee naar het Vondelpark. Daar schoot Ehrenfest eerst zijn zoon neer en vervolgens pleegde hij zelfmoord. De zoon leefde nog enkele uren. De tragische gebeurtenis maakte diepe indruk, vooral op degenen die Ehrenfest die dag nog op het laboratorium hadden gezien. Een van hen, Jan de Boer, kandidaat-assistent bij Michels en later hoogleraar theoretische natuurkunde in Amsterdam, kan zich nog goed herinneren hoe Rutgers aan het eind van de dag op het laboratorium geheel verslagen het slechte nieuws kwam melden. Dezelfde dag nog ging Rutgers naar Leiden om de overgebleven kinderen te steunen (Ehrenfest’s uit Rusland afkomstige vrouw was op bezoek in haar geboorteland). Zoals hij later in een brief schreef aan Zeeman, die in Parijs was, had Ehrenfest hem dat die ochtend in bedekte termen gevraagd: “Hij vroeg me me zoo gereed te houden, dat we samen naar L[eiden] konden gaan en ik daar eventueel de nacht doorbrengen. Dat was voorzorg voor zijn kinderen. [...] Om ongeveer half vier vertrok hij per taxi [...] Om 5 uur was het geschied. Hij heeft zeker niet geleden. [...] Ik ben Maandag direct naar Leiden gegaan, heb daar overnacht, en ben Dinsdagavond teruggegaan. De kinderen zijn redelijk goed.”

Behalve op personeelsgebied veranderde er na 1930 ook het een en ander op het gebied van de huisvesting. Op het schiereiland dat wordt begrensd door de Roetersstraat, de Nieuwe Achtergracht, de Nieuwe Prinsengracht en de Plantage Muidergracht werd in de jaren 1934–1935 een nieuw gebouwd laboratoriumcomplex in gebruik genomen. Het bestond uit een aantal aantrekkelijke en statig ogende gebouwen in een Amsterdamse School-achtige bouwstijl. Het is interessant om te zien wie van deze veranderingen al of niet profiteerden.

Degene die misschien wel het meeste voordeel had van de nieuwe faciliteiten was de geoloog H.A. Brouwer. Gebruikmakend van aanbiedingen uit de VS en uit Utrecht wist hij te bereiken dat hij in 1934 in het nieuwe complex op het Roeterseiland een luxueus ingericht instituut kon betrekken. Zijn broer, de beroemde wiskundige L.E.J. Brouwer, was in dit opzicht minder gelukkig: eerst in 1920 en later in 1934 probeerde ook hij aantrekkelijke aanbiedingen uit het buitenland (in dit geval Berlijn en Göttingen, centrum van de Europese wiskunde) te gebruiken om zijn positie te verbeteren. Hij slaagde slechts ten dele. Zijn staf werd weliswaar met twee personen uitgebreid, maar ondanks een aanvankelijke toezegging was er voor huisvesting geen nieuwbouw beschikbaar. In 1934 werden de wiskundigen ondergebracht in een oud schoolgebouw aan de Nieuwe Prinsengracht. Voormalige schoolgebouwen waren overigens kennelijk voor de Gemeente Amsterdam een aantrekkelijke oplossing voor universitaire ruimtenood: ook de natuurkundige practica verhuisden uit het Natuurkundig Laboratorium naar een oude school. Het gebouw stond ook aan de Plantage Muidergracht, maar aan de andere kant van de Roetersstraat.

Een ander die van de nieuwbouw profiteerde, was de organisch scheikundige J.P. Wibaut, die in 1934 ook in een nieuw laboratorium zijn intrek kon nemen. Ook in zijn geval waren er speciale omstandigheden die hij wist uit te buiten: hij deed onderzoek voor de Bataafsche Petroleum Maatschappij en dat leverde hem en de universiteit aanzienlijke fondsen op. Net als in de natuurkunde vinden we bij de scheikunde een combinatie van oud en nieuw. Aan de Nieuwe Prinsengracht stond naast het nieuwe laboratorium nog het oude in 1891 voor de beroemde chemicus J.H. van ’t Hoff gebouwde lab (het karakteristieke gebouw met de torentjes aan de Nieuwe Prinsengracht dat enkele jaren geleden na een brand is gesloopt). Het stond onder leiding van de fysisch-chemicus A. Smits en was zoals het Laboratorium Physica een typisch onderzoekslaboratorium. De chemische practica genoegen nemen met een semi-tijdelijke behuizing in een houten noodgebouw.

De derde die in de nieuwbouw op het Roeterseiland zijn intrek kon nemen was Michels. Gedwongen door ruimtegebrek in het Natuurkundig Laboratorium was hij in 1930 al verhuisd naar een houten noodgebouw dat in 1918 naast de oude school aan de Muidergracht was opgetrokken en dat achtereenvolgens Zeeman en een deel van de practica had gehuisvest. Maar dat was maar tijdelijk. In 1935 kreeg Michels zijn eigen behuizing op het Roeterseiland, naast het Organisch-Chemisch laboratorium. In 1937, tijdens een congres ter gelegenheid van de honderdste geboortedag van Van der Waals, kreeg het gebouw de naam Van der Waals Laboratorium. Inmiddels was Michels uitgegroeid tot de meest succesvolle natuurkundige in Amsterdam, althans als men succes wil afmeten naar beschikbare middelen en omvang van de staf. Hij had zijn banden met het bedrijfsleven aanzienlijk uitgebreid en had ook buiten Nederland goede relaties. Met name de contacten met ICI waren lucratief. Het op deze manier verdiende geld kwam via een speciaal opgerichte stichting, het Boyle fonds, weer ten goede aan het onderzoek.

Zo was in het midden van de jaren dertig het initiatief in het natuurkundig en scheikundig onderzoek voor het grootste deel in handen van praktisch ingestelde geleerden geraakt. Van een samenhangend onderzoeksbeleid was nauwelijks sprake en van de grote reputatie van de Amsterdamse natuurkunde was weinig over. Als we alleen naar de beschikbare ruimte kijken is er stellig sprake van een expansie, maar die was meer kwantitatief dan kwalitatief. Dat alles zal intussen voor de gemiddelde student niet veel hebben uitgemaakt. Voor degenen die handig waren bood de groep van Michels een goed onderkomen na het kandidaatsexamen en de daar opgedane experimentele vaardigheden zullen velen goed van pas zijn gekomen in hun latere loopbaan. Dat gold ook voor de gelukkigen die tot het laboratorium van Zeeman werden toegelaten. Maar voor de meer theoretisch geïnteresseerde studenten was de situatie minder prettig. Aan Van der Waals jr. hadden ze niet veel. Voor de kennismaking met moderne ontwikkelingen waren ze aangewezen op eigen initiatief en het enthousiasme van toevallige assistenten, zoals de al eerder genoemde Rutgers.

Hoe verging het de faculteit verder in de jaren tot het uitbreken van de oorlog? Niet zo goed. In 1935 ging Zeeman met emeritaat, en voor de continuïteit van het onderzoek was het zaak zo snel mogelijk een opvolger te benoemen. Daar werd zelfs door de studenten al in 1935 op gewezen in een brief aan het college van Curatoren. Het tegendeel gebeurde. De door Zeeman naar voren geschoven kandidaat, zijn hoofdassistent T.L. de Bruin, expert op het gebied van de spektroskopie, was niet voor iedereen acceptabel. Bovendien weigerde hij al bij voorbaat de grote prekandidaatscolleges op zich te nemen en dat was nu juist door de andere docenten geeist, omdat zij deze taak op de nieuw te benoemen hoogleraar wilden afschuiven. Een andere complicerende factor was dat Michels aanspraak maakte op een bevordering tot hoogleraar, waartegen de curatoren weer bezwaar maakten. De procedure begon te slepen. Door alle betrokken partijen werd driftig gecorrespondeerd en overlegd. Ook Zeeman, die het onderzoek in gevaar zag komen en goede medewerkers zag vertrekken, deed daar ijverig aan mee. Maar men kon het niet eens worden. Tal van kandidaten passeerden de revue en werden vervolgens afgewezen of lieten het zelf afweten. Pas in 1940 kwamen er twee opvolgers: De Bruin werd lector spektroskopie en de Leidse natuurkundige C.J. Gorter werd hoogleraar en directeur van het Laboratorium Physica. Omdat Gorters interesse niet bij de spectroscopie lag, verdween deze tak van onderzoek, die onder Zeeman altijd de belangrijkste was geweest, naar de tweede plaats. Dat zal Zeeman geen goed hebben gedaan en het feit dat zijn laboratorium ter gelegenheid van zijn 75e verjaardag in 1940 werd omgedoopt tot Zeeman Laboratorium was waarschijnlijk slechts een schrale troost. Het is maar goed dat Zeeman, die in 1943 overleed, niet heeft hoeven meemaken dat zijn protégé De Bruin na de oorlog wegens nazi-sympathieën oneervol ontslag kreeg.

Na de oorlog maakte de Amsterdamse natuurkunde een nieuwe start. De oprichting van de Stichting voor Fundamenteel Onderzoek der Materie (FOM), die het onderzoek landelijk ging coördineren en financieren, gaf ook aan de Amsterdamse faculteit nieuwe impulsen. Ook belangrijk waren internationale samenwerkingsverbanden, onder andere met het laboratorium voor kernfysisch onderzoek CERN in Genève. Zo kwam de Amsterdamse natuurkunde de impasse van de jaren dertig weer te boven.

Last modified: 17 June 2000