Hendrik Lorentz

Hendrik Antoon Lorentz (1853 – 1928) in 1902

1900-1914 : Fysica en Samenleving

Hoe was de fysica er aan toe voor de kwantumrevolutie? En de samenleving? Wat veranderde er dan in de wetenschap en in de samenleving? In beide gebeurden historische veranderingen. Zo opvallend dat het wel lijkt alsof er tussen beide een wisselwerking is.

België speelde een belangrijke rol in de kwantumrevolutie. En wat was deze rol van België dan? Lees het antwoord in deze zaal.

Hendrik Antoon Lorentz was een van de invloedrijkste natuurkundigen van zijn tijd en speelde een sleutelrol in de overgang van de klassieke fysica naar de relativiteits- en kwantumfysica. Wil je meer weten over zijn werk, zijn rol bij de Solvayraden en zijn bijzondere band met Einstein?

Excursie – Over het leven van Hendrik Antoon Lorentz

De Gouden eeuw van de fysica

Op het einde van de 19de eeuw konden de fysici best tevreden zijn. Het was een gouden eeuw geweest van ongeziene vooruitgang voor alle natuurwetenschappen. Ook voor de fysica. De mechanica van Isaac Newton (1642 – 1727) werd vooral dank zij grote vooruitgang in de wis-kunde verfijnd en uitgebreid. Nieuwe domeinen zoals de thermodynamica, de statistische mechanica en het elektromagnetisme werden ontgonnen en kwamen tot bloei. Toepassingen van de fysica veranderden in korte tijd het dagelijks leven van heel wat mensen in de geïndustrialiseerde wereld.

Thermodynamica

In 1769 neemt Schotse ingenieur James Watt (1736 – 1819) een patent op de eerste moderne stoommachine. Een stoommachine zet warmte om in mechanische energie (arbeid) op een voordien onvoorstelbare schaal. Ze zal door tal van toepassingen een uiterst belangrijke rol spelen in de industriële revolutie van de 19de eeuw.

Wetenschappers en ingenieurs doen onderzoek om deze machines zo efficiënt mogelijk te maken. Uit dit onderzoek ontstaat de thermodynamica die het verband tussen warmte, energie en temperatuur bestudeert.

Papír pro časovou osu

Scroll naar rechts ➔

Mijlpalen van de thermodynamica

1824

Sadi Carnot (1796 – 1832)

Warmte stroomt altijd spontaan van warm naar koud en blijft dat doen zolang er een temperatuurverschil blijft bestaan. En nooit omgekeerd, van koud naar warm. In een ‘warmtemachine’ wordt een deel van deze warmte in arbeid omgezet. Deze omzetting kan nooit volledig zijn. Er gaat altijd een hoeveelheid warmte verloren.

1845

James Joule (1818 – 1889)

Bewegingsenergie kan volledig in warmte worden omgezet (door wrijving bijvoorbeeld). Warmte is dus een vorm van energie. En geen bijzonder soort materie zoals men toen dacht.

1847

Hermann von Helmholtz (1821 – 1894)

Wet van behoud van energie: de som van alle vormen van energie is constant.

Dit is de eerste wet van thermodynamica.

1847

Lord Kelvin (1824 – 1907)

Warmte kan nooit volledig in arbeid worden omgezet. Er is altijd een overschot van ‘nutteloze’ (niet omzetbare) warmte-energie.

1865

Rudolf Clausius (1822 – 1888)

Bij elke spontane verandering in een systeem komt warmte vrij, die niet in arbeid wordt omgezet. Dat wist S. Carnot maar R. Clausius zet nog een stap verder door de bevinding van S. Carnot in een wet om te zetten.

Hij voert daarom een nieuwe grootheid in die hij entropie noemt met symbool S. Het woord ‘entropie’ is een samentrekking van ‘energie’ en het oud-Griekse ‘tropè’ dat wending of transformatie betekent. Hij vindt voor het verband tussen de warmte, die niet wordt omgezet in arbeid (dQ) en de verandering in entropie (dS):

dS=dQTdS = \frac{dQ}{T}

T is de temperatuur in kelvin waarbij de warmte vrijkomt.

Bij spontane veranderingen is ΔS > 0

Dit leidt tot de tweede wet van de thermodynamica:

De entropie van een geïsoleerd systeem neemt steeds toe tot een maximum bij thermodynamisch evenwicht dat bereikt wordt wanneer alle componenten van het systeem dezelfde temperatuur hebben.

1865

Hermann von Helmholz

“Deze wet lijkt te betekenen dat ons universum op een onomkeerbare wijze evolueert naar steeds meer nutteloze energie. We gaan uiteindelijk de warmtedood tegemoet. De temperatuur is dan overal dezelfde. De entropie heeft een maximum bereikt. Energie-omzettingen zijn niet meer mogelijk.”

1870

James Clerk Maxwell (1831 – 1879)

De Schot James Clerk Maxwell ontwikkelt in de jaren 1870 de kinetische gastheorie. Deze theorie laat hem toe de waarschijnlijkheid van de snelheid van een gasmolecule te berekenen als functie van de temperatuur.

Hij voorspelt de macroscopische eigenschappen van een grote groep moleculen, zoals een gas, door statistische gemiddelden van de snelheid van de moleculen. Zo is de temperatuur van een gas recht evenredig met het kwadraat van de gemiddelde snelheid van de moleculen.

De kinetische gastheorie van J.C. Maxwell is de eerste aanzet tot de statistische mechanica.

1870

Ludwig Boltzmann (1844 – 1906)

De kinetische gastheorie van J. C. Maxwell brengt de Oostenrijker Ludwig Boltzmann (1844 – 1906) in de jaren 1870 op het idee om entropie op een statistische wijze te definiëren als de maat voor de waarschijnlijkheid om een systeem in een bepaalde ordening van haar samenstellende deeltjes aan te treffen.

Hoe ordelijker die ordening is, hoe kleiner de waarschijnlijkheid dat het systeem gerealiseerd wordt en hoe kleiner de entropie.

De tweede wet van de thermodynamica op microniveau luidt dan: De entropie neemt bij spontane evolutie toe van orde naar wanorde.

L. Boltzmann legde het verband tussen entropie van een systeem en de waarschijnlijkheid van de ordening in dat systeem vast in de formule:

S=klog⁡(W)S = k \log(W)

Dat is de definitie van entropie op microniveau.

Elektromagnetisme

De eerste batterij of zuil van Volta

In 1800 vindt de Italiaan Alessandro Volta (1745 – 1827) de batterij uit. Wetenschappers beschikken nu over een bron die continu elektrische stroom levert. Voor onderzoek naar elektriciteit in het lab is dit veel handiger dan de elektrische stroomstoot door de ontlading van een door wrijving elektrisch geladen voorwerp zoals men vroeger deed.

Men kan nu veel gemakkelijker het verband onderzoeken tussen elektriciteit en magnetisme: daar was men al honderden jaren naar op zoek. Er is immers een gelijkenis tussen de afstoting van gelijknamige magnetische polen en gelijknamige elektrische ladingen.

De Voltabatterij zou het onderzoek naar de relatie tussen beide in een stroomversnelling brengen en tot een heel vruchtbare tak van de fysica leiden.

Papír pro časovou osu

Mijlpalen in het elektromagnetisme

1820

Hans Ørsted (1777 – 1851)

De Deen Hans Ørsted ontdekt dat een magneetnaald afgebogen wordt door een elektrische stroom. Een elektrische stroom creëert een magnetisch veld.

1821

André Marie Ampère (1775 – 1836)

De Fransman André Marie Ampère toont aan dat twee parallelle koperdraden van een elektrisch circuit elkaar aantrekken als de elektrische stromen in dezelfde richting stromen (b), en elkaar afstoten als de stromen in tegengestelde richting stromen (a). Rond elke stroom voerende draad ontstaat een magnetisch veld.

1831

Michael Faraday (1791 – 1867)

De Brit Michael Faraday toont inductie tussen twee spoelen, (A en B) aan. Spoel A is aangesloten op een batterij. Daarrond ontstaat een magnetisch veld. Als spoel A opwaarts of neerwaarts in spoel B bewogen wordt ontstaat er een elektrisch stroom in spoel B die gemeten wordt met de galvanometer G.

1871

J. C. Maxwell (1831 – 1879)

De Schot J. C. Maxwell brengt bovenstaande wetten samen in een wiskundig formalisme. Zijn boek hierover wordt een standaardwerk, vergelijkbaar met de Principia (1687) van Isaac Newton. J. C. Maxwell voorspelt het bestaan van elektromagnetische golven en dat licht een dergelijke golf is.

1888

Henrich Hertz (1857 – 1894)

De Duitser Heinrich Hertz (1857 – 1894) ontdekt elektro-magnetische golven in zijn laboratorium en bevestigt daarmee de theorie en de voorspelling van J. C. Maxwell. Een hoge spanning veroorzaakt een overslaande vonk tussen de twee geleidende bollen (transmitter). Hierdoor ontstaan elektromagnetische golven die worden opgevangen door een antenne (receiver) en er ontstaat tussen beide bollen ook een vonk.

1895

Guglielmo Marconi (1874 – 1937)

De Italiaanse uitvinder en elektrotechnisch ingenieur Guglielmo Marconi (1874 – 1937) brengt in 1895 de ont-dekking van elektromagnetische golven in de praktijk door berichten over lange afstanden te verzenden met behulp van radiosignalen. Hij verricht pionierswerk bij de ontwikkeling van een draadloos radiotelegraafsysteem. In 1909 krijgt hij de Nobelprijs fysica samen met de Duitser Karl Ferdinand Braun (1850 – 1918) “als erkenning voor hun bijdragen aan de ontwikkeling van draadloze telegrafie”. G. Marconi werd er echter van beschuldigd niet minder dan 17 patenten gestolen te hebben van Nikola Tesla (1856 – 1943) die door sommigen als de échte uitvinder van de radiotelegraaf wordt beschouwd.

1900 – Alles is goed zoals het is

Vele fysici dachten eind jaren 1890 dat fysica inderdaad af was. Er waren zoveel nieuwe dingen ontdekt dat het wel gerechtvaardigd kon lijken dat in de puzzel nog maar weinig witte vlekken over bleven.

Zelfgenoegzaamheid in de fysica

“De kans is erg klein dat er nog iets belangrijks gaat ontdekt worden”

Albert Michelson (1852 – 1931) zegt in 1894 dat “kans is erg klein dat er nog iets belangrijks gaat ontdekt worden”. De Amerikaans fysicus, kreeg de Nobelprijs fysica in 1907.

“nog een paar gaten te vullen”

Als Max Planck (1858 – 1947) zich in 1874 aan de universiteit van München aanbiedt om fysica te gaan studeren, geeft Philipp von Jolly (1809 – 1884), professor fysica aan deze universiteit, het advies iets anders te kiezen omdat op dit gebied bijna alles al ontdekt is. Het enige dat nog rest is slechts genoeg om een paar gaten te vullen.

“De fysica is zo goed als af”

In 1900 is Lord Kelvin (1824 – 1907) een autoriteit in de fysica. In een lezing aan de Royal Society in april 1900 beweert hij: “De fysica is zo goed als af. Nog twee kleine problemen moeten worden opgelost” Eén van die kleine problemen zal de fysica op haar grondvesten doen daveren. Een zekere Max Planck zal in december van hetzelfde jaar het begin van een revolutie in de fysica inleiden.

Zelfgenoegzaamheid in de samenleving

Ja, de fysici waren best tevreden met zichzelf. Die zelfgenoegzaamheid was kenmerkend voor de betere kringen waartoe ook de natuurkundigen behoorden. Ze was typerend voor wat men in Engeland en zijn koloniale gebieden de ‘Victoriaanse tijd’ noemt, de regeerperiode van koningin Victoria (1837 – 1901). Die periode werd ook elders in het Westen gekenmerkt door stijfburgerlijkheid met strenge sociale normen, strikte gedragsregels en preutsheid. En de arrogantie van de blanke man, die kolonisatie goed praatte met zijn missie, namelijk “de wilden beschaving bijbrengen”.

Preutsheid

Twee versies van The Meeting in First Class, een schilderij van Abraham Solomon (1823 – 1862) uit 1854. De bovenste versie werd geweigerd omdat de oudere man er slapend werd op afgebeeld. Twee jonge mensen van verschillend geslacht zonder toezicht in een eerste klas treincoupé. Dat kon niet volgens de sociale normen van die tijd. In de tweede versie zit de jonge vrouw ijverig te borduren. De heren converseren.

Arrogantie van de blanke man

De ‘wilden’ beschaving bijbrengen … vanuit de hangmat.

Technologische vooruitgang

In zekere zin kon de westerse heersende klasse omstreeks 1900 ook wel best tevreden zijn. Het was immers een tijd van grote technische vooruitgang en nieuwe uitvindingen: telefoon, fotografie en film, elektriciteit, de eerste kunststof (bakeliet), de eerste auto’s en vliegtuigen. En nog zoveel meer.

Begrafenis van koningin Victoria – Het symbolische begin van een overgangsperiode

Het einde van het Victoriaanse tijdperk markeert een belangrijke overgangsperiode in de Britse geschiedenis en cultuur. Dit tijdperk liep van 1837 tot 1901, tijdens het lange bewind van koningin Victoria. Het wordt gekenmerkt door grote sociale, politieke, economische en technologische veranderingen. Maar de overgang naar de 20ste eeuw bracht nieuwe uitdagingen en perspectieven met zich mee.

Het einde van het Victoriaanse tijdperk kan worden gezien als een overgang van een traditioneel naar een moderner Groot-Brittannië, met een wereld die steeds sneller verandert door industrialisatie en globalisering. Deze periode zette de toon voor de turbulente 20ste eeuw. Gezien de belangrijke economische, militaire en culturele dominantie van wereldmacht Groot Brittannië geldt dit alles ook in meer of mindere mate voor de hele westerse wereld.

1900-1914 : Revolutie in de fysica, onzekerheid alom

Op 14 december 1900, enkele maanden na de lezing van Lord Kelvin (1824 – 1907), hield Max Planck (1858 – 1947), professor fysica aan de universiteit van Berlijn, een lezing voor zijn collega’s over het probleem met licht dat een voorwerp zoals een gloeiende staaf uitzendt. Hij zal, zonder het zelf te weten, een revolutie in de fysica starten.

Het stabiele huis van de fysica begint te wankelen

14 december 1900: Max Planck start onwetend een revolutie

Op 14 december 1900, enkele maanden na de lezing van Lord Kelvin (1824 – 1907), hield Max Planck (1858 – 1947), professor fysica aan de universiteit van Berlijn, een lezing voor zijn collega’s over het probleem met licht dat een voorwerp zoals een gloeiende staaf uitzendt. Ondanks verwoede pogingen slaagde men er niet in de kenmerken van die straling correct te voorspellen met de toen gekende wetten van de natuurkunde.

Planck slaagde daar wel in. Maar hij betaalde er een zware prijs voor. Tot zijn afgrijzen moest hij een hypothese over licht verzinnen die volledig strijdig was met de fysica van die tijd.
Eigenlijk had Planck een revolutie gestart! Maar hij, en niemand van zijn collega’s, besefte dat.
Hij krijgt de Nobelprijs fysica pas in 1918.

1913: Niels Bohr en het rebelse elektron

Niemand had voorzien – ook Lord Kelvin niet – dat het pas in 1897 ontdekte elektron ook niet luisterde naar de algemeen aanvaarde wetten van een elektrisch deeltje. Niels Bohr (1885 – 1962) zou in 1913 een even gewaagde hypothese over de eigenschappen van een elektron in een atoom als die van M. Planck over licht moeten verzinnen om in het lab ontdekte feiten te verklaren. Het elektron luisterde niet!

Nog een slag voor de ‘klassieke’ fysica! Hij krijgt de Nobelprijs fysica in 1922.

Signalen uit de kwantumwereld

Wat was er aan de hand? Duidelijk werd wel dat licht geen ‘klassieke’ golf was en het elektron geen ‘klassiek’ deeltje. Het eeuwenoude onderscheid tussen, golf en deeltje kwam op de helling te staan.

Een ander geloof, namelijk dat de natuur deterministisch is, dat je uit het kennis van het heden de toekomst kan voorspellen, kwam ook onder vuur te liggen.

De contouren van een nieuwe en vreemde wereld daagden op. Maar slechts weinigen erkenden dat.

Zelfs in de wiskunde duikt er verwarring en onzekerheid op

De wiskundige David Hilbert (1862 – 1943) formuleert in 1900 de 23 belangrijkste problemen in de wiskunde.

Eén van die problemen was de grondslagen te vinden voor de gehele wiskunde. Dit wil zeggen een bewijs vinden dat van alle wiskundige uitspraken kan bewezen worden dat ze waar zijn of niet en dat er geen onderling strijdige wiskundige uitspraken uit kunnen afgeleid worden. Veel later, in 1931, toont Kurt Gödel (1906 – 1972) aan dat dit niet mogelijk is: er bestaan stellingen in de wiskunde waarvan niet kan bewezen worden dat ze waar zijn of onwaar.

De koe (W. Kandinsky), 1910

1900-1914 : Kunsten, politiek, samenleving: Alles moet anders

Ook in de kunst, de politiek en de samenleving kan men zich niet meer baseren op “goede oude waarden”, er beweegt veel in de wereld, net zoals dat in de fysica gebeurde.

Ongemakkelijke uitspraken

“De mens is geen baas in eigen huis. Hij wordt gedreven door onbewuste verlangens en driften”

Zenuwarts Sigmund Freud (1856 – 1939) ondergraaft in 1917 het vertrouwen van de mens in zichzelf met deze bewering.

“God is dood! We hebben hem vermoord. We hebben zijn bloed aan onze handen. Wat gaan we nu doen”

De filosoof Friedrich Nietzsche (1844 – 1900) waarschuwt voor de gevolgen van de dood van God.

Kunst op haar kop

De Kus zorgt voor schandaal

Der Zeit ihre Kunst, Der Kunst ihre Freiheit: kunst moet haar tijd weerspiegelen en vrij zijn. Dit citaat staat op het gebouw van de Wiener Secession, een vereniging beeldende kunstenaars, die zich afscheidden van de traditionele kunstenaars. Gedaan met regeltjes en conventies, die de kunst aan banden leggen. Gustav Klimt (1862 – 1918) is één van de bekendste kunstenaars van die vereniging. Der Kuss, is zijn bekendste werk.

Het schilderij De kus van Gustav Klimt verblindde het publiek op het moment dat het voor het eerst werd getoond. Het toont een stel dat elkaar kust, gewikkeld in een gouden mantel waarvan de contrasterende patronen de nieuwe stijl van die tijd weerspiegelen. Het riep heel wat weerstand op omdat G. Klimt schilderde wat toen niet gezien mocht worden: de sensuele verstrengeling van lichamen, de zachte verstrengeling van lippen, erotiek en geheime omhelzingen.

Wie begrijpt de koe?

De Koe (1910) toont de wending van W. Kandinsky naar abstractie. Figuren zweven op de rand van de waarneembaarheid: zo zie je de koe en een persoon, die haar melkt.

Misschien zijn er nog een paar koeien op de achtergrond. Maar de vlekken van de koe zijn goudkleurig als eierdooiers en haar witte rug verdwijnt in de heuvel erachter.

Het schilderij neemt afstand van het realisme: de heuvels en de lucht zijn strepen. Vreemde oranje vlammen flikkeren in de verte op als kaarsen.

De Koe is een voorbeeld van transitie van de uiterlijk waargenomen scène naar de interne visie die deze scène stimuleerde.

Kubisme

In De Gitaarspeler herleidt Pablo Picasso (1881 – 1973) de vorm van de gitarist en de gitaar tot een reeks in elkaar grijpende vlakken en geometrische vormen, die traditionele perspectieven uitdagen.

Het kunstwerk verbeeldt geen realistische weergave van een scène, maar nodigt de kijker uit om de gefragmenteerde vormen te interpreteren en het onderwerp vanuit een abstract oogpunt waar te nemen.

Door middel van deze compositie geeft P. Picasso het object weer vanuit meerdere gezichtspunten tegelijk, wat een kenmerk voor het kubisme.

Ook in de muziek beweegt vanalles

Tot ontzetting van vele muziekliefhebbers van die tijd introduceert Arnold Schönberg (1874 – 1957) in 1908 de atonale muziek.

Meer dan honderd jaar geleden, op 31 maart 1913, vond in de prestigieuze grote zaal van het Musikverein te Wenen een concert plaats met werken van onder andere Arnold Schönberg.

De avond groeide uit tot een van de grootste schandalen uit de muziekgeschiedenis. Wat begon met sleutelgerammel, sarcastisch gelach en voorzichtig boegeroep, eindigde in een regelrechte opstand, inclusief knokpartijen. De oproerpolitie moest ter plaatse komen.

Amper enkele weken later, op 29 mei, vond een vergelijkbaar incident plaats te Parijs waar het ballet Le Sacre du Printemps werd weggehoond. De voorstelling werd geboycot. De critici herdoopten het werk van Igor Stravinsky (1882 – 1971) tot Le Massacre du Tympan: de slachting van het trommelvlies.

Luister naar (volgens sommigen) de slechtste muziek ooit gemaakt…

Politieke onrust

In de 19de eeuw ontstaat de anarchistische beweging als een radicale reactie op sociale ongelijkheid, economische uitbuiting en politieke onderdrukking. Ze streefde naar een samenleving zonder autoriteit, staten of hiërarchische structuren, gebaseerd op samenwerking en solidariteit.

In een extreme vorm leidde dit tot moordaanslagen op de Russische tsaar Alexander II (1881), de Franse president Marie François Sadi Carnot (1894), de Spaanse premier Cánovas del Castillo (1897), de Italiaanse koning I (1900) en tot dynamietcampagnes in grote steden zoals Parijs, Barcelona en Chicago. Deze aanslagen
hadden een grote impact op de politiek. Het was de moordaanslag op de Oostenrijks troonopvolger Frans Ferdinand (Sarajevo, 28 juni 1914) die de aanleiding was van Wereldoorlog I.

Sociale onrust

Zondagsrust verplicht, kinderarbeid verboden

Stakingen en andere acties leiden tot toenemende druk op de overheid om arbeidswetgeving en sociale zekerheid te hervormen. Zo werd de wet op de zondagsrust in België ingevoerd in 1905.

In 1914 werd in België kinderarbeid onder de 14 jaar bij wet verboden. De leerplichtwet van 1914 bepaalde dat kinderen van 6 tot 14 jaar naar school moeten gaan.

“De klok slaat 5 ure!” is hét iconische schilderij over kinderarbeid. Het werk toont een vader die met zijn vermoeide kinderen in het schijnsel van een lantaarn naar de fabriek trekt.
Het schilderij groeide uit tot een symbool van de socialistische strijd tegen kinderarbeid. Achilles De Maertelaer (1882 – 1964) schilderde het werk, olieverf op doek, in 1906 onder zijn pseudoniem Achilles Bentos

Positie van de vrouw

Ook de positie van de vrouw op sociaal, cultureel en politiek gebied onderging, ondanks grote weerstand, aanzienlijke veranderingen die het heersende ideaalbeeld van de vrouw als ‘moeder aan de haard’ onderuit haalden.

De universiteiten van Brussel, Gent en Luik openden in de jaren 1880 hun deuren voor vrouwelijke studenten. Deze ‘femmes savantes’ wekten evenwel grote weerstand op. De publieke opinie geloofde sterk dat dergelijke emancipatie ten koste zou gaan van hun vrouwelijkheid en zou leiden tot onvruchtbaarheid en zedenverwildering.

In 1888 wordt Marie Popelin (1846 – 1913), de eerste Belgische vrouwelijke juriste, aan de balie geweigerd omwille van haar geslacht. De toelating tot hoger onderwijs was duidelijk onvoldoende om de bestaande ongelijkheden weg te werken.

Deze en vele andere discriminaties leidden in het najaar van 1892 en het voorjaar van 1893 tot het ontstaan van de eerste drie feministische vrouwenorganisaties in België.

Het zou een lange strijd worden. Het zou in België nog duren tot 1948 vooraleer stemrecht voor vrouwen een feit werd.

Verwoestingen nav de Eerste Wereldoorlog

1914-1918 – Het einde van een tijdperk

Op 1 augustus 1914 breekt de eerste wereldoorlog uit. Op 4 augustus valt Duitsland België binnen. In de nacht van 25 op 26 augustus 1914 brandt Leuven. Duitse troepen steken de binnenstad in lichterlaaie. Meer dan 200 burgers, mannen, vrouwen en kinderen worden gefusilleerd. De wereld reageert geschokt. De oorlog zal vier jaar duren.

Dankzij allerlei uitvindingen ontstond een heel andere manier van oorlogvoering te land (dynamiet, vlammenwerpers, tanks), in de lucht (vliegtuigen) ter zee (onderzeeërs, dieptebommen, vliegdekschepen) en op vlak van communicatie (radiotelegrafie). Wereldoorlog I was ook een gasoorlog.

In 1915 werd al gebruik gemaakt van het giftige chloorgas. Dit gas had vooral effect op de ademhaling van de slachtoffers. In 1917 werd dan een veel agressiever gifgas door de Duitse chemicus Fritz Haber (1868 – 1934) uitgevonden, namelijk mosterdgas of yperiet (genoemd naar de West-Vlaamse stad Ieper).

F. Haber is ook, samen met Carl Bosch (1874 – 1940), de uitvinder van een proces om kunstmatige stikstofmeststof met stikstofgas uit de lucht te produceren Een uiterst belangrijke uitvinding om de productiviteit van de landbouw te vergroten.
Vroeger frequent voorkomende hongersnoden konden er drastisch door beperkt worden. Hiervoor kreeg F. Haber de Nobelprijs voor scheikunde in 1919. F. Haber is een voorbeeld hoe wetenschap tot goede en slechte toepassingen kan leiden.

Wereldoorlog I was van een ongekende gruwelijkheid. De Europese samenleving zou er voorgoed grondig door veranderen.

De Eerste Wereldoorlog vernietigde niet alleen fysieke infrastructuren, maar ook een wereldorde gebaseerd op aristocratie, kolonialisme en een relatief stabiele Europese dominantie. Nieuwe wereldmachten zoals de Verenigde Staten en Japan werden belangrijke geopolitieke spelers. Het luidde een tijdperk in van onzekerheid, moderniteit en voortdurende geopolitieke spanningen, wat uiteindelijk leidde tot de Tweede Wereldoorlog.

1911 – Topgeleerden komen samen in Brussel

België speelde in de revolutie binnen de fysica een zeer belangrijke rol. Onder impuls van grootindustrieel Ernest Solvay (1838 – 1922) – die schatrijk werd met de productie van soda – werden er vanaf 1911 om de twee jaar in Brussel internationale bijeenkomsten gehouden.

Topgeleerden van die tijd uit heel de wereld werden uit-genodigd om problemen in de fysica te bespreken. Doorheen de raden, vooral tussen 1911 en 1927, zien we de geschiedenis van de kwantumrevolutie zich afspelen. We zullen er regel-matig naar verwijzen.

Solvayraden

1911 – Eerste Solvayraad

De Solvyaraad van 1911 was de eerste internationale conferentie over fysica die georganiseerd werd om een bepaalde problematiek over de fysica te bespreken.
Op de raad van 1911 stonden de kwanta van Max Planck (1858 – 1947) centraal. De discussies waren heftig maar de deelnemers keerden met vele vragen en weinig antwoorden naar huis.

Albert Einstein (1879 – 1955) schrijft over zijn ervaring in 1911 in Brussel: “De oude fysica faalt maar de fysica van de kwanta is nog niet ver genoeg ontwikkeld. Het is ingewikkeld genoeg om een bende duivelse jezuïeten blij te maken”

De Leidse hoogleraar fysica Hendrik Antoon Lorentz (1853 – 1928), Nobelprijs fysica in 1902, was voorzitter van de Solvayraden voor fysica van 1911 tot 1927. Hij dwong bij iedereen respect af door zijn kennis van het vakgebied, zijn talenkennis en in het bijzonder door de kundige manier waarmee hij de soms woelige vergaderingen leidde.

Ernest Solvay (1838 – 1922)

Solvayraden vandaag

Solvayraden worden nog altijd georganiseerd, afwisselend voor fysica en voor chemie (vanaf 1922). In april 2024 werd de eerste Solvayraad voor biologie gehouden in het Flageygebouw in Brussel.

De Raad van 2011, met als thema Theorie van de Kwantumwereld, vierde 100 jaar Solvayraden voor fysica in Brussel. Hij werd voorgezeten door David Grosz, Nobelprijs fysica 2004.

Ter gelegenheid van 100 jaar Solvayraden werd in 2011 in het Paleis der Academiën de tentoonstelling Brainstormen in Brussel georganiseerd. De bezoekers konden op deze tentoonstelling de ont-wikkeling van de kwantumfysica volgen doorheen de Solvayraden van 1911 tot 1930.

Experimenten, die een belangrijke rol speelden in deze ontwikkeling, konden worden uitgevoerd. Bijzonder was ook dat de maatschappelijke en culturele context een belangrijke plaats kreeg. Na Brussel werd de tentoonstelling opgesteld in hogescholen en universiteiten in gans België en in Lille, Frankrijk.

25ste Solvayraad Fysica over de Theorie van de kwantumwereld, 2011.

Documentaire Kwantumrevolutie (2015)

Kwantumrevolutie

In 2015 werd de documentaire film Kwantumrevolutie, regie Vincent Langouche, gelanceerd. Gebaseerd op onderzoek en teksten van Henri Eisendrath en Gaston Moens.

Regisseur: Vincent Langouche
Scenario: Henri Eisendrath, Vincent Langouche, Gaston Moens
Met: Danira Boukhriss, Jorgen D’Hondt, Henri Eisendrath, Gaston Moens

2015 – 1u18 – Gesproken taal: Nederlands, Frans, Engels. Ondertiteling: Frans, Nederlands, Engels.

In 1911 bracht Ernest Solvay op initiatief van Walther Nernst achttien topwetenschappers samen in Brussel om de crisis in de klassieke fysica en de nieuwe kwantumtheorie te bespreken. Wil je meer weten over deze beroemde eerste Solvayraad en de rol van Nernst?

Excursie – De voorbereiding van de Solvayraad 1911

Hendrik Antoon Lorentz en de Solvayraden

Overzicht van de Solvayraden die plaats vonden onder het voorzitterschap van H. A. Lorentz, en van hun impact op de kwantumrevolutie.

Tussen juni 1912 en augustus 1914 ondersteunt het ISIF een 40-tal onderzoeksprojecten. Zes ontvangers van een Solvay-subsidie zien hun werk bekroond door een Nobelprijs: Max von Laue, Charles G. Barkla, James Franck, Gustav Hertz, William L. Bragg, Johannes Stark.

Papír pro časovou osu

Scroll naar rechts ➔

Solvay I (1911)

Stralingstheorie en de kwanta

Henri Poincaré toont in december 1911 dat Max Planck’s kwantumhypothese nodig is; Niels Bohr ontmoet Ernest Rutherford na zijn terugkeer uit Brussel,en wordt op de hoogte gebracht van de discussies die er plaats vonden; Lorentz zorgt ervoor dat het beheer van ISIF wordt toevertrouwd aan een Internationaal Wetenschappelijk Comité: een wereldprimeur in de ondersteuning van wetenschappelijk onderzoek.

Solvay II (1913)

Structuur van de materie

Ernest Rutherford verdedigt zijn atomaire kern-hypothese in aanwezigheid van Joseph J. Thomson; Max von Laue en William L. Bragg rapporteren over de diffractie van X-stralen door kristallen. Dit is de geboorte van X-stralen spectroscopie.

Solvay III (1921)

Atomen en elektronen

Maurice  de Broglie levert, aan de hand van het foto-elektrisch effect van X-stralen, een definitief bewijs van de geldigheid van Niels Bohr’s atoommodel (uitreiking in 1922 van twee Nobelprijzen: aan Albert Einstein voor zijn verklaring van het foto-elektrisch effect, aan N. Bohr voor zijn kwantumtheorie van het atoom).

Solvay IV (1924)

Elektrische geleidbaarheid van metalen

Paul Langevin bespreekt de thesis van Louis de Broglie in aanwezigheid van Erwin  Schrödinger (die uitgenodigd is omwille van zijn kennis op het gebied van “Gasentatrtung” ,(het gedrag van gassen bij ultralage temperatuur).

Solvay V (1927)

Elektronen en fotonen

Drie voorstellen staan centraal in de debatten: de L. Broglie’s “piloot-golf theorie”, de “matrixmechanica” van Heisenberg-Born, E. Schrödinger’s “golf-mechanica”. N.Bohr en A. Einstein voeren in de marge van de Raad hun eerste debat over de status van de kwantummechanica, en de interpretatie ervan.

1900-1914 – Maar waar staan ze nu?

Rond 1900 zijn fysici en de welgestelde middenklasse best tevreden met de stand van zaken in hun wetenschap en in de samenleving. Het was een mooie tijd.

Dan begint het te rommelen. In de samenleving kondigen zich cultureel en sociaal grote veranderingen aan. In de wetenschap, meer in het bijzonder in de fysica, doet men boeiende en tegelijk verontrustende ontdekkingen. Max Planck (1858 – 1947) introduceert in 1900 de kwanta. Pakjes energie! Wat moeten we ons daarbij voorstellen? Niemand ziet het belang ervan in. Ook M. Planck heeft niet het flauwste idee dat hij later de vader van de kwantumfysica zal worden genoemd en zijn lezing op 14 december 1900 de geboorte ervan.

De revolutie is begonnen maar er is niemand die dat beseft.
In 1911 is de situatie helemaal anders. De gezapige zekerheid heeft geplaats gemaakt voor duisternis die ons langs alle kanten omringd. Aldus de voorzitter van de eerste Solvayraad in oktober in 1911.

Wat is er dan in de fysica precies gebeurd in die toch korte periode? Daar hebben we nog niet veel over verteld. Dat gaan we in volgende zalen doen. We gaan stap voor stap, experiment voor experiment, onderzoeken hoe de fysici van die tijd zich meer en meer bewust werden van het feit dat er een heel andere fysica nodig was om de resultaten van hun experimenten te verklaren. En hoe ze die fysica uiteindelijk ook vonden rond 1925. Dan pas kwam de kwantumwereld als een heel nieuwe wereld met heel nieuwe eigenschappen te voorschijn.


Kwantumhuis

Het Kwantumhuis is een project op basis van onderzoek en redactiewerk van Henri Eisendrath en Gaston Moens.
Eindredactie & films Fonk vzw.

Tot stand gekomen dankzij de onontbeerlijke steun van Fonds Kristel Van Ouytsel, onze hoofdsponsor.

In samenwerking met…

© 2026 – Alle rechten voorbehouden. Vrij gebruik voor educatieve doeleinden in klasverband.