Relativeitstheorie

Naar  INHOUD Vertaling  
Naar  INHOUD  Uitleg  
Naar  Contact  Stel een vraag       
Naar  Centrale Hal

Toelichtend Voorwoord: Een survivaltocht voor de geest

In 1905 publiceerde Albert Einstein[1] op zesentwintig jarige leeftijd in het Duitse natuurkundige tijdschrift Annalen der Physik onder de titel  “Zur Elektrodynamik bewegter Körper” zijn baanbrekende theorie die nu bekend staat als  “de speciale relativiteitstheorie” .

Het oude Europa was in die tijd het toonaangevende werelddeel op het gebied van cultuur en wetenschap en Duitsland was voor de wetenschap het absolute middelpunt. Nederland schuurde graag aan tegen het grote buurland. Op de middelbare school werd veel aandacht aan de Duitse taal besteed  zodat het niet nodig was een Nederlandse vertaling van het artikel te verzorgen. Wie het wilde lezen, kon het lezen. Dit gevoegd bij de algemene opvatting dat in de gehele wereld hooguit een tiental mensen de relativiteitstheorie zouden (kunnen) begrijpen, heeft er uiteindelijk toe geleid dat praktisch niemand zich in het oorspronkelijke artikel heeft verdiept.

Nu, honderd jaar later, terwijl Duitsland zijn vooraanstaande positie heeft verkwanseld en het Hollandse opportunisme zich op de Verenigde Staten heeft gericht,  is bijna niemand nog bij machte het artikel in het Duits te lezen, terwijl toch, naar mijn opvatting, elke middelbare scholier die het exacte vakkenpakket heeft gekozen, deze theorie kan volgen. Dat zo weinigen zich in het oorspronkelijke artikel kunnen verdiepen, is des te meer  jammer omdat het artikel beslist geen onbegrijpelijk technisch, maar eerder een filosofisch verhaal is waarin de essentie van de natuurkunde voor de leergierige medemens op een niet te evenaren wijze aan de orde komt.

Verder mag ik toch wel stellen dat het artikel van Einstein  voor de westerse cultuur van minstens zo groot belang is als het schilderij de “Nachtwacht” van Rembrandt van Rhijn. We zouden het onbegrijpelijk vinden indien we het schilderij nooit te zien zouden krijgen en ons tevreden zouden moeten stellen met de beschrijving en de uitleg van het schilderij door kunsthistorici, die het schilderij ook nooit gezien hebben, terwijl het schilderij zelf verborgen bleef in de kelders van het Rijksmuseum in Amsterdam. Dat is wat er met de cultuurschat van Einstein gebeurt: de originele gedachtegang wordt aan het publiek onthouden, terwijl we van alle kanten worden bestookt door lieden die zijn theorie wel even zullen verklaren met behulp van een populair-wetenschappelijk boek. 

Deze boeken lijden aan een onderschatting van de lezer:

er wordt geen beroep op u gedaan uw hersens te pijnigen, wat echt nodig is om de theorie te begrijpen. De schrijvers gaan er van uit dat u daartoe te zwak begaafd bent!

er wordt bijna uitsluitend gebruik gemaakt van voorbeelden waar Einstein zelf al mee kwam, er wordt weinig toegevoegd om de theorie te verduidelijken, en de hele kosmos wordt erbij gehaald om het spannend te houden. 

Dergelijke boeken verbreden de kloof tussen jou en de wetenschap, het enige waar je mee blijft zitten is een droevig makend, machteloos gevoel van bewondering voor de wetenschap, een mythische wereld waar jij nooit deel van zal uitmaken. 

Dat gevoel bekroop mij meer dan eens bij het lezen van een populair werk over de relativiteitstheorie: het is prachtig, maar ik begrijp er niets van. Tot ik voor het eerst het boekje van Einstein zelf “Über die spezielle und algemeine Relativitätstheorie” [2] las dat hij heeft geschreven om de theorie voor de talloze belangstellenden aanschouwelijk te maken. Ik merkte dat de “meester” een veel betere uitleg gaf dan zijn “profeten”. Toen ik vervolgens één van de oorspronkelijke artikelen te pakken kreeg en doornam, merkte ik dat het artikel niet alleen uitgebreid de wetenschappelijke noodzaak voor de nieuwe theorie duidelijk maakt, maar ook op een, volgens mij,  meeslepende wijze de juistheid van de theorie laat zien. Met een minimum aan formules en een maximale mogelijkheid om mee te denken, is het een geweldige ervaring om je er doorheen te werken. Het lezen en bestuderen van dit artikel maakt voor een deel ook duidelijk waar de hedendaagse natuurkunde mee bezig is en het is misschien wel het laatste natuurkundige artikel van groot belang dat met middelbare schoolkennis (en een heleboel doorzettingsvermogen) kan worden begrepen.

Het heeft mij verrast om te ontdekken dat de relativiteitstheorie niet een verklaring geeft voor een nieuw waargenomen natuurkundig verschijnsel, maar er juist op vooruitloopt. De theorie is “slechts” een verbeterde beschrijving van wat al bekend was, maar met verstrekkende gevolgen!  Einstein kon daarmee achteloos een aantal nog niet bekende verschijnselen voorspellen!

Met dit artikel uit 1905 werd de “speciale relativiteitstheorie” geboren, een  theorie die je bewust maakt dat “ruimte en tijd” niet een passief en star decor vormen waartegen de natuurkunde zich afspeelt, maar dat ze ook zelf door de fysische omstandigheden kunnen veranderen.

Het “speciale” zit er in dat de theorie zich beperkt tot bewegingen waarvan de snelheid constant is. Versnellende en rondtollende bewegingen vallen er buiten. Beperkt of niet, de theorie voorspelt, met name voor zeer snel bewegende voorwerpen, fascinerende effecten.

Als we andere bewegingen zouden toestaan, komen we uit op de “algemene relativiteitstheorie”.  Daar wagen we ons nu nog niet aan. We nemen   wel het artikel mee (ook uit 1905)  waarin Einstein de beroemde formule  E  =  mc2   bewijst! 

Van de  “zware tocht” en het uiteindelijke “geluk” dat verbonden is aan het “begrijpen van Einstein”  wil ik je deelgenoot maken. Bereid je er op voor: we gaan op avontuur! Ik zal je bij de hand nemen – als je daar geen bezwaar tegen heeft – om samen het in het Nederlands vertaalde artikel te lezen en te begrijpen.

Het zal niet altijd makkelijk zijn. Wanhoop niet te snel, een tweede keer doorlezen van een moeilijke passage of soms een derde keer brengt je er wel doorheen. Ik zal geduldig blijven uitleggen en je behoeden voor uitglijders. Veel gestelde vragen vind je in de rubriek “Veel gestelde vragen”. Nieuwe vragen kunnen daar ook worden gesteld. Wekelijks neem ik de vragen door om ze te beantwoorden. 

Enkele symbolen uit het oorspronkelijke artikel zijn vervangen door de huidige gebruikelijke, zoals voor de lichtsnelheid een c (Einstein gebruikte een V), en vaktechnische woorden zijn zoveel mogelijk in eenvoudige, maar niet voor tweeërlei uitleg vatbare Nederlandse woorden vertaald (Bijvoorbeeld: Körper wordt voorwerp en niet het in de natuurkunde gangbare “lichaam”).

Houd potlood en papier in de buurt, want af en toe (eigenlijk: heel vaak) moeten we iets narekenen. Dit laatste is erg belangrijk. Het ondersteunt de structuur van het verhaal. Het gaat niet om onbegrijpelijke berekeningen, meer een soort vingeroefeningen die heel zorgvuldig moeten worden uitgevoerd. Het is mijn overtuiging dat het artikel niet kan worden begrepen zonder bepaalde passages door te rekenen. 

Ben je zo ver? We vertrekken voor een uitdagende reis vol hindernissen. Een survival voor de geest. Ik ben hierin uw gids. Alle voorzorgsmaatregelen zijn genomen. Er kan niets misgaan.

Groet je vrienden. Ze hoeven zich niet ongerust te maken. Je gaat ver van huis, ver van de televisie en de radio. Je zult veel moeten afzien, het is een uitdaging, maar je komt terug, gelouterd en getekend als een wijzer mens.

Kom mee! Deze kant op. Naar de  Inleiding  die Einstein gaf bij zijn artikel of naar de Uitleg Inleiding 

Terug


[1] Albert Einstein . Geboren op 14 maart 1879 in Ulm in Duitsland. Overleden op 18 april 1955 in Princeton in de Verenigde Staten.

[2] In vertaling uitgegeven bij Het Spectrum onder de kleurloze titel “Mijn Theorie”.