Men zou denken, dat Newton, toen hij zijn werk bekend maakte,
dadelijk van alle zijden met instemming en bewondering begroet werd.
Maar dat was niet het geval. Alleen onder zijn eigen landgenooten
vond zijn "nieuwe filosofie" aanhang, en hier werd hij weldra
geprezen en geëerd als een sieraad van zijn land; maar in het
overige Europa bleef zij nog bijna een halve eeuw lang onopgemerkt.
Men kende zijn theorie wel, maar begreep haar groote beteekenis
niet. De groote natuuronderzoekers op het vasteland waardeerden wel
de scherpzinnige berekeningen en gevolgtrekkingen van Newton, en
twijfelden er ook niet aan dat zij goed en juist waren. Maar zijn
geheele manier van denken, het grondkarakter van zijn werk, was hun
ongewoon en vreemd. Christiaan Huygens schreef in een aanhangsel,
dat hij aan zijn geschrift "Over de oorzaak van de zwaarte"
toevoegde: "Ik had ook niet zoozeer aan die regelmatige afname van
de zwaarte gedacht, namelijk, dat zij omgekeerd evenredig is met het
vierkant van den afstand; dat is een nieuwe en hoogst merkwaardige
eigenschap van de zwaarte, waarvan de oorzaak op te sporen zeer de
moeite waard is..." Deze uiting toont duidelijk, dat voor hem door
de ontdekking van Newton _de oorzaak van de planetenbeweging ook
niet in 't minst verklaard werd_.
Hier blijkt, hoe Newton's theorie bij haar verschijnen een algemeene
denkwijze aantrof, die voor haar begrip hoogst ongunstig was. De
natuuronderzoekers, die toen de wijsgeeren meteen waren, trachtten
in de eerste plaats de wereld, de natuur uit haar grondprincipes te
begrijpen. Daarvoor was wel de ervaring een onontbeerlijk
hulpmiddel, maar volgens de "rationalistische" opvatting was het
toch vooral de taak der menschelijke rede, deze principes te vinden.
Naar de denkbeelden van den beroemden natuurfilosoof _Descartes_,
die in de 2de helft van de 17de eeuw in Frankrijk, het geestelijke
centrum van het vasteland, algemeen aangehangen werden, was het
heelal gevuld met een zeer dunne vloeistof, die om de zon draaide en
de planeten in cirkelbanen om de zon meesleepte. Deze opvatting,
waaruit Huygens dan nog nader een verklaring van de aardsche zwaarte
wist af te leiden, gaf voor de beweging der planeten een dadelijk
voor iedereen begrijpelijke verklaring. Iedereen had wel eens
gezien, hoe schepen door stroomend water, bladeren door den wind
meegevoerd werden; de waterdeeltjes drukken tegen het schip, de
luchtdeeltjes tegen de bladeren, en zoo duwen ook de bewegende
deeltjes van den wervelenden wereldaether de planeten voort. Wat bij
Newton als gevolg van de aantrekkingskracht optreedt, is dus een
uitwerking van dezen druk; Newtons's ontdekking over de afname van
de aantrekking met den afstand was belangrijk, om nader uitsluitsel
over dien druk en die wereldvloeistof te krijgen, maar meer ook
niet. En Newton's opvatting, dat alle kleinste stofdeeltjes, ook die
diep in het binnenste der aarde zitten, elkaar aantrekken, lijkt
Huygens geheel absurd toe, want hij "gelooft duidelijk te zien, dat
de oorzaak van zulk een aantrekking in het geheel niet verklaarbaar
is door eenig principe der mechanika of door de wetten der
beweging." Hij kan ook niet gelooven, dat Newton de zwaarte voor een
grondeigenschap der materie wil verklaren: "Iets anders is het,
wanneer wij de gravitatie als een innerlijke (inherente) eigenschap
van de stoffelijke materie zouden beschouwen. Maar ik geloof niet,
dat Newton dit wil, daar toch een dergelijke onderstelling ons ver
van de wiskundige en mechanische principes zou verwijderen." En nog
duidelijker drukte zich Leibniz in een brief aan Huygens uit: "Het
schijnt, dat de zwaarte volgens hem (Newton) niets dan een zeker
onstoffelijk en onverklaarbaar vermogen (vertu) is, terwijl gij haar
daarentegen zeer goed door de wetten der mechanika verklaart."
Een geheel andere geestesrichting dan dit rationalisme heerschte in
Engeland. In dit land, dat door den bloei van zijn handel
langzamerhand aan de spits der ekonomische ontwikkeling kwam te
staan en meer dan andere landen een onbegrensde toekomst voor zich
zag, was de geest der menschen bovenal op de praktijk, op de
werkelijkheid gericht. Hier heerschte filosofisch de van alle
abstrakte bespiegeling afkeerige empiristische richting. De
Engelschen lieten zich door geen spekulatief systeem verhinderen de
praktijk tot leidster van hun filosofische denkwijze te maken, en
zoo werden zij tot baanbrekers van een nieuwe wetenschappelijke
beschouwingswijze. Zij konden met de theorie van Newton praktisch
werken; zij konden daarmee de banen der hemellichamen juist en
nauwkeurig berekenen, en dat bewees haar waarheid. Aan de geleerden
op het vasteland gaf Newton's leer geen antwoord op de vragen, die
hen bezighielden; want wanneer wij weten, volgens welke wet de
aantrekking van de zon of de aarde werkt, zijn wij nog even ver van
het inzicht verwijderd, waar deze kracht vandaan komt en wat
eigenlijk haar wezen is. Daarentegen werden de Engelsche geleerden
door zulke zorgen niet gekweld. "De oorzaak van deze eigenschappen
der aantrekkingskracht" schreef Newton aan het slot van zijn werk,
"kon ik echter niet uit de verschijnselen afleiden, en hypothesen
verzin ik niet. Want een hypothese is dat, wat uit de verschijnselen
niet kan gevonden worden; en hypothesen, hetzij metaphysische of
physische, hetzij met behulp van verborgen eigenschappen of
mechanische, behooren in de proefondervindelijke wijsbegeerte niet
te huis."
Dat ten slotte de filosofische hindernissen in andere landen
overwonnen werden, lag niet enkel aan de overtuigingskracht, die van
de juistheid der op Newton's theorie berustende berekeningen
uitging. Er kwam bij, dat in de l8de eeuw in Frankrijk met de
opkomende oppositie en kritiek der politieke en maatschappelijke
toestanden een geestestoestand ontstond, die Engeland bewonderde en
tot voorbeeld nam en de Engelsche empiristische denkwijze in zich
opnam. Voltaire maakte zijn landgenooten met de nieuwe Engelsche
filosofie bekend, die nu een veel gunstiger bodem vond. Een reeks
van schitterende wiskundigen bouwden voort op Newton's werk, en
berekenden volgens zijn aantrekkingswet de beweging van de planeten
en de maan met steeds grooter nauwkeurigheid; toen zonken de oude
wervelkringen, die tot zoo iets niet in staat waren, in de
vergetelheid weg. En toen in het laatst van die eeuw Laplace het
geheele zonnestelsel als een groot mechanisme, een machine
beschreef, waar alle bewegingen tot in de kleinste bijzonderheden
berekend werden als een puur wiskundig vraagstuk, toen was de triomf
van Newton's theorie volkomen.
En nu trad ook een volkomen ommekeer in de gronddenkbeelden voor den
dag. Terwijl Newton zelf, blijkens zijn boven aangehaalde woorden,
over de "oorzaak" van de aantrekkingswet gesproken had als iets,
waarover men alleen vermoedens kon opperen, die in de strenge
wetenschap niet thuis behoorden, vond men nu zulk een oorzaak niet
meer noodig; als een verschijnsel tot een uit de verte werkende
aantrekkingskracht teruggebracht was, achtte men het volkomen
verklaard en alle raadsels opgelost. Het doel der wetenschap, met
name der mechanika, was nu, alle verschijnselen en bewegingen uit de
krachten te verklaren, die ze bewerken. Een aantrekkingskracht, die
van uit de verte door een leege ruimte heen op de lichamen werkte,
scheen aan de geleerden in het begin der 19de eeuw zoo eenvoudig,
begrijpelijk en natuurlijk toe, dat zij ook andere verschijnselen,
b.v. de elektrische en magnetische werkingen door zulke van verre
werkende krachten zochten te verklaren. En toen Gruithuisen, een
door allerlei zonderlinge ideeën bekende Beiersche professor, eens
verklaarde, dat aantrekking van verre een onding was en dat een
aantrekkende kracht zonder verbindende touwen of stangen niet
denkbaar was, moest hij zich wegens dit gebrek aan begrip menige
spotternij laten welgevallen.
En toch had hij niet zoo heelemaal ongelijk; mettertijd lieten zich
steeds meer stemmen hooren, die er op wezen, dat het woord "kracht"
toch eigenlijk niets is dan een woord, dat juist van pas komt, als
men iets niet weet te verklaren. Wanneer wij de oorzaak van het
vallen van de steenen "zwaartekracht" noemen, weten wij er dan iets
meer van dan te voren? Neen, het verschijnsel, dat een steen vanzelf
naar de aarde valt, is er even geheimzinnig door gebleven. En
wanneer wij met Newton de oorzaak van de planetenbeweging in een
aantrekkingskracht zoeken, die dezelfde natuur heeft als de aardsche
zwaartekracht, geven wij ons dan niet aan het zelfbedrog over, dat
wij iets onbekends meenen te kunnen verklaren door iets, dat even
onbekend is? Hadden dus, welbeschouwd, Leibniz en Huygens niet
gelijk, toen zij vroegen, wat de wet van Newton hen nu eigenlijk in
het begrijpen van de wereld verder gebracht had?
De tegenstrijdigheid tusschen zulke twijfelingen en de zekerheid,
die wij desondanks gevoelen, dat wij in Newton's aantrekkingswet
toch een verklaring van de hemelsche bewegingen bezitten, wordt
opgelost door het inzicht, wat eigenlijk wetenschappelijk verklaren
beteekent. In de laatste halve eeuw is dit inzicht in de kennisleer
zooveel helderder geworden, dat nu voor geheimzinnigheid en mystiek
in de leer der wetenschap geen plaats meer is.
Wetenschap doet niets anders, dan systeem en orde in de menschelijke
ervaring brengen. De verwarrende veelheid der verschijnselen kan in
onze hersens geen plaats vinden; daarom vatten wij datgene, wat
telkens en overal terugkomt, het algemeene, het gemeenschappelijke
in een groep van verschijnselen theoretisch in een begrip samen. "De
wetenschap," aldus Mach, "heeft de ekonomische taak, ervaringen te
sparen en de feiten met het kleinst mogelijke gebruik van gedachten
weer te geven." "Het is de taak der mechanika," had Kirchhoff reeds
vroeger gezegd, "om de bewegingen in de natuur zoo eenvoudig en
volledig mogelijk te beschrijven." "De menschelijke geest," aldus
Dietzgen, "is het orgaan van het algemeene; het wetenschappelijke
oorzaakbegrip wil niets anders, dan het algemeene der verschijnselen
uitdrukken." Zoo is in het begrip "zwaartekracht" het
gemeenschappelijke samengevat van alle verschijnselen van vallende
of voortgeworpen steenen, weggeschoten kogels, van een drijvende
kurk en een opstijgenden luchtballon, een schommelenden slinger, van
neervallenden regen, van golven op zee en stroomende rivieren. Al
deze verschijnselen verschillen door de bijzondere omstandigheden en
de verschillende eigenschappen der stoffen; wat hun echter gemeen
is, wordt door het begrip en de wet van de zwaartekracht
weergegeven. Wij behoeven nu niet meer elk bijzonder geval van een
weggeworpen steen of een vallend lichaam te onthouden en evenmin al
deze verschillende soorten van verschijnselen; in de "zwaartekracht"
hebben wij ze alle als het ware in een korte formule samengevat;
door de theorie, de wet der zwaartekracht weten wij precies wat in
elk dergelijk geval van een beweging op aarde gebeurt.
Het is zinloos, daarbij nog naar een verborgen "wezen" der kracht te
vragen. Wat alleen werkelijk voorhanden is, is de totaliteit van
alle verschijnselen. _Een zwaartekracht als iets aparts bestaat
alleen in ons hoofd, als begrip, en nergens anders_. De vraag naar
het wezen der zwaartekracht is de vraag naar het wezen van alle
abstrakte begrippen, en het antwoord luidt, dat zij het algemeene
uit de konkrete verschijnselen uitdrukken. Maar daarmee is niet
gezegd, dat er verder niets te vragen overblijft. Het begrip
"zwaartekracht" is uit een bepaalde groep van verschijnselen
gevormd; daarnaast bestaan tallooze andere verschijnselen -- bv. het
kaatsen van biljartballen, het op- en ondergaan van de zon, bliksem
en donder, het lichtgeven van een kaars -- die er niets mee te maken
hebben. Gelukt het nu echter een samenhang met zulke verschijnselen
te vinden, dus in deze veel grootere groep van verschijnselen iets
gemeenschappelijks te vinden, dat dan nog algemeener is dan de
zwaartekracht, zoodat de zwaartekracht als bijzonder geval, als
uitvloeisel van dit nog algemeenere begrip optreedt, dan wordt de
ekonomie van het denken nog hooger opgevoerd, de beschrijving van de
wereld nog eenvoudiger gemaakt, ons inzicht in de wereld grooter en
volkomener, onze wetenschap rijker en geslotener.
Het mooiste voorbeeld van zulk een vervolmaking der wetenschap is nu
juist de theorie van Newton; en omgekeerd toont ons deze exkursie op
het terrein der kennisleer, waarin de groote beteekenis van de leer
van Newton ligt, die wij tot dusver slechts instinktief voelden.
Vóór den tijd van Newton waren de bewegingen op aarde en de
bewegingen in de wereldruimte twee geheel verschillende groepen van
verschijnselen, die niets met elkaar te maken hadden. De eerste
groep werd door Galilei's wetten der zwaartekracht, de tweede groep
door Kepler's wetten der planetenbeweging samengevat. Newton
vereenigde ze tot één geheel, door de planetenbeweging tot een
algemeene aantrekkingskracht terug te brengen, waarvan de aardsche
zwaartekracht slechts een bijzonder geval is. Meer nog: niet alleen
de wetten van Kepler zelf, maar ook de afwijkingen van die wetten
werden door zijn theorie weergegeven. De onregelmatigheden in de
maanbeweging, de getijden in de oceanen, de zwakke aantrekking door
aardsche gewichtblokken, de gedaante van het aardoppervlak, de
verandering van den sterrenhemel door den teruggang der
nachteveningen -- al deze verschijnselen werden in het begrip
"aantrekkingskracht" samengevat en door een eenvoudige wet
uitgedrukt. Doordat zij gelijksoortig blijken te zijn met de ons van
ouds bekende valverschijnselen op aarde, verliezen zij voor ons al
wat er vreemd, onbekend en geheimzinnig aan was. _In een paar
eenvoudige stellingen wordt een onafzienbaar gebied van de meest
verschillende verschijnselen, op aarde en aan den hemel, in verleden
en toekomst, eenvoudig en volledig beschreven, in orde en systeem
gebracht_. Daarin ligt de buitengewone belangrijkheid van Newton's
ontdekking.
Wanneer dus naar een verdere verklaring van het wezen of de oorzaak
der aantrekkingskracht gevraagd wordt, komt dat meestal neer op een
gebrek aan inzicht in het wezen van alle wetenschappelijke
verklaring. In de 19de eeuw zijn een groot aantal "verklaringen" van
de aantrekkingskracht uitgedacht, waarbij deze kracht nu eens uit
het stooten van rondvliegende kleine deeltjes, dan weer uit de
drukking van een de wereldruimte vullende vloeistof afgeleid werd.
Voorzoover die verklaringen van de grondgedachte uitgaan, dat druk
en stoot iets zonder meer natuurlijks en begrijpelijks, aantrekking
iets vreemds en onbegrijpelijks is, berusten zij op een misvatting.
Omgekeerd zijn er natuurkundigen geweest, die de verschijnselen van
botsing en vloeistofdruk uit de werkingen van kleine stofdeeltjes
afleidden, die elkaar niet onmiddellijk aanraken maar van op een
afstand aantrekken of afstooten. Voor het eene is evenveel te zeggen
als voor het andere, in zooverre daarbij druk, stoot en aantrekking,
die ons alle uit het dagelijksch leven bekend zijn, met elkaar in
samenhang worden gebracht. Wanneer het gelukte, door samenvatting
van de aantrekkingskracht en die andere groepen van verschijnselen
een eenvoudiger beeld van dit geheele gebied te krijgen, dan zou men
inderdaad van een "verklaring" van de aantrekkingskracht mogen
spreken. Maar bij al deze theorieën zijn zooveel gekunstelde
onderstellingen noodig, dat zij geen van alle aan dien eisch
voldoen; een vereenvoudiging van ons wereldbeeld hebben zij niet
gegeven.
Huygens had iets dergelijks gewild; maar voor hem lag de zaak nog
eenigszins anders. Dat hij de aardsche zwaarte uit de wervelkringen
zocht te verklaren, die de planeten rondsleepten, lag voor hem
hierom zoo voor de hand, omdat hij uit geheel andere verschijnselen
de overtuiging gekregen had, dat de wereldruimte niet ledig maar met
een of andere stof, _een wereldaether_ gevuld moest zijn. Naar de
door hem opgestelde _theorie van het licht_ brengen de heete,
lichtgevende voorwerpen dezen aether in fijne snelle trillingen, die
zich dan als golvingen naar alle kanten met de bekende reusachtige
snelheid van bijna 300000 KM. per sekonde uitbreiden en in ons oog
treden. Newton had daartegenover de theorie opgesteld, dat het licht
uit kleine deeltjes bestaat, die door de gloeiende voorwerpen
weggeslingerd worden en met groote vaart door de ledige wereldruimte
vliegen; en deze theorie vond in de 18de eeuw den meesten aanhang.
In het begin van de 19de eeuw werden echter lichtverschijnselen
ontdekt en nader onderzocht, die alleen uit golvingen en trillingen
te verklaren waren; hier bleek Huygens dus gelijk te hebben gehad.
En aan deze lichttheorie van Huygens knoopte in de 19de eeuw een
nieuwe richting der wetenschap aan.
De stoot voor dezen ommekeer in de gronddenkbeelden der natuurkunde
kwam weer uit Engeland. Terwijl Duitsche professoren de aantrekking
uit de verte omgekeerd evenredig met het vierkant van den afstand
tot filosofisch principe der natuur proklameerden, en haar tot
verklaring der elektrische verschijnselen gebruikten, kwam een
Engelsch onderzoeker, de apothekersbediende _Michael Faraday_, door
zich enkel door de proefnemingen zelf te laten leiden, tot geheel
andere opvattingen. Zijn geestesoog zag tusschen de elektrisch
geladen lichamen en stroomgeleiders een onzichtbare middenstof, die
gespannen, gedrukt, getrokken en gedraaid werd en daardoor de
bewegingen veroorzaakte, die zich aan ons als elektrische afstooting
en aantrekking vertoonen. Zijn denkbeelden stonden zoo geheel vreemd
tegenover de heerschende theoretische opvattingen, dat zij eerst
veel later eenigermate begrepen werden, toen Maxwell ze in
wiskundigen vorm uitdrukte. Toen vonden zij in de tweede helft der
19de eeuw, tegen de remmende macht der ingewortelde traditie, steeds
meer bijval, eerst in Engeland, daarna op het vasteland. Want zij
had op de oude theorieën dit voor, dat zij uit de wetten der
elektriciteit tegelijk alle verschijnselen van het licht wist te
verklaren, en aldus twee tot nog toe geheel gescheiden groepen van
verschijnselen tot één theorie terugbracht. Die alom tegenwoordige
substantie van Faraday, die door haar spanning en beweging de
elektrische en magnetische verschijnselen bewerkt, is niets anders
dan de wereldaether, dien Huygens voor de verklaring van het licht
had aangenomen. De juistheid van de theorie van Maxwell, waarvan de
draadlooze telegrafie een direkte toepassing is, wordt thans door
iedereen erkend.
Het lag nu voor de hand om te beproeven, of ook de algemeene
aantrekkingskracht niet evengoed als de elektrische krachten met
behulp van deze overal aanwezige middenstof, den wereldaether,
verklaard kon warden. Deze pogingen zijn echter niet gelukt; en het
is naderhand gebleken, dat op deze wijze het probleem te beperkt
gesteld was. Voor de wetenschap komt het er niet op aan, een
antwoord juist in de richting te vinden, die men verwacht; haar doel
wordt bereikt door de aantrekkingskracht op een of andere wijze in
samenhang met de andere natuurverschijnselen te brengen, en zoo tot
een dieper inzicht in haar wezen, tot een grootere eenheid in de
natuurleer te komen. En in dezen zin is juist in de laatste jaren
een belangrijke schrede op den weg der "verklaring" van de
gravitatie gedaan.
Wij hebben in onze beschouwingen over beweging en rust uiteengezet,
dat het onmogelijk is om in de wereldruimte van absolute beweging of
rust te spreken. Alle lichamen bewegen zich ten opzichte van elkaar,
en alleen deze relatieve bewegingen kunnen wij leeren kennen. Wij
mogen voor het gemak, om de verschijnselen eenvoudig uit te drukken,
nu eens de aarde, dan weer de zon als rustend aannemen; maar weten
doen wij het niet. Of liever, er is in het geheel niet over te
spreken, of een of ander punt in rust is, daar dit een zinledig
woord is. Dit was de grondslag van de ontwikkeling der mechanika in
de 17de eeuw. Maar gaat dat alles nu nog wel op? De natuurkunde van
de 19de eeuw leert, dat de geheele wereldruimte gevuld is met den
wereldaether, het voertuig der lichtverschijnselen. Het ligt nu voor
de hand om alle bewegingen ten opzichte van dezen aether te
beschouwen; en dan kan men wel van absolute beweging en rust
spreken. In absolute rust is de wereldaether en elk ding, dat zich
ten opzichte van den wereldaether niet beweegt.
Het was nu van belang om de beweging van de aarde in absoluten zin,
dus t.o.v. den wereldaether te vinden. De aether doordringt alle
stoffen, vult de tusschenruimte tusschen alle atomen, en wanneer dus
de lichamen, waarmee wij werken, en hun atomen met groote snelheid
(b.v. van 27 KM per sekonde, de snelheid van de aarde in haar baan)
door den aether heen vliegen, moet dat in bepaalde optische en
elektrische verschijnselen voor den dag komen. Men heeft deze
proeven herhaaldelijk gedaan, maar de verwachte verschijnselen
bleven uit. Van een invloed der snelle beweging van de aarde t.o.v.
den aether was niets te bespeuren. Op alle vragen, die men haar
omtrent onze absolute beweging stelde, bleef de natuur stom. Het was
alsof ze zeide: uw vragen zijn zinloos. Men heeft allerlei
onderstellingen gemaakt om het uitblijven van de verwachte
verschijnselen te verklaren, tot _Albert Einstein_ in 1906 in zijn
_relativiteitstheorie_ het principe formuleerde, volgens hetwelk dit
uitblijven natuurlijk en vanzelfsprekend was. _Niet alleen de
hemelsche bewegingen, maar ook alle natuurkundige verschijnselen,
die wij waarnemen, vinden zóó plaats, dat daarbij van geen absolute
maar alleen van relatieve bewegingen sprake is_. Wij mogen in de
wereld als rustend of bewegend aannemen, wat wij willen: alle wetten
en verschijnselen moeten er dezelfde om blijven. Het is alsof er in
het geheel geen wereldaether is, en vele natuurkundigen, ook
Einstein zelf, laten de onderstelling dat er een wereldaether
bestaat, als een soort stoffelijke substantie, die alle werkingen in
de ruimte voortplant, geheel vervallen. Daarvoor in plaats treedt
dan echter het feit, dat de snelheid van het licht een bepalende rol
in alle bewegingsverschijnselen speelt; want alle kennis, die een
waarnemer van de gebeurtenissen in de wereld heeft, en die hij in
wetten uitdrukt, wordt hem naar zijn rustend of beweeglijk gedachte
standplaats overgebracht door voortplanting van lichtverschijnselen.
De lichtsnelheid is de bovenste grens van alle mogelijke bewegingen.
Niet alleen is het onmogelijk en zelfs ondenkbaar, dat ooit een
voorwerp deze snelheid overtreft of zelfs bereikt, maar elke
werkelijke beweging voelt ook het bestaan van die grens als het ware
als een soort druk van boven, die haar wijzigt, zij het ook in een
zoo geringe mate, als zij gering is in verhouding tot de
lichtsnelheid.
Nu verschijnt de algemeene aantrekkingskracht ook in een nieuw
licht. Zij is onder alle natuurkrachten een zeer bijzondere, of nog
juister gezegd: alle andere (b.v. de elektrische) krachten zijn
bijzonder en hangen van bijzondere toestanden af; maar de gravitatie
is algemeen en wordt bepaald door dezelfde massa, die in alle
bewegingen een rol speelt. Het is zelfs de vraag of men haar wel een
aparte kracht mag noemen. Want men kan haar door wijziging van onze
onderstellingen omtrent rust en beweging geheel laten verdwijnen.
Wij hebben bij onze beschouwingen over de middelpuntvliedende kracht
al gezien, hoe een bewegingstoestand zich als kracht kan openbaren.
Was de aarde steeds met een ondoorzichtige wolkenlaag bedekt, zoodat
de menschen nooit iets van de sterren hadden bemerkt, dus ook nooit
op het idee van een aswenteling waren gekomen, dan zouden zij uit
nauwkeurige waarnemingen gevonden hebben, dat de aantrekkingskracht
op een bepaalde manier van de plaats op aarde afhangt, en zoo hadden
ze alle bekende feiten evengoed weergegeven als wij door onze leer
van de aswenteling doen. Een ander voorbeeld kunnen wij vinden in
het projektiel, dat Jules Verne naar de maan liet schieten; de
menschen daar binnen in konden niets van zwaarte ondervinden, omdat
zij met alle voorwerpen om hen heen even snel als het projektiel
zelf naar de aarde toe vielen (d.w.z. hun vaart naar boven in
dezelfde mate vertraagden). In al hun bewegingen t.o.v. elkaar en de
wanden was de zwaartekracht afwezig, opgeheven door hun
gemeenschappelijke beweging. Wij kunnen ons nu in plaats van dit
projectiel een kamer, duizenden malen grooter voorstellen, met
dezelfde beweging; dan kunnen wij alle bewegingen en verschijnselen
daar binnen t.o.v. de kamer voorstellen, alsof deze in rust is. Daar
gelden alle wetten van de mechanika en de natuurkunde; er is geen
aantrekkingskracht, alles is gewichtloos en heeft enkel massa, alle
bewegingen vinden eenparig plaats, en een kogel, die er horizontaal
doorheen vliegt, loopt volkomen rechtlijnig. Beschouwen wij echter
alles t.o.v. de vaste aarde beneden, dan gelden ook nu nog dezelfde
natuurwetten alle, maar nu zijn de bewegingen naar beneden versneld,
de kogel beschrijft een gekromde baan, de voorwerpen oefenen een
druk naar beneden uit, en wij zeggen, dat er een aantrekkingskracht
werkt.
Nu zou men kunnen opmerken, dat de laatste manier van beschouwen dan
toch de meer natuurlijke en juiste is, terwijl de eerste alleen maar
een oogenblik als gefantaseerd geval gedacht wordt. Maar volgens het
beginsel van de relativiteit zijn beide manieren van opvatting even
goed en even juist; men kan alleen dit onderscheid maken, dat de een
voor ons praktischer en doelmatiger kan zijn dan de andere, omdat ze
eenvoudiger formules geeft of ruimer gebieden omvat. Maar daaraan,
wat voor ons doelmatig is, kan de natuur zich niet storen; zij mag
niet van onze willekeur afhankelijk zijn, en de natuurwetten moeten
in beide gevallen op dezelfde manier gelden. De natuurwetten mogen
dus nooit zóó geformuleerd worden, dat er een onderstelling in ligt
omtrent rust of absolute beweging; want dan zijn ze zeker niet
precies goed. Nu zijn uit de waarnemingsgegevens dikwijls eenvoudige
natuurwetten afgeleid, waarvan nu blijkt, dat ze niet aan dezen
eisch voldoen van onveranderd te blijven gelden, wat wij ook over
onze beweging of rust willen aannemen. Zij moeten dus eenigszins
gewijzigd worden, maar daar dit maar uiterst weinig is -- omdat de
snelheden ten opzichte van de lichtsnelheid uiterst klein zijn --
zal het verschil in de praktijk meestal absoluut onmerkbaar zijn.
Ook de eenvoudige aantrekkingswet, die Newton had afgeleid, kan nu
niet meer precies goed zijn; de gravitatie moet nog op zeer
ingewikkelde wijze van de snelheden af hangen. Bij zijn berekeningen
bleek het in 1915 aan Einstein, dat de wijzigingen, die daardoor in
de planetenbeweging ontstaan, zoo klein zijn, dat zij voor onze
beste waarnemingen geheel onmerkbaar blijven -- met één
uitzondering: de groote as van de Mercuriusbaan moet door dezen
invloed 43 sekonden per eeuw van richting veranderen. Nu was echter
juist (zie blz. 275) het eenige punt, waarin de waarnemingen en de
berekening volgens de wet van Newton niet overeenstemden, dat de
groote as van de Mercurius-baan per eeuw 43 seconden te veel
draaide. Zonder dat dus eenige verdere onderstelling noodig was, gaf
de relativiteitstheorie ineens een ongezochte verklaring van het
eenige feit in de planetenbeweging, dat door de zuivere wet van
Newton niet verklaard kon worden. Dit was een triomf van de nieuwe
theorie, die bewees, dat het door Einstein vooropgestelde
relativiteitsbeginsel geen theoretische fantasie was, maar in de
werkelijkheid van de natuur wortelt.
In het voorbeeld van Jules Verne's projektiel bleek, dat de
verschijnselen daar binnenin op twee manieren beschouwd en verklaard
konden worden: de eene plaats vindende in een ruimte zonder
gravitatie, de andere in een ruimte met gravitatie. Deze beide
manieren van beschouwing verschillen alleen, doordat de ruimten in
beide gevallen op een bepaalde manier ten opzichte van elkaar
bewegen; de gravitatie is dus geheel gelijkwaardig met betrekkingen
tusschen de eene ruimte en de andere, die niets met lichamen, maar
alleen met meetkundige eigenschappen van de ruimte en met tijd te
maken hebben. De gravitatie is niet een bijzondere kracht, die op
een lichaam werkt, dat zich ergens in de ruimte bevindt; zij is een
eigenschap van die ruimte zelf; zij is als het ware een verandering,
een vervorming van de meetkundige eigenschappen van de ruimte (en
daarbij ingesloten de tijd) waarin zij werkt, en dit maakt, dat de
beweging van de lichamen daarin niet meer eenparig rechtlijnig kan
zijn. Een eeuw geleden hadden Laplace en Poisson de gravitatie ook
al, in plaats van als kracht tusschen twee lichamen, opgevat als een
grootheid, die op elk punt van de ruimte een bepaalde waarde heeft,
bepaald door de naaste (ledige of met stof gevulde) omgeving, en die
zich dus van plaats tot plaats voortplanten moet; deze grootheid
bepaalt, wat er met de beweging van een lichaam gebeurt, dat zich in
dat punt bevindt. Wat voor hen een wiskundige grootheid was geweest,
alleen ten dienste van de berekeningen, heeft nu echter een dieperen
zin gekregen. Want de relativiteitstheorie, die de gravitatie tot
een meetkundige eigenschap van de ruimte maakt, brengt vanzelf mee,
dat alle natuurkundige verschijnselen in deze ruimte daarvan den
invloed ondervinden, d.w.z. naar het ons voorkomt, onderworpen zijn
aan de aantrekkingskracht. Evenals een voortgeschoten kogel loopt
ook een horizontale lichtstraal door onze bovenonderstelde
projektielkamer rechtlijnig voort. Maar dan moet ten opzichte van de
aarde deze lichtstraal evengoed als de kogel een gebogen baan
beschrijven. Een lichtstraal -- dat volgt dus uit het
relativiteitsbeginsel -- is aan de zwaarte onderworpen en gedraagt
zich als een voorwerp, dat met een snelheid van 300000 K.M. per
sekonde voortvliegt. Ook deze gevolgtrekking heeft men op de proef
kunnen stellen. Een lichtstraal, die van een ster achter de zon komt
en langs haar rand strijkt, zal door de aantrekking van de zon 1 3/4
sekonde van haar richting worden afgebogen; de fotografieën, die bij
de totale zoneklips van 29 Mei 1919 werden opgenomen, hebben deze
voorspelling geheel bevestigd.
Zoo heeft de leer van de gravitatie in de 20ste eeuw een grooten
sprong voorwaarts gedaan -- de grootste vooruitgang sinds Newton --
maar in geheel andere richting dan in de 19e eeuw verwacht werd. Men
had gehoopt, de aantrekkingskracht uit haar isolement te kunnen
bevrijden door haar terug te brengen tot denzelfden wereldaether,
die de natuurkunde als drager van alle elektrische verschijnselen en
van de voortplanting van het licht had opgesteld. Maar de samenhang
van deze verschillende gebieden is omgekeerd tot stand gebracht door
alle natuurkundige verschijnselen aan de gravitatie te onderwerpen.
En deze gravitatie zelf staat onaantastbaarder en geheimzinniger
voor ons door haar identiteit met de meest fundamenteele meetkundige
eigenschappen van ruimte en tijd. Men had gehoopt, de hypothesen,
die Newton niet had willen verzinnen, en die de aantrekking uit
bekende en begrijpelijke inwerkingen van lichamen op elkaar moest
verklaren, te kunnen vinden door tot de grondgedachte van Huygens
terug te keeren, in modernen, hooger ontwikkelden vorm, door den
toestand op elk punt van de ruimte aan een overal tegenwoordige
substantie met bepaalde eigenschappen toe te schrijven. Maar op het
voetspoor van Newton maakt Einstein de ruimte weer ledig, vraagt
niet hoe men zich de werkingen moet voorstellen, doch beperkt zich
tot het opstellen van formules, waarmee de verschijnselen juist
berekend kunnen worden. Als men dan let op de fundamenteele
beteekenis van de lichtsnelheid, waarmee zich de werkingen door de
wereldruimte voortplanten, dan is het duidelijk, dat deze
onderzoekingen van Einstein de ontwikkeling van de leer der
gravitatie tot een steeds grootere eenheid in het wetenschappelijk
natuurbeeld niet afgesloten, maar haar veeleer nieuwe banen geopend
hebben.
[Illustratie: Kaart van den Dierenriem (Noordelijke Helft)]
[Illustratie: Kaart van den Dierenriem (Zuidelijke Helft)]
[Transcriber's Notes:
De volgende zetfouten zijn gecorrigeerd:
[zich van het Noorwesten] ->
[zich van het Noordwesten]
[de kracht der zonnestaling] ->
[de kracht der zonnestraling]
[Zuiden haar grootste hoogste.] ->
[Zuiden haar grootste hoogte.]
[het middenpunt van dien cirkel] ->
[het middelpunt van dien cirkel]
[precies 365 dagen 6 uur] ->
[precies 365 dagen en 6 uur]
[als flauwe rinpeling zien] ->
[als flauwe rimpeling zien]
[knnnen blijven] ->
[kunnen blijven]
[de volmaakste lichaamsvorm] ->
[de volmaaktste lichaamsvorm]
[de volmaakste figuur] ->
[de volmaaktste figuur]
[gedeeltijk in de oudheid] ->
[gedeeltelijk in de oudheid]
[in orde wes gebracht] ->
[in orde was gebracht]
[die ten Zuidcn] ->
[die ten Zuiden]
[plaatsen op het Noordeljjk] ->
[plaatsen op het Noordelijk]
[over hnn ware] ->
[over hun ware]
[wij ook blz. 181] ->
[wij ook op blz. 181]
[dle het vallen] ->
[die het vallen]
[goed kunnen beprijpen.] ->
[goed kunnen begrijpen.]
[rond geslingerd werdt] ->
[rond geslingerd werd]
[bij punten spreken] ->
[van punten spreken]
[zoo grooten triumf] ->
[zoo grooten triomf]
[Hei is nu gemakkelijk] ->
[Het is nu gemakkelijk]
[duizende schepen] ->
[duizenden schepen]
[nauwlijks hooger dan] ->
[nauwelijks hooger dan]
[zooals de figunr aangeeft] ->
[zooals de figuur aangeeft]
[19e eeuw] / [19de eeuw]: beide schrijfwijzen komen meerdere
keren voor, maar de laatste het meest (ook voor andere eeuwen)
Dit is niet gecorrigeerd.
[sekonden] / [seconden] / [sekunden]: deze drie schrijfwijzen
komen allen meerdere keren voor. De eerste twee zijn reguliere
Nederlandse schrijfwijzen, de derde is dat niet: waarschijnlijk
is dit een onvertaald Duits woord. Dit is niet gecorrigeerd.
De papieren versie gebruikt voornamelijk gespatieerde tekst
en vetgedrukte tekst om fragmenten te benadrukken. Deze opmaak
is in de HTML-versie overgenomen maar kan toch op
tekst-fragmenten doorzocht worden alsof er van spatiëring geen
sprake is. De 'platte tekst'-versie simuleert met [~] de
vetgedrukte en met [_] de gespatieerde fragmenten.
Als u de spatiëring in de HTML-versie niet prettig vindt lezen,
kunt u dit eenvoudig aanpassen door de CSS-tag [expand_spacing]
in het <style>-gedeelte een andere opmaak te geven.
In de HTML-versie staan paginanummers: onderaan de pagina's.
Ze zijn wel zichtbaar, maar niet op te zoeken of te selecteren.
Dat geldt ook voor afbreekstreepjes die soms aan het einde van een
pagina voor komen. Het voordeel daarvan is dat de lezer kan zoeken
op tekstfragmenten zonder zich zorgen te hoeven maken over daarin
aanwezige paginanummers en afbreekstreepjes.
]