De naald achter het oog van Newton

In 1665 woedde de builenpest in Londen en omstreken. Iedereen met een greintje verstand ontvluchtte de stad, dus ook Isaac Newton, die zich terugtrok in het ouderlijke huis te Woolsthorpe in het noordoosten van Engeland. Daar werkte hij rustig verder aan onder meer zijn lichttheorie, niet alleen op papier maar ook middels allerlei experimenten.

Om te kijken of kleur een illusie was die door het oog werd opgewekt, nam Newton een botte houten naald en duwde die zo ver mogelijk tussen zijn oogbal en jukbeen door, om vervolgens onder diverse omstandigheden wat heen en weer te wrikken. Het leverde allerlei effecten op, die hem tot de conclusie brachten dat het oog niet veel anders was dan een lens. Daartoe sneed hij ook nog wat dierenogen in stukjes.

Dit is niet het experiment dat George Johnson, gelauwerd wetenschapsjournalist van de New York Times, aanvoert als een van de mooiste ooit in ‘The ten most beautiful experiments’. Dat volgde pas daarna. Toen hij ervan overtuigd was geraakt dat licht en kleur werkelijk fysische verschijnselen waren, maakte Newton een gaatje in het luik van zijn werkkamer, zodat er een klein, cirkelvormig straaltje licht doorheen viel. Leidde hij die lichtbundel door een prisma, dan verscheen een langwerpig spectrum op de muur.

Newton concludeerde dat het prisma het licht op de een of andere manier uiteenrafelde. Voegde hij nog een prisma toe, dan bleek de uiteengerafelde bundel weer samengebald te worden tot wit licht. Isoleerde je een enkele kleur uit het spectrum, dan hield het die kleur ongeacht wat je ermee uithaalde. Het was een enorme doorbraak. Kleur was niet een vervuiling van het licht of een illusie van het oog, maar een inherente eigenschap van licht. Een voorwerp had kleur omdat het zonlicht op een bepaalde manier reflecteerde.

George Johnson vertelt het verhaal van Newtons lichtexperiment met een opvallende lichtvoetigheid. Hij doet ook geen enkele poging om de wetenschappelijke achtergrond van zijn tien fraaiste experimenten diepgaand uit te leggen . slechts net genoeg om het experiment duidelijk te maken. Ook de hoofdpersonen worden summier geïntroduceerd. Alles draait om het experiment of de reeks experimenten zelf. Het aardige is dat die experimenten in de meeste boeken maar summier behandeld worden, omdat de nadruk ligt op de resultaten ervan.

Zo weten mensen van Ivan Pavlovs experimenten met honden, die reageren op een belletje als ze geconditioneerd zijn dat dit eten betekent, weinig meer dan dat. Maar hoe wist Pavlov dat zijn honden gingen watertanden? Nou, hij opereerde ze, waarbij hij de speekselbuizen verlegde naar een glazen buisje dat hij in het kaakbeen van de hond vastschroefde (netjes onder verdoving . Pavlov ging zachtzinniger met zijn honden om dan veel Russische ziekenhuizen indertijd met hun patiënten).

Pavlovs conditioneringsexperimenten brachten de honden overigens veel meer bij dan enkel en alleen kwijlen bij een belletje. Hij leerde ze ook vier steeds hogere tonen te associëren met eten en vier steeds lagere met niks. Vervolgens keek hij welk effect de andere tweeëntwintig combinaties van de vier tonen opleverden. De honden bleken de combinaties in twee groepen op te delen, afhankelijk of de tonen in meerderheid omhoog of omlaag liepen.

Naast Newton en Pavlov behandelt Johnson ook Galilei, Harvey, Lavoisier, Galvini, Faraday, Joule, Michelson en Millikan. De lezer is geneigd de experimenten in de loop der eeuwen ingenieuzer te vinden, maar dat is natuurlijk een misverstand. Het apparaat dat Millikan bedacht om het gewicht van een elektron te bepalen bouw je, anders dan de hellingbaan van Galilei, niet thuis na, maar afgezet tegen de kennis van de tijd zijn ze allemaal even slim bedacht. Het wordt allemaal vlotjes verteld door Johnson. Een aangenaam leesboek, maar verwacht niet teveel diepgang.

@01 infoblokje:George Johnson, ‘The ten most beautiful experiments’. Bodley Head, pp. 192, 19 euro.

In 1665 woedde de builenpest in Londen en omstreken. Iedereen met een greintje verstand ontvluchtte de stad, dus ook Isaac Newton, die zich terugtrok in het ouderlijke huis te Woolsthorpe in het noordoosten van Engeland. Daar werkte hij rustig verder aan onder meer zijn lichttheorie, niet alleen op papier maar ook middels allerlei experimenten.

Om te kijken of kleur een illusie was die door het oog werd opgewekt, nam Newton een botte houten naald en duwde die zo ver mogelijk tussen zijn oogbal en jukbeen door, om vervolgens onder diverse omstandigheden wat heen en weer te wrikken. Het leverde allerlei effecten op, die hem tot de conclusie brachten dat het oog niet veel anders was dan een lens. Daartoe sneed hij ook nog wat dierenogen in stukjes.

Dit is niet het experiment dat George Johnson, gelauwerd wetenschapsjournalist van de New York Times, aanvoert als een van de mooiste ooit in ‘The ten most beautiful experiments’. Dat volgde pas daarna. Toen hij ervan overtuigd was geraakt dat licht en kleur werkelijk fysische verschijnselen waren, maakte Newton een gaatje in het luik van zijn werkkamer, zodat er een klein, cirkelvormig straaltje licht doorheen viel. Leidde hij die lichtbundel door een prisma, dan verscheen een langwerpig spectrum op de muur.

Newton concludeerde dat het prisma het licht op de een of andere manier uiteenrafelde. Voegde hij nog een prisma toe, dan bleek de uiteengerafelde bundel weer samengebald te worden tot wit licht. Isoleerde je een enkele kleur uit het spectrum, dan hield het die kleur ongeacht wat je ermee uithaalde. Het was een enorme doorbraak. Kleur was niet een vervuiling van het licht of een illusie van het oog, maar een inherente eigenschap van licht. Een voorwerp had kleur omdat het zonlicht op een bepaalde manier reflecteerde.

George Johnson vertelt het verhaal van Newtons lichtexperiment met een opvallende lichtvoetigheid. Hij doet ook geen enkele poging om de wetenschappelijke achtergrond van zijn tien fraaiste experimenten diepgaand uit te leggen . slechts net genoeg om het experiment duidelijk te maken. Ook de hoofdpersonen worden summier geïntroduceerd. Alles draait om het experiment of de reeks experimenten zelf. Het aardige is dat die experimenten in de meeste boeken maar summier behandeld worden, omdat de nadruk ligt op de resultaten ervan.

Zo weten mensen van Ivan Pavlovs experimenten met honden, die reageren op een belletje als ze geconditioneerd zijn dat dit eten betekent, weinig meer dan dat. Maar hoe wist Pavlov dat zijn honden gingen watertanden? Nou, hij opereerde ze, waarbij hij de speekselbuizen verlegde naar een glazen buisje dat hij in het kaakbeen van de hond vastschroefde (netjes onder verdoving . Pavlov ging zachtzinniger met zijn honden om dan veel Russische ziekenhuizen indertijd met hun patiënten).

Pavlovs conditioneringsexperimenten brachten de honden overigens veel meer bij dan enkel en alleen kwijlen bij een belletje. Hij leerde ze ook vier steeds hogere tonen te associëren met eten en vier steeds lagere met niks. Vervolgens keek hij welk effect de andere tweeëntwintig combinaties van de vier tonen opleverden. De honden bleken de combinaties in twee groepen op te delen, afhankelijk of de tonen in meerderheid omhoog of omlaag liepen.

Naast Newton en Pavlov behandelt Johnson ook Galilei, Harvey, Lavoisier, Galvini, Faraday, Joule, Michelson en Millikan. De lezer is geneigd de experimenten in de loop der eeuwen ingenieuzer te vinden, maar dat is natuurlijk een misverstand. Het apparaat dat Millikan bedacht om het gewicht van een elektron te bepalen bouw je, anders dan de hellingbaan van Galilei, niet thuis na, maar afgezet tegen de kennis van de tijd zijn ze allemaal even slim bedacht. Het wordt allemaal vlotjes verteld door Johnson. Een aangenaam leesboek, maar verwacht niet teveel diepgang.

@01 infoblokje:George Johnson, ‘The ten most beautiful experiments’. Bodley Head, pp. 192, 19 euro.