Je hebt wat interessants gevonden, maar 'men' haalt de schouders op: het is als de vrijgelatene uit Plato's grot die de werkelijke wereld heeft gezien maar, teruggekomen, op ongeloof of, nog erger, botte onverschilligheid stuit.


Iemand als Ignaz Semmelweis (1846) moet dat gevoel hebben gekend. Hij had de oorzaak van kraamvrouwenkoorts vastgesteld en een doeltreffende bestrijding uitgedacht, namelijk betere hygiëne.
Zijn ervaringen verschenen in 1861 samengevat in een sluitend, statistisch onderbouwd, klinisch betoog, maar 'men' wilde er niet aan. Vleesgeworden arrogantie hier, pure domheid elders, soms ook gewoon onwetendheid. Nog in het begin van de 20e eeuw verloor Max Planck zijn twee dochters, een tweeling, op deze wijze.
Zo ook, vandaag de dag, met het molecularisme als de gegeneraliseerde vorm van de molecuultheorie, beide 'made in Holland'. De molecuultheorie gaat terug op Isaac Beeckman (1588-1637), de bekende privégeleerde uit Middelburg. Hij vatte haar in 1620 samen in zijn wetenschappelijk dagboek. Het verging die molecuultheorie als de atoomtheorie uit de Oudheid: zij werd gegeneraliseerd tot 'Theorie van Alles', tot molecularisme. Mijn wetenschapshistorisch onderzoek heeft dat onomstotelijk aangetoond. 'Men' probeert intussen koste wat kost vast te houden aan verouderde opvattingen en terminologie: atomisme dan wel atomistiek.
Aanvankelijk, in 1986, was er het excuus van de onwetendheid. 'Men' wist eenvoudig niet dat Plancks kwantumfysica gebaseerd was op gedachtegoed uit de klassieke kinetische gastheorie, de bij uitstek moleculaire theorie van Clausius, Maxwell en Boltzmann.
Diezelfde kinetische gastheorie werd door Drude, Lorentz, Thomson en Bohr op de elektronen in een metaal toegepast (elektronengas-theorie). Elektronen bewogen zich door een metaal als de moleculen in een gascontainer, zo meenden zij en ze berekenden eenvoudig de translatiesnelheid van die ladingsdragers: ongeveer honderd kilometer per seconde. Einstein paste haar toe op fotonen (fotonengastheorie, 1905), Perrin op de korrels van suspensies (sedimentatieverdeling als in een luchtkolom, 1908).
Die zo vanzelfsprekende molecuultheorie werd gebruikt als standaardmodel: wat gold voor moleculen – en daar, ook wiskundig, zo succesvol was – moest wel gelden voor al die vergelijkbare 'dingetjes' als kwanta, elektronen, fotonen, korrels, …

Kosmische dimensies
Een eeuw eerder had Laplace de richting gewezen: hij had de aloude molecuultheorie van Beeckman gecombineerd met de anno 1800 nog splinternieuwe leer van de drie aggregatietoestanden (gasvormig, vloeibaar, vast) en nader uitgewerkt. Zijn meest tot de verbeelding sprekende toepassing was de nevelhypothese over het ontstaan van zonnestelsels: het zou gaan om stapsgewijze afkoeling van een roterende gaswolk waarbij eerst, in het midden, condensatie tot een vloeistof plaats vindt, waarna in die vloeistof door bevriezing een vaste kern ontstaat. Zo'n theorie met ultieme kosmische dimensies moest wel waar zijn. Laplace paste haar dan ook toe op vergelijkbare zaken: warmte, licht, elektriciteit, magnetisme en wat niet al.

Eén voorbeeld: warmte. Als je een kubus van massief koper in een warmere omgeving van constante temperatuur brengt, neemt hij warmte op, waarbij de opgenomen warmte zich gelijkmatig over de hele kubus verspreidt. In termen van Laplaces standaardmodel gedraagt die toegevoerde warmte (calorique) zich als een huis-tuin-en-keuken-gas: zoals een 'gas' een kubusvormige ruimte vult, zo vult de 'calorique' die koperen kubus. Wat de 'druk' is bij een 'gas' wordt de 'temperatuur' in geval van 'calorique'. Die 'calorique' bestaat kennelijk uit moleculen, redeneerde Laplace, moleculen die zich gedragen als die van een echt gas, namelijk gehoorzamend aan Newtons afstotingswet voor gassen.

De gewichtloosheid van warmte was natuurlijk een probleem. Die werd als een soort randvoorwaarde opgevat: warmte zou behoren tot de zogenaamde imponderabele (onweegbare) materievormen. Laplace generaliseerde de molecuultheorie dus door haar toe te passen in contexten waar ze niet echt voor de hand lag. Hij maakte al doende de molecuultheorie tot molecularisme. Zo'n generalisatie was eerder voorgekomen, al ging het toen om atomen. Al in de Oudheid werd de atoomtheorie in allerlei verband van toepassing geacht (Democritus, Epicurus, Archimedes): niet alleen voor stoffen, maar ook voor licht, warmte, koude en, zelfs, voor de punten en lijnen uit de wiskunde. Vandaar de term atomisme of atomistiek voor de gegeneraliseerde vorm van die atoomtheorie.

Waar vroeger te pas en te onpas de termen 'atomisme' of 'atomistiek' werden gebruikt, als dooddoener en bijna bewust om pottenkijkers buiten te houden, blijkt het molecularisme juist vitaal inzicht te verschaffen. Dat molecularisme maakt namelijk ogenschijnlijk uiteenlopende ontwikkelingen in de natuurkunde opeens begrijpelijk, namelijk als toepassingen van één en hetzelfde standaardmodel: de molecuultheorie van de drie aggregatietoestanden in het algemeen en van de gasvormige toestand in het bijzonder.

Koningin der natuurwetenschappen
Door jarenlang bronnenonderzoek, verwerkt in twee boeken, is mij duidelijk geworden hoe invloedrijk die molecuultheorie is geweest, in alle natuur- en levenswetenschappen: natuurkunde, scheikunde, biologie, geneeskunde, mineralogie, kristallografie. Hierboven heb ik mij geconcentreerd op de koningin der natuurwetenschappen: de natuurkunde. Veel fysica-historici houden echter vast aan het atomisme.

Gelukkig sta ik er niet helemaal alleen voor. Ivor Grattan-Guinness (London), auteur van het formidabele werk Convolutions in French mathematics, 1800-1840 [..] (1990), was wat Laplace betreft tot dezelfde conclusie gekomen. Dat het niet tot de natuurkunde beperkt blijft, toonden Harmke Kamminga en Soraya de Chadarevian (Cambridge) en hun team: zij belichtten de ontwikkelingen in de levenswetenschappen van de 20e eeuw in het boek Molecularizing biology and medicine [..] (1998).
Mijn overige vakgenoten beginnen inmiddels bij te draaien: Helge Kragh gunt het molecularisme al enige ruimte, Robert Locqueneux doet alsof hij nooit zonder heeft gewerkt. Pierre Laszlo, een eng-chemisch chemie-historicus, zit nog in de ontkenningsfase: hem heb ik in 2005 de oren moeten wassen ten overstaan van de US-History of Science Society.

De filosofen blijken helaas nog eng-denkender: zij zwijgen de nieuwe opvatting gewoon helemaal dood. Wat hen betreft is er sinds de 17e eeuw niet veel veranderd: toen begrepen ze al weinig van Descartes' adembenemende optica, meteorologie en analytische meetkunde.

Henk Kubbinga
Wetenschapshistoricus, EPS-History of Physics Group, Rijksuniversiteit Groningen.

Bron: De molecularisering van het wereldbeeld (deel 1 en 2, 2003 en 2005)