NRC Handelsblad 27-12-1988 — De kernfysicus Abraham Pais schreef ‘Subtle is the Lord’, de schitterende biografie over Albert Einstein. “Om de schoonheid van Einsteins relativiteitstheorie in te zien moet je wel een beetje vooropleiding hebben genoten. Dan begrijp je pas hoe vreselijk mooi het is dat al die verschijnselen in een kleine formule passen.”
***
De mooiste foto van Albert Einstein die ik ken staat afgedrukt in ‘Pais’ Subtle is the Lord’. Op 28 februari 1931 staat Albert bij de Grand Canyon geposeerd met een Indianentooi op zijn hoofd, naast Elsa, temidden van de autochtone Roodhuiden. Hij draagt een vredespijp in de hand. Een droefgeestige Winnetou beroert de trommel.
Die Indianentooi! Die verschilt in vrijwel niets van zijn echte haardos, zoals afgebeeld op de foto daaronder, genomen in 1939. Even hoog als de witte Indianenveren torenen zijn grijze wilde lokken de ruimte in. Even verdwaasd-vriendelijk staan zijn ogen, even vaag is de grijns onder zijn snor. Deze foto’s bewonder ik, evenals het hele boek trouwens, dat een prachtig beeld geeft van de meest legendarische fysicus die ooit heeft bestaan. Wat heerlijk om zoiets geschreven te hebben.
Eindhoven
et gerucht dat Abraham Pais een nieuwe biografie aan het schrijven is – over Niels Bohr dit keer – is hem naar Nederland vooruitgesneld. Pais spreekt in Eindhoven aan de Technische Universiteit, op een morgen dat een sterk gevoel voor Algemene Relativiteit onontbeerlijk is om het draagbare van ons klimaat in te zien. echte haardos, zoals afgebeeld op de foto daaronder, genomen in 1939. Even hoog als de witte Indianenveren torenen zijn grijze wilde lokken de ruimte in. Even verdwaasd-vriendelijk staan zijn ogen, even vaag is de grijns onder zijn snor. Deze foto’s bewonder ik, evenals het hele boek trouwens, dat een prachtig beeld geeft van de meest legendarische fysicus die ooit heeft bestaan. Wat heerlijk om zoiets geschreven te hebben.
De zaal zit vol met moderne fysici, badend in neonlicht. Terwijl ik wacht op de aanvang van ‘Niels Bohr, reflections’, herinner ik mij contrastrijk de vergeelde foto’s in het Kamerlingh Onnes Laboratorium in Leiden, aan de muur van onze collegezaal, waarop Lorentz ergens aan het begin van deze eeuw stijfjes geposeerd staat met mannen als Heisenberg, Einstein en Schrödinger. Eikenhouten kabinetten vol glazen apparaten flankeren de heren. Er waren in totaal enkele tientallen fysici op de hele wereld, die elkaar wel allemaal kenden maar elkaar niet allemaal begrepen. Ze droegen geen Indianentooi, maar morsige pakken met vesten. De quantummechanica stond in de steigers, de klassieke mechanica was nog niet afgezworen. De greep van de vorige eeuw was aan het verslappen.
Pais komt op. Hij leest voor uit eigen werk-in-voorbereiding: “Ik ontmoette Bohr in 1946, in Kopenhagen. Enkele maanden na die kennismaking vroeg Bohr of ik met hem wilde samenwerken. Ik was opgetogen! De volgende morgen ging ik naar Carlsberg. Het eerste dat Bohr tegen mij zei is dat het alleen zin had om samen te werken als ik goed begreep dat hij, Bohr, een dilettant was. Ik keek hem beleefd lachend doch ongelovig aan, maar hij meende het serieus. Hij legde me uit dat hij elk probleem telkens weer opnieuw met een volstrekte onwetendheid te lijf ging. Het is wellicht goed te zeggen dat Bohr’s kracht voornamelijk lag in zijn formidabele intuïtie en inzicht, veel meer dan in zijn kennis.
“Ik dacht hieraan, toen ik later in Princeton bij een colloquium naast hem zat. Het onderwerp was ‘Nucleaire isomeren‘. Bohr zat op zijn stoel te draaien, en werd steeds opgewondener naarmate de spreker voortging. Hij zat maar te fluisteren dat het allemaal verkeerd was hetgeen gezegd werd. Uiteindelijk kon hij zich niet meer inhouden en wilde een opmerking maken. Hij stond half op, opende zijn mond, maar ging meteen weer zitten en vroeg mij met een verwilderde blik in zijn ogen: ‘Wat voor de donder is eigenlijk een isomeer?!’”
Zeer goed verkocht
Een paar dagen later ontmoet ik Abraham Pais in Amsterdam, in een statig huis aan een gracht, en wij spreken aanvankelijk over aardse zaken. Pais vertelt niet zonder tevredenheid dat ‘Subtle…’ goed is verkocht en nog steeds goed verkoopt. “Het is in negen talen verschenen, en nu komt hij ook in het Russisch. Ik werd net door mijn uitgever opgebeld dat in Rusland de eerste oplaag al zodanig is overtekend dat ze in plaats van de voorgenomen tienduizend maar meteen vijftigduizend exemplaren gaan drukken. Dat is voor zo’n boek zeer veel.”
Hij legt uit dat niet alleen vakmensen het lezen. “Maar ook advocaten, kerkelijke mensen. Ik krijg brieven uit alle rangen en standen.”
— En uw tweede boek, ‘Inward Bound’?
“Dat is iets technischer, verkoopt ook goed, maar minder dan Einstein. Dit boek gaat over laatste eeuw moderne natuurkunde. Het wordt hoop ik over honderd jaar nog gelezen – dat geeft een grote bevrediging.’
–U hebt Einstein en Bohr allebei goed gekend, in Amerika. Wie was u het liefst?
“Ik zou Einstein kiezen vanwege zijn totale oeuvre, en ik zou Bohr kiezen wegens zijn menselijkheid, zijn persoonlijkheid. Bohr was een vaderfiguur, hij was ook echt als mijn tweede vader. Ik ben door hem opgevangen, na de oorlog, toen ik in 1946 in Kopenhagen kwam aanzetten. Einstein was geen vaderfiguur, voor niemand.”
— Hij was ook geen echtgenoot-figuur.
“Nee, dat was hij zeker niet. Hij was zelfs twee keer een slechte echtgenoot, zei hij zelf.
“De biografie van Bohr wordt dan ook anders van opzet. Bohr was een groot man, maar hij was zo anders dan Einstein. Hij was veelzijdiger in zijn activiteiten: een belangrijk wetenschapsman, de stichter van een nieuw instituut, de leider van generaties fysici, zijn eigen bestuurder, zijn eigen fondsenwerver. Hij was ook geïnteresseerd in scheikunde, was betrokken bij de politieke aspecten van de atoombom, stond aan de wieg van het Deense atoom- energielaboratorium en van het CERN in Geneve. Hij was zo veelzijdig dat ik niet dezelfde opzet kan volgen als bij mijn Einsteinbiografie.”
Spraakverwarring
— Einstein geloofde in een ‘objective reality’, een onzichtbare maar enkelvoudige waarheid onder alle verwarrende waarnemingen. Bohr was het daar niet mee eens.
“Dat gaf een enorme spraakverwarring. Let wel, de twee hadden een groot respect voor elkaar. Ik ben met hen beiden in één kamer geweest, ze waren zeer beleefd en achtten elkander hoog, maar ze hechtten met geen woord geloof aan elkaars filosofische standpunten. Ik bedoel, Bohr dacht aan zijn complementariteit [de golf-deeltje dualiteit: een foton bijvoorbeeld heeft zowel een deeltjes- als golfkarakter, CdS] en Einstein had het tegelijkertijd over de ‘objective reality’. De quantummechanica was volgens hem nog niet af. Ik hoorde ze samen redeneren en ik dacht: ‘Die twee praten volkomen langs elkaar heen!’ Dit soort discussies tussen hen worden nu ‘The Great Dialogue’ genoemd.
“Ik vroeg later mijn leraar Uhlenbeck, die dit ook had meegemaakt, naar de betekenis van deze dialoog. Maar toen bleek dat deze principestrijd in die tijd nauwelijks naar buiten was doorgedrongen. Uhlenbeck zei: ‘Ach, wij fysici hadden het heel druk, moet je weten. Wij hadden geen tijd om te luisteren, we waren gewoon hard bezig.’
— Was Bohr ook in mystiek geïnteresseerd? In zijn wapen staat het Yin-Yang teken.
“Ach wat een onzin! Bohr en mystiek… Bohr werd in 1947 benoemd tot ridder in de Orde van de Olifant. Dat is de hoogste onderscheiding die het Deense koningshuis kan geven. Bij die onderscheiding hoorde ook een wapenschild, met een motto en zo. Dat zou komen te hangen in de kapel van kasteel Rosenborgh. Bohr had geen wapen, en was in verwarring. Een vriendin van hem, een deskundige op het gebied van de Chinese geschiedenis, zei: ‘Ik heb een idee, het Yin en Yang symbool!’ Bohr zag dat, en was zeer enthousiast: ‘Dat is fantastisch! Dat riekt naar mijn ideeën over complementariteit!’
“Bohr’s Yin en Yang heeft dus niets te maken met al die vreselijke boeken over de Dansende Woe Li Meesters, de Tao van de Fysica en wat al niet. Gewoon, er was nood aan de man, hij had een wapenschild nodig.”
Vierde dimensie
Het atoommodel van Bohr is bekend. Toch bestaat er veel verwarring bij het tekenen van een atoom, omdat een elektron geen golf is, maar het is ook geen deeltje. Het is alletwee en geen van beide tegelijk, afhankelijk van de manier waarop je ernaar kijkt. Iedere poging om een atoom voor te stellen aan de hand van analogieën uit het dagelijks leven is gedoemd te mislukken.
Met dat visualiseren zegt Abraham Pais niet zoveel problemen te hebben, want hij denkt algebraïsch. Niet geometrisch. “Ik heb bijvoorbeeld met de vierde dimensie ook geen enkel probleem omdat ik mij niet tracht voor te stellen hoe die er uit ziet. Ik weet een algebraïsche truc, die maakt dat ik zonder verbleken over vier of over twintig dimensies kan nadenken.”
— Dat is wel handig, als je over zaken als de ‘Grand Unified Theories’ moet praten, waarbij dertig of zo dimensies worden gepostuleerd.
“O ja, handig, maar desondanks zijn we zijn er nog lang niet, ondanks de enorme vooruitgangen die zijn geboekt bij de unificatie van de sterke en zwakke wisselwerking en de elektromagnetische kracht.
“In die theorieën zitten nog meer dan twintig parameters die volkomen onbepaald zijn, tot op heden. Men kan zich toch niet voorstellen dat een goede theorie meer dan twintig constanten bevat waarvan men nog niet weet hoe die te zijn vast te stellen! Ik geloof dat er nog veel verrassingen mogelijk zijn.”
Fascinerend
— Stephen Hawking doet toch een poging om een soort ‘Total Unified Theory’ te maken, door ook nog de zwaartekracht aan het model toe te voegen?
“Ja, ik zou het zo moeten zeggen: er zijn modellen die dat doen, maar of die modellen nog iets met de werkelijkheid te maken hebben is volstrekt open. Die zogenaamde ‘string-theorieën’ zijn mathematisch enorm fascinerend, en ik begrijp ook best dat er veel beloften in schuil gaan, maar die theorieën zijn er nog niet in geslaagd om zelfs maar één voorspelling te doen die in het laboratorium geverifieerd zou kunnen worden.
“Het zijn de meest ambitieuze theorieën die we hebben. Ze gaan in de richting om alle, maar dan ook alle krachten die we kennen, samen te brengen. Dat lukt mathematisch wel, maar welke van de vele modellen fysisch het beste is, en of die beste dan ook werkelijk goed is, kunnen we met geen mogelijkheid zeggen.”
— Is er enige kans dat zoiets bepaald kan gaan worden, de komende decennia?
“Dat kan ik niet zeggen. De zaak is deze: om iets te meten moet je eerst weten wat je moet meten. De theorieën doen geen uitspraak daarover. En als de theorie geen richting aangeeft waar te beginnen, heb je niks in handen.”
— Wat vreselijk voor theoretisch fysici dat er een echte natuur bestaat, waaraan zij hun droombeelden moeten toetsen. Wiskundigen hebben het veel makkelijker, die kunnen hun gang gaan, als hun som maar klopt.
“Nee, ik vind het juist een groot voorrecht. Ik sprak eens met een mathematicus die zei: ‘Ik zou nooit een fysicus willen zijn, want ik geloof dat wanneer je dicht bij de natuurwetten zou komen God een klein rukje zou geven aan het tapijt waarop je staat.’ Ik zei toen dat ik dacht dat God dat juist niet zou doen.”
Chinees
— Gelooft u aan een mooi, eenvoudig mathematisch model van het heelal, of blijft het een breiwerk met vele arbitraire correctiefactoren?
“De vraag is: wat is eenvoud? Die vraag is bijna identiek aan: wat is schoonheid? Ik ken iemand die vloeiend Chinees spreekt. Die wijst mij op een gedicht in het Chinees, en zegt: kijk eens, wat prachtig! Wat eenvoudig! Maar ik vind het heel ingewikkeld, ik snap er geen biet van.
“Zo is het ook in de natuur. Om de schoonheid van Einsteins Relativiteitstheorie in te zien moet je een beetje vooropleiding hebben genoten. Dan begrijp je hoe vreselijk mooi het is dat de appel die van de boom valt, de maan die om de aarde draait, de black holes, al die verschijnselen in zo’n kleine formule passen. Wij praten dus over mooie formules; die kunnen mooi zijn omdat ze zo klein zijn, zo compact.
“Het is jammer dat de wetten van de quantummechanica niet op situaties van alledag toepasbaar zijn. Een architect heeft er niks aan als hij een brug bouwt. Daarom zijn deze theorieën niet tot het dagelijks leven doorgedrongen. Dat maakt ons fysici tot een soort mysterieuze priesters van een geheime sekte.”
— Om de schoonheid van de fysica objectief vast te stellen zijn er nu deeltjesversnellers van vijf miljard dollar per stuk nodig.
“Ja, dat is een probleem. Wij vragen de mensen heel veel geld uit te geven om voortgang te blijven boeken, zonder dat wij zelfs de garantie kunnen geven dat we écht iets zullen vinden. Maar één ding is zeker: indien we die dingen niet bouwen vindt de wetenschap hier een einde. Dat is tragisch, in mijn ogen. Ik ben geen romanticus, maar in het begin van deze eeuw werden de meest fundamentele ontdekkingen in de natuurkunde gedaan op een gewone houten tafel, met een paar stukjes koperdraad, een elektroscoop. Je kon prachtige dingen vinden! Dat kan niet meer.”
— Wat is uw liefste deeltje?
“Ik heb geen liefste deeltje. Hebt u een liefste atoom?”
— Ja, koolstof, dat vind ik een mooi flexibel element. Dat kan alle kanten op.
“Aha. Nee, dat heb ik niet.”
— Als u vier fysici uit alle tijden zou mogen uitnodigen voor een lunch, wie zou u dan kiezen?
“O, zonder enige twijfel Rutherford, Bohr, Einstein en Dirac.”
— Niet Newton?
“Mag die ook? Zeker, Newton. Ik zou het leuker vinden om Newton te ontmoeten dan Einstein, want met Einstein heb ik al geluncht. Ik zou hem uitleggen wat we allemaal hebben gevonden, en hem vragen: ‘En meneer Newton, wat vindt u daar nu van?’ Ik zou graag willen meemaken hoe verbaasd hij zou kijken.”
Interview met Pais in VPRO’s Noorderlicht