SOLVAYCONGRESSEN: 1911 – 2005
Toen Brussel het centrum van de fysicawereld was
Ernest Solvay (1838 – 1922)
Ernest Solvay schopte het dit jaar tot een van de honderd Grootste Belgen. De industrieel ontdekte een procédé om soda te bereiden. Met zijn broer Alfred richtte hij de firma Solvay & Cie op. Hun fabrieken breidden zich in heel de wereld uit totdat de familie Solvay een quasi monopolie bezat. Het fortuin dat hij hiermee verdiende, investeerde hij deels in wetenschappen en onderzoekscentra. Zo stichtte Ernest Solvay de Solvay-instituten in Brussel. Als amateur-fysicus liet hij zich door de Duitse fysicus Nerntz overhalen om de belangrijkste natuurkundigen van zijn tijd in Brussel uit te nodigen om te debatteren over de prangende problemen waar de natuurkunde van zijn tijd mee bezig was. Samen met Alfred Nobel is Ernest Solvay de best gekende industrieel in de geschiedenis van de natuurwetenschappen.
Het Solvaycongres van 1911
Het eerste Solvaycongres werd in 1911 georganiseerd. Vijfentwintig topwetenschappers verbleven van 30 oktober tot 3 november 1911 in het art nouveau Hotel Metropole in hartje Brussel om er over de fysica te debatteren. Je hebt ongetwijfeld al de legendarische foto van dit congres gezien. Op de lijst deelnemers prijken de namen van Albert Einstein, Madame Curie, Planck, Rutherford,… Elf van de aanwezigen hadden of zouden een Nobelprijs krijgen. Einstein noemde het congres ‘de heksensabbat van de wetenschap’. De fysici wilden weten of ‘de nieuwe stralingstheorie verzoenbaar was met de statische mechanica’. Het antwoord zou neen luiden. De natuurkunde had nood aan een nieuwe theorie. Dit zou de kwantummechanica worden.
Tussen 1911 en 1921 werden er in Brussel twintig Solvaycongressen gehouden. Solvay zelf had het congres voor dertig jaar gesponsord. Dan zouden immers de meeste problemen zijn opgelost! Na het eerste congres verhuisden de deelnemers naar het Solvay-instituut aan de ULB. Albert Einstein nam vier keer deel. De congressen verliepen vaak heel woelig. De foto’s tonen een genootschap keurige heren, soms met een enkele dame in het gezelschap, maar tijdens de discussies liepen de emoties regelmatig hoog op. In 1927 - wellicht het belangrijkste Solvaycongres - was het thema Elektronen en Fotonen. Einstein, Bohr, Lorentz, Curie, Heisenberg en andere grote fysici namen eraan deel. Hier vond de legendarische discussie plaats tussen Einstein en Bohr over de interpretatie van de kwantummechanica. Einstein hield niet van een aantal kwantumeigenschappen, hoewel hij zelf mee aan de basis ligt van deze theorie. ‘God dobbelt niet’, vatte hij zijn standpunt samen. Einstein kwam steeds weer met nieuwe argumenten en gedachtenexperimenten af, die Bohr dan trachtte te weerleggen. Op een bepaald ogenblik werd het geruzie, het kabaal en het door elkaar roepen van ‘een dozijn wetenschappers in een dozijn talen’ Ehrenfest allemaal te veel. Om zijn collega’s tot de orde te roepen, citeerde hij het Bijbelse verhaal van Babel.
In 1913 werd het tweede Solvaycongres met als onderwerp de ‘structuur van het atoom’ georganiseerd. Naast fysicacongressen zijn er ook Solvayscheikunde-congressen. Na de oorlog verloren de congressen weliswaar aan belang. In 1958 was het centrale thema kosmologie. Fred Hoyle en de Belgische geestelijke Georges Lemaître discussieerden over de evolutie van het heelal. Fred Hoyle hing een stationair heelal (steady state universe) aan, waarin voortdurend nieuwe materie spontaan in de lege ruimte wordt gecreëerd. Lemaître dacht dat het heelal uit een oeratoom ontstaan was. Hij sprak van ‘un atome primordial’. In een interview voor de BBC zou Hoyle deze theorie later ironisch de Big Bang. noemen. De ontdekking van de achtergrondstraling in de ruimte betekende de definitieve doorbraak van de Oerknal en de doodsteek voor de steady state theory.
Het Jaar van de Fysica
De UNESCO riep het jaar 2005 uit tot het Wereldjaar van de Fysica. Vorig jaar was het precies honderd jaar geleden dat een zesentwintig jarige Einstein vier revolutionaire artikelen publiceerde die de wetenschap van gezicht veranderden. In heel de wereld werden er tal van tentoonstellingen en congressen ter ere van Einstein en de natuurkunde georganiseerd. Momenteel kan je in de Hoofdstedelijke Bibliotheek op het Muntplein in Brussel een tentoonstelling bezoeken. Op de vele posters van de tentoonstelling ... de rest zijn details… wordt het leven van Einstein, zijn theorieën en zijn relatie met ons land uit de doeken gedaan.
Het Solvaycongres 2005: De structuur van Ruimte en Tijd
Ook de wetenschappelijke wereld vierde mee. Het Solvay-instituut riep een nieuw congres samen. Zestig deelnemers bezochten Brussel om er vier dagen in december te vergaderen. Het wetenschappelijk deel duurde drie dagen. De vierde dag was een publieksdag om jongeren en alle geïnteresseerde leken te informeren. Dit jaar werd het congres geleid door Nobelprijswinnaar David Gross. De Amerikaan kreeg in 2004 de Nobelprijs voor zijn werk aan de kwantumchromodynamica. Het Solvaycongres koos ‘de kwantumstructuur van ruimte en tijd’ als thema. De twee belangrijkste theorieën van de twintigste eeuwse natuurkunde, relativiteitstheorie en kwantummechanica, werden met elkaar geconfronteerd. Beide zijn noodzakelijk om de Oerknal en Zwarte Gaten te begrijpen. Einsteins droom om beide theorieën te verzoenen en te integreren in één universele theorie is (nog) niet verwezenlijkt. Is er hoop op een mogelijke oplossing? De snaartheorie lijkt vandaag de meest beloftevolle hypothese te zijn. Atomen bestaan uit elektronen en protonen. Volgens de snaartheorie bestaan elementaire deeltjes uit ‘vibrerende draadjes’, de snaren.
Het programma was opgesplitst in vijf thema’s: kwantummechanica; singulariteiten; mathematische structuren; tijd en ruimte als afgeleide begrippen en niet langer basisbegrippen; kosmologie. Naast vooraanstaande natuurkundigen, werden ook enkele prominente wiskundigen uitgenodigd, want de moderne fysica heeft nood aan nieuwe wiskunde. Tijdens de sessies kosmologie viel te horen dat vier procent van het universum uit atomen bestaat. Die zijn gekend. De rest is donkere energie en donkere materie. Anders gezegd, onze kennis slaat slechts op vier procent van het universum! De overgrote deel bestaat dus uit onbekende materie en energie, waar we voorlopig enkel over kunnen speculeren.
Over snaren, zwarte gaten en reizen in de tijd
Zondag 4 december daagden ruim achthonderd belangstellenden in het Karel De Grote-gebouw in de Europese wijk op om te luisteren naar de publieksdag. Het affiche voor de namiddag trok de aandacht met de vragen “Wat is de oorsprong van het universum?”, “Is het universum eindig?’, ‘Kunnen we in een Zwart Gat vallen?” en... “Zal reizen in de tijd ooit mogelijk zijn?”.
Robbert Dijkgraaf uit Nederland hield een zeer boeiende uiteenzetting getiteld Snaren, zwarte gaten en het einde van ruimte en tijd’. Hij gebruikte de sciencefictionroman Flatland van Edwin A. Abbott om de vierde dimensie en vervolgens de meer-dimensionaliteit van het universum in te leiden. Hij eindigde zijn spreekbeurt met een sketch à la Monty Python. Daarna sprak Brian Greene over De ontrafeling van de kosmos. Hij is auteur van de populariserende boeken De Kosmische Symfonie en De Ontrafeling Van De Kosmos. Hierin vind je een inleiding tot de snaartheorie. Voor de volledigheid moet er aan toegevoegd worden dat deze hypothese experimenteel nog niet bewezen is. Mogelijk komt daar verandering in wanneer in Cern een nieuwe deeltjesversneller in gebruik wordt genomen. Cern is het Europese onderzoekscentrum naar deeltjesfysica in Genève. Indien in een experiment energie zou verdwijnen, zou dit kunnen wijzen op een meer dan drie dimensionele ruimte. Volgens de snaartheorie telt het universum immers meer dan drie ruimtelijke dimensies. Sommige zouden gekrulde dimensies zijn, waardoor we ze niet kunnen waarnemen.
Het laatste deel van de namiddag bestond uit het beantwoorden door een panel van vooraf ingestuurde vragen. Het panel bestond naast de twee sprekers uit de Nederlandse natuurkundige en Nobelwinnaar Gerard ’t Hooft, Lisa Randall, Gabrielle Veneziano, Thibault Damour. Moderator was Michel Claessens van de Europese Commissie. De vragen varieerden van ‘Evolueren zwarte gaten?’, ‘Zijn er experimentele bewijzen van de snaartheorie?’, ‘Hoe zou een tijdmachine er uit zien?’, tot ‘Is wetenschap geen geloof aan het worden?’ en ‘Is het universum door toeval of intelligent ontwerp geschapen?’. Wie het antwoord wil weten op de vraag of er tijdmachines mogelijk zijn, moet ik teleurstellen. Het panel gelooft niet in terugreizen in de tijd. Bij het beantwoorden van sommige vragen, zeker bij de laatste, miste ik de visie van een wetenschapsfilosoof. Hypotheses als het ‘antropisch principe’ lijken me eerder filosofisch dan natuurkundig te zijn.
David Gross besloot dat er op het congres van 1911 veel verwarring was. Anno 2005 kennen we ondertussen veel van de antwoorden, maar er blijven veel open vragen. De snaartheorie is onvolledig. In 2099 op het 56ste Congres hoopt hij dat de aanwezigen opnieuw in verwarring weg zullen gaan. De wetenschap zal de volgende schil van de ui gepeld hebben. Hij ziet wetenschap graag als een nooit eindigend proces.
Donderdagavond 7 december breidde de Koninklijke Vlaamse Academie van Kunst in België hier nog een vervolg op. Niet alleen de academieleden, maar ook de Vlaamse pendelaars werden via het dagelijkse cultuuraanbod van Broodje Brussel uitgenodigd. Professor Alexander Sevrin sprak over het congres. Sevrin studeerde in Gent, Leuven, de VS en werkt nu aan de VUB. Hij was secretaris tijdens het Solvaycongres. In een zeer gebalde en toegankelijke lezing schetste hij op een voortreffelijke manier de geschiedenis van de Solvaycongressen. Verder onderwees hij zijn toehoorders waarover de fysici de voorbije dagen zoal gediscussieerd hadden. Opnieuw liepen de emoties soms hoog op, want Sevrin verwees naar “bijna gewelddadige discussies”. Ook hij getuigde dat “de deelnemers achterblijven met een gevoel van verwarring”.
... de rest zijn details...
Het volgende Solvaycongres is gepland voor 2008. Het 24ste congres zal als onderwerp De Structuur van de Materie hebben. Het Jaar van de Fysica is ondertussen afgelopen. Amateur-wetenschappers kunnen wel nog naar de tentoonstelling Einstein Anders Bekeken in Turn & Taxis in Brussel, die vrijdag 16 december haar deuren opende of naar …de rest zijn details… in de Hoofdstedelijke Bibliotheek.
Praktisch
Solvaycongres 2005
1 – 3 december 2005
Solvaycongres 2005: Publieksdag
4 december 2005
Karel De Grote Gebouw
Wetstraat 170
1040 Brussel
Solvayraad 2005: De Kwantumeigenschappen van Ruimte en Tijd
7 december 2005
Organisatie: KVAB
Paleis der Academiën
Hertogstraat 1
1000 Brussel
Einstein Anders Bekeken
15 december 2005 - 1 mei 2006
Turn & Taxis
Havenlaan 86
1000 Brussel
Meer info:
Frank Beckers
Maak jouw eigen website met JouwWeb