Vacuum

Naar aanleiding van het artikel van Rob van den Berg over nieuwe ontwikkelingen in het fysica met betrekking tot de vacuumtheorie en het traagheidsbeginsel wil ik gaarne de volgende punten uit de geschiedenis van de natuurwetenschap onder de aandacht brengen:1) Het zogenaamde Casimir-effekt (aantrekkingksracht tussen twee metalen platen op korte afstand) werd reeds in de 17e eeuw ontdekt en geformuleerd door de Zwitser Fatio de Duillier (1664-1753).

Deze man, die bevriend was het Huygens en Newton, zag als eerste in, dat twee objecten door de in alle richtingen gaande kosmische fluctuaties elkaar 'afschermen' of 'abschatten', met als gevolg dat de externe krachten (buiten de twee) sterker zijn dan de interne krachten (tussen de twee), zodat het evenwicht verstoord is en de twee objekten naar elkaar toe bewegen. Zie daarover Horst Zehe, Die Gravitationstheorie des Nicolas Fatio de Duillier (Hildesheim 1980). Een experimentele visualisering van dit verschijnsel dat we maar beter Fatio-effekt kunnen noemen, werd geleverd door Henry Cavendish (1731-1810). Dit experiment, waarin de twee kleine balletjes aan een opgehangen staafje zich bewegen naar de zich op gelijke afstand bevindende grote lichamen, staat ook toe om de zwaartekracht in relatie tot massa te meten. De door Fatio bedoelde afscherming laat zich weergeven met het volgende2) Dat vacuum-fluctuaties de oorzaak zijn van de traagheid van lichamen, zoals de Amerikaanse fysici in Physical Review stellen, is eveneens een oude theorie, die evenzo verloren geraakt en vergeten is. Ik doel hiermee niet op de in het artikel gesignaleerde opmerking van Ernst Mach, die voor Einstein de aanleiding was om over 'Mach's principle' te gaan spreken, maar op Spinoza's scherpe kritiek op Descartes' formulering van het traagheidsbeginsel. Volgens Descartes is traagheid een vanzelfsprekende eigenschap van de materie, die geen verklaring behoeft. Een in beweging zijnd lichaam heeft de neiging zijn beweging in dezelfde snelheidsgraad voort te zetten, zolang het geen weerstand ondervindt van andere lichamen.

Spinoza stelt daartegenover, dat die traagheid evenzeer op elkaar in evenwicht houdende externe krachten berust als dat de vertraging van de beweging aan weerstand, dus overheersing van tegenkrachten, te danken is. Inertie, d.w.z. de onveranderde positie van een lichaam ten opzichte van zijn omgeving, kan volgens hem alleen het gevolg zijn van gelijke druk en tegendruk in de omgevingsfluctuaties, die op hun beurt weer aan de totaliteit van de kosmische beweging gerelateerd zijn. Zie het derde Lemma in het Tweede Deel van de Ethica. De Amerikaanse geleerden hebben dus dit Spinoza-principe, zoals we het mogen noemen, herontdekt.

3) En wat tenslotte de idee zelf van een natuurlijk vacuum betreft, de geschiedenis van haar weerlegging valt min of meer samen met de geschiedenis van de natuurkunde zelf, precies zoals de geschiedenis van de biologie parallel loopt aan de verlating van de vitalistische illusie. Wanneer men thans in de moderne natuurkunde zegt, dat er geen echt vacuum is, heeft Descartes alle recht om zich in zijn graf om te draaien en uit te roepen: had ik dat jullie niet al lang geleden bewezen? Kijk mijn demonstratie nog eens na in mijn Principiua Philosophiae (1644), deel 2, sectie 16: 'Er kan geen vacuum bestaan.' Ere wie ere toekomst. Dit is het Descartes-principe.