Gebruiker:DAb/Een vergeten genie

dAb -- Een vergeten genie: Hugo Martin Tetrode

• uit NRC Handelsblad van 23 februari 1984

Hugo Martin Tetrode, gestorven op 35-jarige leeftijd, zou wellicht de bekendste Nederlandse natuurkundige zijn geworden.
Een wonderkind was hij zeker, corresponderend met Einstein en Ehrenfest over de problemen in de quantummechanica. Zijn bijdragen bleven helaas gering. Na zijn dood werd hij geheel vergeten. Op zoek naar een vergeten genie.

• door H.B.G. Casimir

Introductie

Enige tijd geleden kreeg ik een brief van een Spaans wetenschapshistoricus, J. M. Sanchez-Ron, met de volgende inhoud (ik vertaal uit het Engels):

"lk ben op het ogenblik een boek aan het schrijven voor de Oxford University Press, dat gewijd zal zijn aan de geschiedenis van het denkbeeld van krachten op afstand in de twintigste-eeuwse natuurkunde. Een van de punten waarmee ik mij moet bezighouden is de bijdrage van de Nederlandse physicus H. Tetrode, die in 1922 een verhandeling schreef die een diepe indruk maakte, eerst op Einstein en vele jaren later op Wheeler en Feynman. Het probleem is dat ik tot nog toe totaal niet in staat ben geweest ook maar iets te weten te komen (behalve dan, dat sommige van zijn publicaties Amsterdam als woonplaats vermelden) over de biografie van Tetrode (zelfs niet zijn voornaam!) hoewel ik daarover kontakt heb opgenomen met een aantal college's in diverse landen. Toch vind ik het belangrijk in mijn boek enkele details op te nemen over het leven van deze werkelijk ondergewaardeerde Nederlandse natuurkundige, wiens onderzoekingen over quanlumphysica en over klassieke physica een blijvende bijdrage tot ons vak zijn. Daar ik weet dat u ook Nederlander bent, wend ik mij als een laatste poging tot u. Ik zou zeer erkentelijk zijn als u mij enige bijzonderheden - of documenten - betreffende leven, loopbaan en werk van Tetrode zoudt kunnen verschaffen."

Een dergelijke brief kan men niet onbeantwoord laten, maar in eerste instantie wist ik maar heel weinig van deze Tetrode af. Ik wist dat een bekende formule uit de warmteleer zijn naam draagt. Ik herinnerde me, dat ik me in 1928 of kort daarna, had verwonderd over een zeer deskundig stuk van zijn hand in net Duitse Zeitschrift für Physik. Verwonderd, omdat hij niet tot het gewone, toen nog erg kleine kringetje van Nederlandse theoretici behoorde. En mijn leermeester Wolfgang Pauli, bij wie ik in het academiejaar 1932-1933 assistent was aan de technische hogeschool te Zürich, verzuchtte eens: "Jullie hebben in Nederland vreemde vogels (merkwürdige Kauze). Daar heb je bijvoorbeeld die Tetrode. Hij heeft uitstekend werk gedaan, maar niemand kent hem en hij schijnt niemand te willen kennen."

Verder was ik vrij zeker, dat hij nooit een functie als natuurkundige aan een universiteit of in een industrielaboralorium had bekleed. Meer wist ik niet en ik moest dus op onderzoek uit. Ik ging eerst eens snuffelen in telefoonboeken en ontdekte al gauw dat de naam Tetrode zeer weinig voorkomt (de naam Tetterode veel vaker). Het was dus geen hopeloze onderneming Tetrodes op te bellen en reeds bij de tweede poging had ik succes. Waarom ik nu juist in Hilversum ging zoeken weet ik niet precies, maar een daar woonachtige mejuffrouw Tetrode bleek zich haar knappe, maar eenzelvige neef Hugo goed te herinneren. Ik ben haar zeer dankbaar voor wat ze me toen, en ook later, nadat ze op mijn verzoek familiepapieren had doorzocht, heeft meegedeeld. Ze vertelde me onder meer, dat zijn vader directeur van De Nederlandse Bank was geweest en daarmee was ik al een eind opgeschoten.

Professor Joh. de Vries, die de geschiedenis van de Nederlandse Bank aan het bestuderen is, kon mij over de familie Tetrode veel inlichtingen verschaffen. Intussen was ik ook langs andere weg iets meer te weten gekomen. Dr. A. Kox, die op het ogenblik de uitgave van de briefwisseling van H. A. Lorentz verzorgt, was op een merkwaardige brief van Tetrode aan Lorentz gestuit. Bovendien had hij opgemerkt, dat zich in het Zeeman-laboratorium te Amsterdam een aantal boekwerken bevindt met een ex-libris vermeldende dat ze zijn nagelalen door Hugo Martin Tetrode. Zelf vond ik in de goed geordende correspondentie van de Leidse hoogleraar Paul Ehrenfest (1880-1933) ook enkele briefjes van Tetrode.

Het zag er dus naar uit dat het met deze aanknopingspunten niet al te moeilijk zou zijn een enigszins volledige biografie samen te stellen, maar die verwachting ging slechts gedeeltelijk in vervulling. Wat ik vond was echter zo verrassend dat ik het de moeite waard vind er iets over te vertellen. De vader, mr. dr. Pieter Johan Conrad Tetrode (1863-1955) was een bekende figuur in de financiële wereld. Hij werkte aan verschillende banken en was van 1919-1934 directeur van De Nederlandse Bank. Daarna bekleedde hij nog een of meer commissariaten. In 1894 trad hij in het huwelijk met Charlotte Louisa Gildemeester (1864-1942). Er waren drie kinderen, Hugo Martin, de hoofdpersoon van dit verhaal (7 maart 1895 tol 18 januari 1931), een zuster Helena Maria (1897-1982) en een jongere broer Pieter (1902-1973). Hugo was ongehuwd. Zowel zijn broer als zijn zuster zijn pas op latere leeftijd in het huwelijk getreden. Er is geen nageslacht en ook hun partners zijn overleden. Hugo Martin werd geboren in een huis aan de Vondelstraat. In 1902 verhuisde de familie naar Keizersgracht 573 en in 1909 naar Herengracht 526. Dit laatste huis is tot 1934, dus tot na de dood van Hugo, het stadsadres van de familie gebleven, hoewel deze later in hoofdzaak woonde in Huize Eggher-monde te Soesterberg.

Archiefdienst

Het is me niet gelukt vast te stellen of, laat staan waar en wanneer, Hugo eindexamen heeft gedaan. De gemeentelijke archiefdienst in Amsterdam kon me alleen vertellen, dat hij noch het stedelijk gymnasium, noch de eerste HBS heeft bezocht. Ook over latere studie werd op een uitzondering na niets gevonden, ondanks ijverig zoeken in naslagwerken en archieven. Die uitzondering is overigens wel interessant.

,,Nederlands Patriciaat" 4de jaargang. 1913, vermeldt dat hij is ingeschreven als student aan de Universiteit te Leipzig. Een brief aan een mij goed bekende vakgenoot in Leipzig had onverwacht succes. De inschrijvingsregisters en het studemenkaart-systeem hadden twee wereldoorlogen, de daarop volgende regeringsveranderingen en de naamsverandering van de universiteit - ze heet nu Karl Marx Universiteit - overleefd. Het blijkt dat Hugo Martin Tetrode zich op 16 oktober voor twee jaar heeft ingeschreven voor de studie van Malhematica, Physica en Chemie. Hij woonde ten huize van een hoogleraar, professor von Oettingen. Had hij toen al eindexamen gedaan? Dan moet hij of een of meer klassen hebben overgesprongen of staatsexamen hebben afgelegd. Op 8 augustus 1912 wordt hem een Bescheinigung over de door hem gevolgde colleges en practica per post nagestuurd. Hij is dan blijkbaar weer in Amsterdam.

Merkwaardig genoeg komen op het lijstje geen colleges over theoretische natuurkunde en over wiskunde voor. Uit niets blijkt dat hij het volgende jaar weer in Leipzig was. Ik vermoed dat dit niet het geval was en in elk geval heeft hij niet regelmatig college gelopen: dat zou in het kaartsysteem vermeld zijn.

Wonder

En nu komt het grote wonder. Op 18 maart 1912 komt bij de redactie van het gerenommeerde tijdschrift Annalen der Physik een manuscript binnen: Die Chemische Konstante der Gase und das elemantare Wirkungsquantum; von H. Tetrode. Het wordt prompt, nl. op 23 mei, gepubliceerd. (Enkele kleine onnauwkeurigheden worden gecorrigeerd in een korte aanvulling, die de redactie op 17 juli bereikt).

Verbluffend

Voor een jongeman van amper zeventien is het een verbluffend stuk werk. Het laat zien dat hij grote stukken van de toen moderne theoretische natuurkunde heeft bestudeerd en begrepen, in het bijzonder ook de statistische mechanica van Boltzmann en van Gibbs en ook, dat hij niet bang is voor tamelijk geavanceerde wiskunde. Dat is al heel bijzonder, maar nog opmerkelijker is, dat hij als bijna vanzelfsprekend twee vermetele onderstellingen invoert en deze onderstellingen, die hij niet kan bewijzen maar wel plausibel maakt, leiden dan tot de al eerder genoemde formule. (Nagenoeg dezelfde formule was vrijwel gelijktijdig ook door de Duitse physicochemicus O. Sackur (1880-1914) afgeleid). Deze theorie heeft heel wat stof doen opwaaien. Lorentz heeft er zich mee bezig gehouden, Ehrenfest eveneens. Beiden hadden bezwaren tegen Tetrodes aanpak, al moesten ze toegeven, dat die tot een nuttig resultaat leidde. Pas de latere ontwikkeling van de quantummechanica heeft volledig duidelijk gemaakt dat, en waarom Tetrode gelijk had.

Wat heeft hij gedaan nadat hij uit Leipzig was thuisgekomen? Ik vermoed dat hij thuis zelfstandig heeft zitten werken. In 1915 schrijft hij aan Ehrenfest, die hem blijkbaar voor zijn colloquium had uitgenodigd, dat hij tot zijn spijt op die dag verhinderd is, maar dat hij hoopt Ehrenfest binnenkort in Leiden op te zoeken. In een tweede briefje, kort daarop geschreven, bedankt hij Ehrenfest voor overdrukjes en zegt dat hij denkt er veel uit te kunnen leren. In 1915 verschijnt ook in de Verhandelingen van de Koninklijke Nederlandse Academie van Wetenschappen een tamelijk lange verhandeling met een nadere uitwerking van zijn denkbeelden over de "chemische constante". Het stuk werd ingediend door Lorentz en tevens door Zeeman. Met Lorentz had hij, zoals uit het stuk blijkt, van gedachten gewisseld. Over een relatie met Zeeman vond ik tot nog toe geen bijzonderheden, maar het is niet onwaarschijnlijk dat vader Tetrode en Zeeman elkaar kenden. In elk geval had Tetrode toen wel enige kontakten met andere Nederlandse natuurkundigen.

In 1916 heeft Ehrenfest hem opnieuw uitgenodigd. Hij antwoordt dat hij wegens zijn slechte gezondheidstoestand niet aan de besprekingen kan deelnemen en dat hij ook thuis geen bezoek ontvangt. Zou hier sprake zijn van een eerste aanval van tuberculose? Zijn belangstelling in de natuurkunde is echter niet gedoofd: dezelfde brief bevat ook kritische opmerkingen over een artikel van Planck.

Zeer gedurfd

Pas in 1922 laat hij weer van zich horen: dan verschijnt in Zeitschrift für Physik het artikel waarover Sanchez-Ron mij schreef. Het bevat een nieuwe aanpak van de mechanica, zeer origineel, zeer gedurfd, maar exact wiskundig geformuleerd. Deze aanpak leidt ook tot merkwaardige speculatieve beschouwingen waarvan hij zelf zegt: "We hebben in de laatste vier bladzijden onze gedachten tamelijk verlaten uitgaan boven datgene, dat wiskundig exact bewezen was." Ik haal enkele zinnen aan, waarbij ik Tetrodes (m.i. voortreffelijk) Duits zo letterlijk mogelijk vertaal:

"Wanneer ik nu bij voorbeeld gisteravond door mijn verrekijker een bepaalde ster heb bekeken die, laat ons zeggen, 100 lichtjaar verwijderd is, dan wist niet alleen ik, dat het licht dat deze mijn oog liet bereiken voor precies 100 jaar door hem werd uitgezonden, maar ook de ster, althans enige van zijn atomen, wisten in zekere zin al 100 jaar geleden, dat ik, die toen nog helemaal niet bestond, gisteravond om zo en zo laat naar hem zou kijken en ze wisten ook iets over de afmetingen van mijn verrekijker, de plaats waar hij is opgesteld, de brekingsindices van de lenzen, over mijn oog enzovoort. Dat klinkt natuurlijk heel paradoxaal, omdat het strijdt tegen onze huidige denkgewoonten. De hedendaagse ontwikkeling van de natuurwetenschappen heeft nu eenmaal tot de leer van de werking in onmiddellijke nabijheid en van eenzijdig gerichte, gedeeltelijk aan het toeval onderworpen causaliteit geleid. Men weet echter dat deze opvatting niet oorspronkelijk in de menselijke geest aanwezig was, en in vroegere tijden niet werd aangehangen: zoals bekend vermoedde men geheel andere samenhangen in het wereldgebeuren, zij het ook op tamelijk naieve wijze."

Bij het materiaal dat bovengenoemde nicht in familiepapieren vond en dat ze mij ter beschikking stelde, was ook een kiekje van Tetrode met aan de keerzijde de aantekening "Bouwploeg voor 1e conf. zomer 1922 aan 't raam van het sprekershuisje". Om welke conferentie het gaat heb ik nog niet kunnen vaststellen, maar in elk geval blijkt dat hij hersteld was en ook dat hij een zekere sociale activiteit had. In 1924 schrijft Tetrode een lange brief aan Lorentz. Hij zet uiteen dat hij bij de verdere uitwerking van de denkbeelden in zijn artikel uit 1922 geheel is vastgelopen. Hij zoekt nu de oplossing van het "Quantum-raadsel" in een geheel andere richting en zou daar graag eens met Lorentz over willen praten.

Of een dergelijk onderhoud werkelijk heeft plaatsgevonden weet ik niet, maar in elk geval is ook deze aanpak voorlopig niet vruchtbaar gebleken. De ontwikkeling van de nieuwe quantummechanica die zich tussen 1924 en 1928 voltrok liep langs geheel andere banen. Tetrode meet deze ontwikkeling nauwkeurig hebben gevolgd. In 1928 verschijnen namelijk - weer in het Zeitschrift für Physik - twee artikelen van zijn hand, die waardevolle wiskundige aanvullingen op de theorie van Dirac bevatten en die blijk geven van een volledige beheersing van de meest recente quantummechanische theorie. Uit dat jaar stamt ook de laatste correspondentie met Ehrenfest. Deze vraagt hem om overdrukjes, en nodigt hem tevens uit bij gelegenheid eens naar Leiden te komen: misschien zou hij het op prijs stellen kennis te maken met Dirac of met Pauli. Tetrode stuurt enkele overdrukjes met een beleefd briefje. Overdrukken van oude artikelen zijn in Amsterdam en hij zelf is in Soesterberg. Hij zal ze sturen zodra hij weer eens in Amsterdam komt. Op Ehrenlest's uitnodiging reageert hij niet.

Tuberculose

Hij sterft op 18 januari 1931 en wat later komt zijn zuster zijn omvangrijke wetenschappelijke bibliotheek aanbieden aan het Zeeman-laboratorium. Een vroegere medewerker van Zeeman kon zich dat nog goed herinneren. Ze vertelde toen dat haar broer aan tuberculose was overleden en ook dat hij hoe langer hoe meer mensenschuw was geworden, zodat ze tenslotte vrijwel de enige was die nog kontakt met hem had.

Het verhaal dat Einstein en Ehrenfest hem eens hadden willen opzoeken, maar bij de voordeur werden weggestuurd: "Meneer ontvangt niet," een verhaal dat me enige malen werd verteld, moge ongeloofwaardig klinken, het is hiermee wel in overeenstemming. Dat is alles wat ik tot nog toe heb gevonden. Het beeld dat voor ons oprijst is dat van een geniaal begaafde man met een zwakke gezondheid. Doordat hij financieel onafhankelijk was heeft hij ondanks zijn ziekte zijn werk kunnen voortzetten, maar misschien heeft juist deze financiele onafhankelijkheid een reeds in aanleg aanwezige eenzelvigheid in de hand gewerkt.

In elk geval had hij blijkbaar weinig behoefte deel te nemen aan congressen en besprekingen. Wellicht vond hij het voldoende wanneer hij zich af en toe via een publicatie tot zijn vakgenoten kon richten. Zelf ben ik daarmee niet geheel tevreden. Ik zou toch iets meer inzicht willen krijgen in de leefwijze, denkwijze en werkwijze van deze uitzonderlijke figuur. Dat is ook een van de redenen waarom ik dit siuk heb geschreven. Mocht er onder de lezers iemand zijn die Hugo Martin Tetrode heeft gekend en iets naders over hem kan vertellen, dan zal ik voor een mededeling daarover zeer erkentelijk zijn.

Prof.dr. H.B.G. Casimir, De Zegge 7. 5591 TT Heeze.

Ccfr.: NRC Handelsblad - Wetenschap en Onderwijs bijlage van 23 februari 1984

Bronvermelding

Bronnen, noten en/of referenties:

• Instituut Lorentz van de Universiteit Leiden
• Elementary Particles: Marcoen Cabbolet et al.
• Ibid. ISBN 978-90-5972-232-3