Kogels in een bak klei

De Leidse hoogleraar Willem Jacob ’s Gravesande zette in 1722 de wereld op zijn kop. Hij toonde dankzij een experiment met kogels in klei aan dat vallende kogels ‘levende kracht’, oftewel mv kwadraat bezitten. Daarmee ging hij de strijd aan met Newton. Museum Boerhaave herhaalt het beruchte experiment.

Het experiment met de vallende kogels van Willem Jacob ’s Gravesande. (Foto: Museum Boerhaave)

Het lijkt een simpel experiment: een paar kogels in een bak met klei laten vallen. Maar in 1722 kreeg de Leidse hoogleraar Willem Jacob ’s Gravesande de nodige verwijten naar zijn hoofd geslingerd door collega-wetenschappers. “De Engelse wetenschapper Samuel Clarke, ook wel de pitbull van Isaac Newton genoemd, noemde

‘s Gravesande een ketter en goddeloos”, zegt conservator van museum Boerhaave, Tiemen Cocquyt. “Hij verweet hem Newton te ondermijnen met zijn experiment.”
Het roemruchte experiment van ’s Gravesande wordt aanstaande zondag herhaald in Museum Boerhaave. In een notendop: het experiment draaide om de vraag wat bewegingskracht is. Newton beweerde dat de bewegingsenergie van een voorwerp evenredig toeneemt met zijn snelheid. Onzin, meende ’s Gravesande. Volgens hem nam de bewegingsenergie toe met een kwadraat van de snelheid. Hij beweerde dat voorwerpen zelf een ‘levende kracht’ (vis viva) bezitten. Om zijn gelijk te tonen, liet hij als proef kogels vanaf een nauwkeurig gebouwd toestel in een bak met Hollandse klei vallen.

“Het was een eenvoudige proef”, zegt Cocquyt. “’s Gravesande onderzocht hoe verschillende massa’s van verschillende hoogtes identieke kraters teweegbrachten. Zo hoefde hij zich niet aan aannames over materie en vervorming te wagen. Dat was slim van hem.”
Op het eerste gezicht lijkt het experiment een proef van een puur objectieve wetenschapper. “Maar in die tijd lag dat veel complexer”, zegt Cocquyt. Wetenschap bedrijven was balanceren op een smalle scheiding tussen religie, politiek en wetenschap. “De Franse filosoof en wiskundige René Descartes had ervoor gezorgd dat God uit de wetenschap verdween, maar Newton bracht hem weer terug in de natuurkunde. Hij suggereerde een actieve rol voor God in de werking van het universum en zijn theorieën kregen voet aan de grond want hij kreeg steeds meer volgelingen.”

’s Gravesande moet geweten hebben hoe ingrijpend de gevolgen waren door Newtons ideeën aan te vechten, denkt Cocquyt. “Newtons theorie dat de bewegingsenergie van een voorwerp evenredig toeneemt met de snelheid, betekende in de ogen van tijdgenoten dat God aan de touwtjes trekt.”
Doordat ’s Gravesande wilde aantonen dat voorwerpen een ‘levende kracht’ bezitten, toonde hij indirect aan dat God helemaal niet aan de touwtjes trok tijdens het experiment. “Hij maakte dus misschien ook wel een statement met zijn experiment. Want het is voor ons niet helemaal duidelijk of het wel met het blote oog te zien valt dat de kogels levende kracht bezitten. Maar daar krijgen we zondag meer duidelijkheid over.”
De tegenstanders van ’s Gravesande en aanhangers van Newton vatten het in ieder geval wel als een statement op. “Er is veel over geschreven”, zegt Cocquyt. “’s Gravesandes experiment is belangrijk geweest in onze wetenschapsgeschiedenis. Het zegt veel over de context van de wetenschap, want heel veel mensen vielen over hem heen.”

De Leidse hoogleraar wist de aantijgingen de kop in te drukken door zijn experiment openbaar te maken. “Er werd in die tijd veel belang gehecht aan empirisch onderzoek. Newton hechtte er veel waarde aan. En juist met dat empirische onderzoek heeft ’s Gravesande het idee van Newton over bewegingsenergie uiteindelijk onderuit gehaald. De aanhangers van Newton konden niet onder de uitkomst van het experiment uit en ’s Gravesande kreeg gelijk. Dat maakt het voor ons heel spannend om het experiment zondag te herhalen.” 

Zondag 29 januari 2012, aanvang 14.00 uur. Toegang: entreekaartje Museum Boerhaave