In de alledaagse werkelijkheid anno 2020 zijn filosofie en natuurkunde gescheiden begrippen. Filosofie is beschouwend, abstract, terwijl natuurkunde materiegebonden, exact en technisch is. In de tijd van Michael Faraday waren het nog overlappende begrippen.
Robert van Andel | Beeld: Henk Pouw | Dwars
De Faradaystraat is genoemd naar Michael Faraday (1791-1867). Zijn vader trekt als verarmde hoefsmid vanuit het platteland op goed geluk naar Londen. Na de basisschool wordt de zoon daar op zijn dertiende leerling boekbinder. Hij valt op door zijn discipline, leergierigheid en ‘natuurfilosofische’ belangstelling. Ook zijn levenslange ambitie om alles waar hij kennis van krijgt proefondervindelijk te willen onderzoeken, is dan al aanwezig. In 1805 wordt in Londen de City Philosophical Society opgericht. Die organiseert wekelijks lezingen over natuurwetenschappelijke onderwerpen voor een gehoor van doorsnee burgers die kennis willen verwerven en zo vooruit komen. Philosophical, vertaald: ‘wijsgerig’ / ‘verlangend naar kennis’, was goed gekozen als naam voor dit gezelschap.
Als de oprichter van de City Philosophical Society, zilversmid John Tatum, ‘elektriciteit’ behandelt, is de jonge Faraday voor het eerst aanwezig. Het is duidelijk dat Tatum toen uitsluitend over statische – niet door stroom veroorzaakte – elektrische verschijnselen gesproken heeft: hoe wrijving in sommige materialen zoals amber en glas een vorm van elektriciteit opwekt, hoe elektrisch geladen voorwerpen elkaar aantrekken of afstoten en hoe een metalen bol die verbonden is met een Leydse-fles met één krachtige vonk ontlaadt. Ontdekkingen uit de achttiende eeuw zullen aan de orde gekomen zijn, zoals met een vlieger bliksem afleiden naar een Leydse-fles, toegeschreven aan Benjamin Franklin, de derde president van de Verenigde Staten.
Benzinepomp Linnaeusparkweg
Daarbij noemde Tatum ongetwijfeld de uitvinder van de Leydse-fles, Petrus van Musschenbroek (1692-1761), medicus, wis- en natuurkundige, meteoroloog, astronoom en Leids hoogleraar in wiskunde en wijsbegeerte. Deze Leydse-fles is de rechtstreekse voorloper van de condensator in de elektronica van nu. Tussen de straten met vernoemingen van Nederlandse artsen van destijds in de Oosterparkbuurt ligt, achter de gebouwen van de HvA aan de Wibautstraat, de Van Musschenbroekstraat verstopt.
Teylers Museum te Haarlem toont een historische proefopstelling voor onderzoek van statische elektriciteit met een elektriseermachine en Leydse-flessen. Deze werd geïnstalleerd door Marinus van Marum (1750-1837), arts, botanicus, chemicus, eerste directeur van het museum en onbezoldigd lector in de wijsbegeerte en de wiskunde. De Van Marumstraat bij de benzinepomp terzijde van de Linnaeusparkweg eert hem onopvallend.
Opgehangen kikkerpoot
Faraday is de trouwste bezoeker van de City Philosophical Society. Hij is erbij als Tatum omtrent 1810 spreekt over de Zuil van Volta, tien jaar eerder beschreven door de Italiaanse hoogleraar natuurkunde te Como, Alessandro Volta (1745-1827): Stapel afwisselend een schijf koper en een schijf zink met steeds daartussenin met zoutwater doordrenkt karton en – verbazingwekkend – er zal, als de bovenste en de onderste schijf met een metalen draad met elkaar verbonden worden, een aanhoudende elektrische stroom gaan lopen; hoe meer schijven, hoe meer stroom. Hiermee was de eerste batterij en de eerste dynamische elektriciteit/ elektrische stroom een feit. Rond 1930 werden het Voltaplein en de omliggende straten gebouwd als onderdeel van een stadsuitbreidingproject ter weerszijde van het Galileiplantsoen. Het hele project had destijds ‘moderne’ stijlkenmerken met horizontale lijnen in de gevels. Op het ruime met rozenperken opgesierde Voltaplein komen vier korte straten uit: de Voltastraat, de Faradaystraat, de Ampèrestraat en de Galvanistraat. Voltage en ampèrage behoren nu tot de standaard specificaties van elektrische apparaten.
De oudste van genoemd viertal, Luigi Galvani (1737-1798), was een Italiaanse hoogleraar geneeskunde te Bologna. Hij onderzocht de ‘levenskracht’ van dierlijke en menselijke weefsels, waartoe hij met een elektriseermachine spiertrekkingen opwekte in van kadavers afkomstige losse ledematen. Galvani ontdekte tot zijn verrassing dat er ook een spiertrekking optrad in een aan een ijzeren haak opgehangen kikkerpoot als die aangeraakt werd met een staaf van een ander metaal. Volta hoorde hiervan, analyseerde dit verschijnsel en wist op basis daarvan zijn zuil te construeren. Een neef van Galvani heeft later kermissen afgereisd met demonstraties van zijn ooms proeven.
Lachgas inademen
De zuil van Volta betekende een revolutie in het schei- en natuurkundig onderzoek. Het bleek dat, als de verbindingsdraad doorgeknipt werd en beide uiteinden gehangen werden in een bak met water waarin een mineraal opgelost was, een proces optrad waarbij de opgeloste stof zich splitst in twee substanties die zich ieder presenteren rond een draadeinde. De beroemde Engelse chemicus Humphrey Davy wist op deze wijze onder meer kalium, natrium, calcium, magnesium, chloor en jodium te isoleren en als element (niet samengestelde stof) te identificeren. Davy was een groots presentator en showman met optredens in The Royal Institution te Londen. De effecten op proefpersonen van het inademen van lachgas waren een spectaculair onderdeel van zijn optredens. Michael Faraday deed alle experimenten waarover hij informatie kreeg zelf opnieuw. Als toehoorder van Davy maakte hij uiterst nauwkeurige aantekeningen en op 21-jarige leeftijd wist hij een aanstelling bij The Royal Institution als assistent van Davy te verwerven. Ondanks de Napoleontische oorlog tussen Engeland en Frankrijk reisde Davy als man van de wetenschap met een gezelschap in 1813 en 1814 door Europa. Faraday maakte als ‘persoonlijke bediende’ van Davy deel uit van het gezelschap. Zij ontmoetten op deze grand tour onder andere André-Marie Ampère (1775-1836) en Alessandro Volta (17451827). Davy werd bewonderd waar hij kwam, maar ook Faraday maakte grote indruk als bescheiden, briljant experimentator. Lenzen en vuurtorens Hans Christiaan Oersted, hoogleraar natuurkunde te Kopenhagen, vond in 1820 een relatie tussen magnetisme en elektriciteit. Hij bracht een kompasnaald in de buurt van de stroomdraad van Volta’s zuil. Verbazingwekkend nam de naald steeds een positie dwars op de draad aan. In datzelfde jaar gaf Ampère een wiskundige analyse van het door hem gevonden fenomeen dat twee parallelle stroomdraden van Volta’s zuil elkaar aantrekken als de stroomrichting dezelfde richting heeft en elkaar afstoten als de stroomrichting tegengesteld is. Zijn analyse in Newtoniaanse mathematische stijl ging uit van een directe kracht, werkzaam over een afstand in een rechte lijn. In datzelfde jaar schrijft Faraday in de Annals of Philosophy een artikel over elektromagnetisme en analyseert de langs gebogen banen verlopende krachten die hij experimenterend vermoedt. Faraday volgt in 1825 Davy op aan The Royal Institution en hij ontwikkelt zich daar tot een nog grotere beroemdheid dan Davy. Vaak in zijn eentje verricht hij – in opdracht – op vele gebieden technisch natuurkundig onderzoek. Lenzen maken, verontreiniging van stoffen aantonen en vuurtorens; dit alles krijgt zijn aandacht. Zijn eigen onderzoek betreft steeds elektrische en magnetische verschijnselen en hoe die te analyseren zonder wiskunde, alleen vanuit een briljant voorstellingsvermogen.
Verbinding door Maxwellstraat
In zijn hoofdwerk, de vele edities van‘Experimental Researches in Electricity, komt hij tot gebogen ‘lines of force’; krachtlijnen, die elektromagnetische velden vormen. Hij vindt hoe elektrische stroom in beweging omgezet kan worden, het principe van de gelijkstroom elektromotor, en later, hoe beweging elektrische stroom kan opwekken, het principe van de dynamo/ generator. Ook de uitvinding en de werking van de transformator, het fenomeen van inductie, komt aan de orde. De brille van Faraday’s experimentele werk en verbeeldende inzichten zijn later geniaal wiskundig vertaald in de wetten van elektromagnetisme door de Schotse hoogleraar in de natuurfilosofie, James Clerk Maxwell (1831-1879). Deze schreef On Physical Lines of Force, (1861-62) en A Treatise on Electricity and Magnetism (1873). De Maxwellstraat is een verbindingsstraat in het verlengde van de Nobelweg naar de Kruislaan en Maxwell’s wetten leidden tot de kruising waar filosofie en natuurkunde ieder hun eigen weg gingen.
