Logisch denken over de wereld om je heen

“Toen hij op een dag ziek in bed lag, kreeg hij van zijn vader een kompas. Hij wist later nog dat hij zo opgewonden raakte van de geheimzinnige krachten van dit instrument, dat hij ging rillen en het koud kreeg. Het feit dat de bewegingen van de kompasnaald bepaald leken te worden door een verborgen krachtveld en niet door bekende mechanische factoren als aanraking of contact, riep een verwondering op die hem de rest van zijn leven zou blijven stimuleren. ‘Ik kan me nog herinneren, of ik denk me nog te kunnen herinneren, dat dit een diepe en blijvende indruk op me maakte,’ schreef hij bij een van de talrijke gelegenheden dat hij van dit voorval verhaalde. ‘Diep achter de dingen moest iets verborgen zijn.”

Walter Isaacson (uit: ‘Einstein, De biografie’)

5.1 De sublieme eenvoud van Einstein

Meer kennis krijgen van de wereld. En ervoor zorgen dat zaken zoveel mogelijk de waarheid benaderen en overeenkomen met de werkelijkheid. Dat is de tweede stap in het ontwikkelingsproces na de ‘vrijlating van de gevangene’ in Plato’s grot. Deze stap in de persoonlijke ontwikkeling kan perfect worden geïllustreerd aan de hand van de levensloop van Einstein. Daarom beschrijf ik hieronder de relevante hoogtepunten van zijn leven als natuurkundige tot 1905, het jaar waarin Einstein vijf artikelen publiceerde die de natuurkundige wereld voorgoed zou veranderen.

Vrijheid om de werkelijkheid te doorgronden

Albert Einstein beleeft in 1905 zijn wonderjaar. “Hij had een revolutionaire kwantumtheorie van licht bedacht, bijgedragen aan het bewijs dat atomen echt bestaan, een verklaring geboden voor de Brownse beweging, de begrippen ‘ruimte’ en ‘tijd’ op hun kop gezet en wat de beroemdste vergelijking uit de wetenschap zou worden voortgebracht.” Maar voor de erkenning voor deze ontdekking moet hij nog een aantal jaren wachten. Zijn ideeën zijn zo revolutionair dat de natuurkundige wereld er jaren over doet om zijn genialiteit in te zien. Pas in 1921, zestien jaar later, krijgt hij de Nobelprijs voor de Natuurkunde.

Hij heeft een sterke drang om te onthullen wat achter de dingen verborgen moet zijn. Zijn ervaring op vier- of vijfjarige leeftijd met het kompas dat hij van zijn vader krijgt – zie het citaat aan het begin van dit hoofdstuk – zal zijn leven veranderen. Einstein is gebiologeerd door de verbondenheid van een kompasnaald met een onzichtbaar veld. Hij is een levenslange liefde gaan koesteren om te systematiseren en natuurkundige wetten te achterhalen. In Einsteins eigen woorden: “Eeuwig en altijd nieuwsgierig blijven als een kind voor het grote mysterie waarin wij worden geboren.”

Einstein toont van kinds af aan doorzettingsvermogen en de nodige standvastigheid. Hij houdt zich graag bezig met puzzelen, ingewikkelde constructies maken van speelgoed, spelen met een stoommachine en

kaartenhuizen bouwen van wel veertien verdiepingen. Van leeftijdgenootjes zondert hij zich af, hij zit meer te dagdromen. Aan ruwe spelletjes doet hij niet mee. Sommigen vinden hem maar saai. Taalontwikkeling verloopt traag bij Einstein.

Ook is hij al van jongs af aan brutaal en opstandig en verzet hij zich tegen gezag. Met driftbuien als gevolg. Als vijfjarige gooit hij eens een stoel naar een privéleraar. Eerdere leraren stuurden hem weg of voorspelden dat er niet veel van hem terecht zal komen.

Van zijn moeder krijgt hij op jonge leeftijd vioolles. Hij ergert zich aan de discipline die daarvoor nodig is. Maar Mozart doet hem de magie en schoonheid van muziek inzien. “Liefde is, geloof ik, een betere leraar dan plichtsbesef, althans voor mij” , zegt Einstein hierover. Mozarts muziek noemt hij: “zo puur en zo mooi dat ik die zie als een uitdrukking van de innerlijke schoonheid van het universum. Allicht is zijn muziek volstrekt ongecompliceerd, zoals alles wat heel mooi is.” Hij is altijd viool blijven spelen.

Op school is Einstein veelal de beste leerling van de klas. Op zijn twaalfde vindt hij het al leuk om ingewikkelde vraagstukken op te lossen. Hij verdiept zich op eigen initiatief in algebra en meetkunde. Zijn ouders geven hem boeken die hij in de zomervakantie bestudeert. Hij vindt het dan al leuk om zelf bewijzen te vinden van nieuwe theorieën. “Aan spelen en speelmaatjes dacht hij niet meer”, zegt zijn twee jaar jongere zus Maja. “Dagen achtereen zonderde hij zich af, verzonken in de zoektocht naar een oplossing, en hij ging door tot hij die gevonden had.” Zijn oom laat hem kennismaken met algebra. “Het is een vrolijke wetenschap. Als wij het dier waarop wij jagen niet te pakken krijgen, noemen we het tijdelijk X en gaan we door met jagen tot we het te grazen hebben genomen”, legt hij uit.

Een belangrijke aanzet tot zijn interesse is een arme student die regelmatig met de familie Einstein mee-eet. Hij neemt voor Einstein boeken mee over meetkunde en natuurwetenschappen en ook de populaire geïllustreerde reeks People’s Book on Natural Science. Eenentwintig kleine boekjes over wetenschappelijke prestaties in vooral Duitsland verricht, die hij in één keer uitleest. In de boekjes is de snelheid van het licht een onderwerp dat regelmatig aan bod komt. De schrijver roept de lezers op om gedachteexperimenten te doen. Hij vraagt de lezer bijvoorbeeld om zich voor te stellen dat deze in een snel rijdende trein zit en dat er een kogel door een raam wordt geschoten. Het lijkt dan of de baan van de kogel een hoek beschrijft tussen het moment dat hij door het raam naar binnenkomt en via een ander raam naar buiten gaat. Hetzelfde gebeurt met licht dat door een telescoop gaat. En ongeacht de snelheid van de lichtbron vertoont licht altijd hetzelfde effect. Waarop de schrijver concludeert: “Omdat elk soort licht precies dezelfde snelheid blijkt te hebben, kan de wet van de snelheid van het licht de meest algemene van alle natuurwetten worden genoemd.” Dit gedachte-experiment en de conclusie van de schrijver moeten grote indruk op Einstein hebben gemaakt, want later zegt Einstein hierover: “Het is van grote invloed geweest op mijn ontwikkeling.”

Was Einstein op zijn vijfde al driftig tegen leraren die gezag uitoefenden, op zijn twaalfde keert hij zich tegen zijn geloof, het jodendom. Door zijn kennis van natuurwetenschappen, wiskunde en filosofie ziet hij in dat de Bijbelverhalen niet waar kunnen zijn, en hij meent dat jongeren met opzet door de staat worden voorgelogen. Einstein vermijdt de rest van zijn leven dan ook alle godsdienstrituelen. Hij blijft wel een diep geloven in en een ontzag hebben voor de harmonie en schoonheid van wat hij “de Geest Gods” noemde, zoals die tot uitdrukking komt in de schepping van het universum en zijn wetten. Einstein wordt allergisch voor alle vormen van dogma en autoriteit. Als er bijvoorbeeld soldaten op muziek door de straten marcheren, stromen de kinderen toe en lopen achter de meute aan. Einstein niet, hij barst in tranen uit. Later zegt hij hierover: “Als iemand plezier beleeft aan het marcheren op de maat van muziek, is dat voor mij al reden om hem te verachten. Hij heeft slechts bij vergissing zijn grote hersenen gekregen.”

Niet met de stroom meezwemmen, komt hem later goed van pas. Mede door die houding heeft hij zulke revolutionaire natuurkundige ontdekkingen kunnen doen. Want ook jegens de gevestigde natuurkundige orde is hij wars van dogma en autoriteit. “Een dwaas geloof in autoriteit is de ergste vijand van de waarheid”, is een uitspraak die Einstein gedurende zijn zestigjarige wetenschappelijke loopbaan kenmerkt. Het is een houding die ervoor zorgt dat hij de natuurkunde radicaal kan veranderen.

Zijn allergie voor autoriteit beïnvloedt ook zijn schoolcarrière. Een leraar op het gymnasium in München tolereert hem niet langer in de klas. Op Einsteins weerwoord dat hij geen wangedrag vertoont, zegt de leraar: “Ja, dat is waar, maar je zit daar op de achterste rij met dat lachje op je gezicht en alleen al jouw aanwezigheid ondermijnt het respect dat de klas voor mij heeft.” Einstein vergelijkt het mechanische leren met het leger, namelijk een herhaaldelijk uitvoeren van zinloze bevelen. Hij belandt in een neerwaartse spiraal en wordt neerslachtig. Eind 1894, op zijn vijftiende jaar, verlaat hij het gymnasium. Aangezien zijn ouders vanwege werk al naar Noord-Italië waren verhuisd, gaat Einstein hier ook tijdelijk wonen. Met het verlaten van Duitsland wil hij ook afstand doen van zijn Duitse nationaliteit. Hij wil koste wat het kost niet het Duitse leger in om zijn dienstplicht te vervullen.

Einstein wil graag toegelaten worden tot het Polytechnikum, een technische hogeschool in Zürich. Hij koopt de benodigde natuurkundeleerboeken en bereidt zich door zelfstudie voor. In de zomer van 1895 schrijft hij zijn eerste essay over theoretische fysica. Veertien alinea’s over het magnetische veld gevormd rond een elektrische stroom. Als hij een toelatingsexamen mag doen, ook al is hij nog twee jaar te jong, slaagt hij voor de natuurwetenschappelijke en wiskundige onderdelen. Echter, zijn kennis van literatuur, Frans, zoölogie, botanie en politiek is onvoldoende. De rector van de school geeft Einstein het advies om nog een voorbereidend jaar te doen op een school nabij Zürich.

Deze school is Einstein op het lijf geschreven. De filosofie van de school is gebaseerd op de ideeën van onderwijshervormer Johann Heinrich Pestalozzi, waarbij kinderen leren om zich dingen in te beelden. De innerlijke waardigheid en individualiteit van ieder kind wordt gekoesterd. Leerlingen krijgen de gelegenheid om via een reeks stappen – te weten een directe waarneming, een intuïtief idee, een conceptuele gedachte en een visualisatie – tot hun eigen conclusie te komen.

Zelfs de wis- en natuurkundige wetten kunnen op die manier geleerd en werkelijk begrepen worden. Volgens Pestalozzi’s filosofie is stampwerk niet de juiste aanpak, de nadruk ligt op zelfstandig denken. Leerlingen worden gezien als individuen en de leraar als een mens met een eigen persoonlijkheid die naast iemand staat. Deze zienswijze is het tegenovergestelde van het door Einstein zo gehate Duitse onderwijs. Hij zegt hier later over: “In vergelijking tot de zes jaar op een autoritair Duits gymnasium is het mij volstrekt duidelijk hoeveel beter het is om onderwijs te baseren op vrij handelen en persoonlijke verantwoordelijkheid dan op uiterlijk gezag.”

Het is dan ook op deze school dat Einstein zijn eerste gevisualiseerde gedachte-experiment uitvoert. Hij beeldt zich in hoe het zou zijn om mee te reizen met een lichtstraal, een experiment die verband houdt met de latere, door hem ontwikkelde relativiteitstheorie. Hij sluit het schooljaar goed af, als de op één na beste leerling, en mag het toelatingsexamen doen voor het gewilde Polytechnikum in Zürich. Deze keer slaagt hij wel hiervoor.

Het is 1896 als Einstein zich inschrijft voor de opleiding tot vakdocent in wis- en natuurkunde. Voor theoretische fysica haalt hij vrijwel altijd een 5 of 6 (op een schaal van 6). Voor wiskunde, die minder zijn interesse heeft, veelal een 4. Einstein wil “het mysterie van het leven” doorgronden. Wiskunde ziet hij als bijzaak. Daar komt hij later echter op terug: “Op zeer jonge leeftijd ging ik er vanuit dat een succesvolle natuurkundige alleen wat elementaire wiskunde hoeft te kennen. Later besefte ik, met spijt, dat ik met die aanname de plank volkomen had misgeslagen.” Zijn enthousiasme voor de studie zakt na twee jaar weg. Hij vindt dat de natuurkundedocent zich te veel richt op de historische grondslagen van de fysica en niet op de hedendaagse vernieuwingen. “Aan het eind van onze opleiding wisten we alles over de historie van de natuurkunde, maar niets over haar heden en toekomst.” Hierdoor verslechtert zijn relatie met de docenten. Einstein verhult zijn gevoelens niet en trekt het gezag van de docenten openlijk in twijfel. Hij wordt brutaal. Een docent heeft tegen hem gezegd: “Een verschrikkelijk intelligente jongen. Maar je hebt één groot euvel: je neemt niets van een ander aan.” Hij komt vaak niet opdagen voor het college natuurkundige experimenten. Zijn drang naar onafhankelijkheid zorgt ervoor dat de ene docent geïrriteerd raakt omdat Einstein het altijd anders doet dan is opgedragen (“Waarom hebt u natuurkunde als hoofdvak gekozen?”) terwijl de andere meent: “Zijn oplossingen zijn goed en de methoden die hij gebruikt zijn zeer interessant.” Einstein krijgt een keer het cijfer 1 voor natuurkundige experimenten. De wiskundedocent noemt hem een luie hond die geen moer om wiskunde geeft. Einstein studeert het liefst met een paar vrienden. Ze verdiepen zich op eigen houtje in de nieuwste theorieën en boeken van de meesters van de theoretische fysica. Hij sluit in die periode intellectuele vriendschappen voor het leven. Uiteindelijk studeert hij af, op een niet bijster interessant onderwerp, met een gemiddelde van 4.9, net genoeg om een diploma te verkrijgen.

Vervolgens start zijn zoektocht naar een baan als natuurkundedocent. Hij zou ook in het bedrijf van zijn vader kunnen werken. Zijn vader runt, samen met een broer, een eigen bedrijf in elektronische systemen en hoopt dat zijn zoon in zijn zaak komt werken. Op zijn vijftiende toont Einstein al eens zijn waarde voor het bedrijf. Er zijn problemen met berekeningen aan een nieuwe machine. Einsteins oom: “Mijn assistent-ingenieur en ik hadden onze hersenen al dagen gepijnigd, maar die jonge telg had het in een kwartier voor elkaar.” Maar Einstein piekert er niet over. “Aanvankelijk lag het in de bedoeling dat ik ingenieur werd, maar de gedachte dat ik mijn creatieve energie zou moeten verkwisten aan dingen die bijdragen tot een verfijning van de alledaagse praktijk, met als doel een magere vermogensaanwas, vond ik ondraaglijk.”

Het vinden van een baan als docent natuurkunde blijkt nog niet zo eenvoudig. Sterker nog, hij slaagt daar pas in 1909 in. Pas vier jaar na publicatie van zijn artikelen die de natuurkunde revolutionair veranderen, wordt hij uiteindelijk docent. Zijn docenten zijn namelijk overtuigd van zijn vrijpostigheid, maar niet zozeer van zijn genialiteit. Zodoende verdient hij wat geld met bijbaantjes als privéleraar. Tussentijds publiceert hij artikelen, met de achterliggende gedachte dat het bijsluiten van deze artikelen bij zijn sollicitaties zijn kansen vergroot. Hij schrijft vooraanstaande wetenschappers aan, waaronder ook enkele die hem vele jaren later voordragen voor de Nobelprijs, maar reactie blijft veelal uit.

Als Einstein de wanhoop nabij is, schiet een van zijn intellectuele vrienden hem te hulp. Hij zorgt ervoor dat Einstein werk krijgt als inspecteur op een patentbureau in Bern. Op 16 juni 1902 wordt hij officieel aangesteld als tijdelijke technische deskundige derde klasse van het Federale Bureau voor Intellectueel Eigendom. Het is een eenvoudige baan van zes dagen in de week vanaf acht uur ’s ochtends. Hij vindt het werk niet saai maar juist leuk en afwisselend. Hij komt er al snel achter dat hij zijn werk voor die dag, het behandelen van patentaanvragen, kan afhandelen in twee tot drie uur. De rest van de dag besteedt hij aan de uitwerking van zijn ideeën. Elke dag doet hij experimenten op basis van theoretische vooronderstellingen, speurend naar de onderliggende werkelijkheid. Zijn baas vindt het prima en knijpt een oogje dicht.

En zo zijn de omstandigheden geschapen die het mogelijk maken dat Einstein de natuurkunde op een revolutionaire wijze kan veranderen. Onafhankelijk van de geldende autoriteiten en dogma’s, geen gezag waartegen hij zich hoeft af te zetten, voldoende tijd voor gedachte-experimenten en om in vrijheid de onderliggende werkelijkheid te doorgronden en bloot te leggen.

Het bovenstaande verhaal is een samenvatting van de eerste vier hoofdstukken uit Einstein, De Biografie door Walter Isaacson.

5.2 Nadenken over de wereld

Logisch redeneren

Als jij anderen bent gaan begrijpen en jij jouw empathische vermogen inzet, is de volgende stap de informatie te verwerken. En deze vervolgens om te zetten in kennis die zo dicht mogelijk bij de waarheid komt en de werkelijkheid zoveel mogelijk benadert. Einstein is het voorbeeld van iemand die zich inzette om de waarheid te achterhalen en de werkelijkheid van de natuurkundige wereld zo goed mogelijk te verklaren. En dat deed hij puur door logisch te redeneren.

Inhoudsopgave

Bovenstaande tekst is het eerste deel van hoofdstuk 5 – Wat is logisch?
Ben je benieuwd naar de andere hoofdstukken en paragrafen? Bekijk dan de inhoudsopgave op deze website.