Sommigen van U zullen deze uitspraak wel kennen. Hij is van Albert Einstein in zijn strijd met Nils Bohr over de kwantummechanica. Einstein sprak Duits, Gott würfelt (dobbelt) nicht, zei hij. Voor de beschrijving van het subatomaire gedrag van bv elektronen grepen Bohr en zijn medestanders terug op de waarschijnlijkheidstheorieën of kansrekening. Einstein was het daar niet mee eens, hij vond dat er betere beschrijvingen mogelijk moesten zijn. Een van de consequenties was ook dat de plaats van het elektron pas echt vast lag als die plaats gemeten werd. Het is toch te zot dat de maan alleen bestaat als ik naar hem kijk zei hij.
Nu kijken we met wat bevreemding naar de eindeloze strijd. We beschouwen de vraag hoe de wereld om ons heen is, meer als een vraag voor filosofen of voor de kerk. Natuurkundigen bedenken theorieën waarmee ze metingen onder kunnen brengen in een model waarmee het resultaat van de metingen kan worden uitgerekend en waarmee ook uitkomsten kunnen worden berekend, voorspeld, die nog niet gemeten zijn. Daarbij is het zeer wel mogelijk meer dan één model te ontwikkelen voor hetzelfde onderwerp. Nu eens zal de het ene soms het andere model de metingen of de voorspellingen eenvoudiger berekenen.
De jaren van de tweede wereldoorlog en daarna, was Einstein in de VS, op de vlucht voor de Duitse Jodenvervolging. Niet zijn meest productieve tijd, hoewel hij in Princeton een aanstelling had als hoogleraar waarbij geen les hoefde te geven en al zijn tijd kon besteden aan studeerkameronderzoek. Ook verloor hij veel aan gezag omdat hij aan het Manhattan Project, onderzoek naar en de ontwikkeling van de atoombom onder Oppenheimer niet mocht meewerken omdat de Amerikaanse overheid hem als een veiligheidsrisico beschouwde.
Hoewel hij geen sympathie had voor het communisme dacht hij toch veel socialer dan in Amerika gebruikelijk was. Typisch voor de tijd na de tweede wereldoorlog, de tijd van de ‘red scare’ en het ‘McCarthyism’ was, dat ook Oppenheimer zelf verdacht gemaakt werd, niet meer aan het bommenonderzoek mocht meewerken en werd weggezet als professor in Princeton.
Bij het grote publiek is Einstein vooral bekend door zijn formule E=mc². Dat er een dergelijke formule zou kunnen bestaan kan iedere middelbare scholier met wis- en natuurkunde in zijn of haar pakket demonstreren met een eenvoudige dimensie analyse. Energie heeft de dimensie van massa x (snelheid)², maar welke snelheid? Het bleek de hoogst mogelijke snelheid te zijn, die van elektromagnetische golven, zoals die van het licht of de radio, 300 000 Km per seconde. Om een idee te krijgen hoe snel dat is kun je bedenken dat zulke golven langs de evenaar in één seconde zeven maal om de aarde flitsen.
Het gevolg van het kwadraat van deze hoge snelheid in de formule van Einstein is ook dat het omzetten van één Kg materie heel veel energie oplevert, ie. 25 miljard KWh. Eenvoudig is de omzetting niet, meer dan een eeuw gold in de klassieke mechanica de wet op het behoud van massa, materie kon niet verloren gaan. Nu weten we dat bv. in kerncentrales door kernsplitsing en op de zon door kernfusie echt massa wordt omgezet in energie.
De gevormde energie komt niet vrij als elektrische energie maar meestal in de vorm van warmte of straling. Bij de omzetting van de warmte in elektrische energie in de centrale gaat in de koeltorens ongeveer de helft van de 25 miljard KWh per Kg, verloren aan de atmosfeer. De overblijvende helft is genoeg om 4 miljoen Nederlandse huishoudens een jaar van stroom te voorzien.
Het wordt nog grappiger. In de klassieke mechanica gold dat als op een voorwerp een kracht werkte, een versnelling en daardoor een stijging van zijn energie optrad. Na Einstein kunnen we nu ook zeggen dat door de versnelling de massa van het voorwerp toeneemt.
Johannes Tegendraedt