Boekrecensie van Tossen met de kosmos: over entropie door George van Hal

Wat hebben het mysterieuze binnenste van zwarte gaten, de vraag of we leven in een geavanceerd kosmisch hologram en de wetenschappelijke zoektocht naar de ultieme theorie van alles gemeen? Het antwoord: het begrip entropie. Geboren in pruttelende stoommachines, staat dat kind van de industriële revolutie nu plots op het punt om onze diepste kennis van de kosmos volledig overhoop te gooien.

Dit boekje laat zien dat entropie helemaal niet zo ingewikkeld is als de ietwat esoterische naam doet vermoeden. Op die manier komt u goed beslagen ten ijs wanneer de volgende grote doorbraak in ons begrip van de werkelijkheid zich aandient.

De 39-jarige George van Hal is momenteel wetenschapsredacteur bij de 'Volkskrant'. Daarvoor was hij ruim 8 jaar coördinerend redacteur bij de Nederlandstalige editie van populairwetenschappelijk tijdschrift 'New Scientist'.

Uittreksel

Blz. 13: Opkomst van de thermodynamica

Het leven van iedere negentiende-eeuwse ingenieur kende drie kernwaarden: energie, warmte en arbeid. Die drie begrippen lieten fabrieken draaien, verhitten smeltkroezen en zorgden ervoor dat machines pruttelden.

Kort daarvoor, aan het eind van de achttiende eeuw, waren de laatste overblijfselen van het langzaam afkalvende feodale systeem van boeren en landeigenaren verdwenen. In heel Europa groeide de roep om automatisering, om machines die arbeidsintensieve taken uit mensenhanden konden nemen. Machines die in veel gevallen sneller, efficiënter en sterker waren dan de mensen die zij vervingen.

Dergelijke machines moesten dan ook flink wat werk verzetten. Dat was onmogelijk geweest zonder het pionierswerk van de beroemde Schotse uitvinder James Watt. Hij vroeg in 1769 een patent aan op een apparaat dat later bekend zou komen te staan als de stoommachine.

Zo’n stoommachine is niets anders dan een hete ruimte en een koude ruimte met daartussen een verbinding, bijvoorbeeld een buis. Wanneer warmte - stoom - van de hete naar de koude kamer stroomt, zwengelt die onderweg een mechanisme aan waarmee je een motor kunt aandrijven. Je hebt dan een machine gebouwd die je iets kunt laten doen. In de fysica zegt men dat die machine ‘arbeid kan verrichten’.

Natuurkundig is het verhaal van de industriële revolutie daarmee af. Hoewel je de creativiteit die schuilt in de steeds geavanceerdere machinerie die ingenieurs in de jaren daarop ontwikkelden niet moet onderschatten, was het inzicht dat de economie op z’n kop zette verlokkend eenvoudig: warmte heeft de neiging om te stromen naar iets dat kouder is. Dat idee vormde tegelijk ook het startschot van de thermodynamica, de natuurkundige warmteleer.

Het volgende puzzelstukje van die thermodynamica werd gelegd door de Amerikaanse uitvinder en natuurfilosoof Benjamin Thompson. Thompson vluchtte na de Amerikaanse onafhankelijkheidsoorlog uit de VS, leidde een bewogen leven door heel Europa en kwam uiteindelijk als militair ingenieur terecht in het Duitse Beieren.

Europa bevond zich destijds in een nogal woelige periode en de vraag naar wapens nam scherp toe. Thompson verdiende zijn geld daarom met de productie van (onder andere) kanonnen. Die werden gemaakt door gaten te boren in metalen buizen. Af en toe gebeurde het dan dat een boor zich niet helemaal in het metaal nestelde. Het gevolg? Een boorkop die min of meer zinloos rondjes draait op het oppervlak.

Het viel Thompson op dat het metaal daardoor gloeiend heet kon worden. Hij begreep dat de reden daarvoor moest zijn dat het werk dat de boorkop verrichtte werd omgezet in hitte in plaats van in het maken van een gat. Dat leidde tot het inzicht dat de natuurkundige begrippen ‘arbeid’ en ‘warmte’ onlosmakelijk met elkaar verbonden zijn. Maar het waren niet alleen stoommachines of mechanische boren die de wetten van de thermodynamica blootlegden...

Recensie

door Tsenne Kikke

Heel veel schoolboekjes leggen entropie uit als 'wanorde' of 'chaos'. Dat is een beetje kort door de bocht. Dit boekje legt aan de hand van het opgooien van muntjes uit wat entropie écht is. Het ligt aan de basis van de grootste natuurkundige raadsels van dit moment: van het mysterieuze binnenste van zwarte gaten tot de vraag of we leven in een geavanceerd kosmisch hologram. George van Hal laat je kennismaken met een begrip dat in wezen niet gemakkelijk te begrijpen valt.

Meer info hierover vind je tussen één van de vele blogs - of, klik op deze link.

Tossen met de kosmos: over entropie

George van Hal

Korte Inhoud

Uittreksel

Recensie

Koop dit boek bij