Dit interview verscheen eerder in Mare, op 16 mei 2019.
Hij moet in beweging blijven, zegt Joan van der Waals (99). Daarom doet hij dagelijks braaf zijn oefeningen: hij loopt bijvoorbeeld langs de boulevard in Katwijk of Noordwijk. De afgelopen winter zocht hij zoals elk jaar de ‘fascinerende leegte’ van Patagonië weer op. Alleen zijn geliefde zeiltocht over de Noordzee moest hij voor het eerst overslaan, vertelt hij. ‘Ruim een halfjaar geleden is er een nieuwe heup in mij gemonteerd, zonder mopperen van de zorgverzekeraar.’
Van der Waals was hoogleraar in de experimentele natuurkunde op het gebied van molecuulfysica. Hij is dertig jaar met emeritaat en werd eerder deze maand 99. Het belemmert hem niet op de bus te stappen om op de faculteit lezingen bij te wonen en gesprekken aan te knopen met jong en oud. En hij is een verre bloedverwant van de beroemde Nobelprijswinnaar J.D. van der Waals (zie kader).
Ruimte voor geraniums is er niet, in zijn huis aan het Pieterskerkhof. Voor M.C. Escher, Chagall en een antieke barometer wel. De woning onder de veertiende-eeuwse kap van de voormalige Waalse Bibliotheek is officieel het oudste gebouw in Leiden, vertelt hij. Bergen papierwerk verhinderen de vrije doorloop naar het bureau. Omgeven door modelboten, atlassen en encyclopedieën, put Van der Waals met speels gemak uit een rijk geheugen.
‘In 1936 begon het eindexamen op mijn zestiende verjaardag’, zegt hij. In Amsterdam kreeg Van der Waals als een van de eersten montessorionderwijs. ‘Die leerkrachten waren idealisten; streng, maar ontzettend redelijk. Je kon er best een jaar overslaan.’ En omdat school hem goed afging, hebben ze dat voor hem ‘geregeld’. Een boek over het atoommodel van Bohr dat hij samen met zijn vader las, wekte zijn interesse voor natuurkunde. ‘Het fascineerde me zeer: de opbouw van atomen kon je écht exact in een model beschrijven.’
Führer
Na een tussenjaar als stagiair-laborant in Londen, begon hij aan de Universiteit van Amsterdam met de studie natuur- en wiskunde met scheikunde. ‘Zo heette dat vroeger.’ Het ging hem voor de wind, totdat, vlak na zijn twintigste verjaardag, de oorlog uitbrak. Hij was dienstplichtige, maar werd als krijgsgevangene vrijgelaten ‘door de grootmoedigheid van de Führer’. Hij mocht tot nader order doorstuderen.
Van der Waals schaatste in 1942 de Elfstedentocht. ‘Toen ik in Harlingen was (ongeveer halverwege, red.) wist ik dat ik het ging redden.’ Een jaar later weigerde hij net als veel medestudenten de loyaliteitsverklaring te ondertekenen. ‘Een paar van mijn vrienden werden daardoor afgevoerd om in Duitse fabrieken te werken.’ Zelf werd hij drie keer opgepakt, maar wist hij de dans telkens te ontspringen. Twee keer door blufpoker met de Duitsers, één keer door het op een onbewaakt moment op een rennen te zetten. ‘Als ik daaraan terugdenk, was het net Russische roulette.’
Tegen het einde van de bezetting verbleef hij bij familie op de Veluwe. ‘Dat gebied werd eerder bevrijd dan het westen van Nederland.’ Omdat hij zowel Duits als Engels beheerste, werd hij gerekruteerd als tolk. ‘Dat was voor de Alsos Mission: onder leiding van Samuel Goudsmit moest men zien te achterhalen welke kernwapenkennis de Duitsers hadden doorgespeeld aan Japan (zie ook: Op jacht naar Hitlers bom). Aan boord van een Canadese legertruck werd ik medebevrijder van de stad Utrecht. Een aparte gewaarwording.’
Clandestien
Tijdens de oorlog had hij, zo goed en zo kwaad als dat ging, doorgestudeerd. ‘Dan deed je clandestien tentamen, bij zo’n professor thuis.’ Daardoor kon hij direct na de bevrijding formeel afstuderen. Hij trad in dienst van het Koninklijke/Shell-Laboratorium, Amsterdam (KSLA). ‘Omdat een hele generatie studenten min of meer was weggevallen, ontstond er een geweldig gebrek aan mensen. Ik mocht op hun kosten promoveren op een zelfgekozen onderwerp.’
Bij Shell had hij de leiding over het lab waar de eerste computer op het vasteland van Europa stond. ‘Die afschuwelijk primitieve rotmachine gaf een gigantische hoeveelheid warmte af en was niet bepaald safe. Computers hadden toen elektrostatische geheugens met een soortement van televisiebuizen, waarvan ze oppervlakteladinkjes aflazen. De in- en output was via IBM-ponskaarten. Als daar iets mee gebeurde was je ook meteen de sigaar.’
Nu is het haast onvoorstelbaar dat een rekenmachine hightech was. ‘Als je voorheen zelf twee grote getallen moest vermenigvuldigen, dan drukte je de toetsen in van een mechanische handmachine, met tandwielen.’ Als postdoc in Engeland zaten zes doctorandi en Van der Waals ‘in één kamer allemaal met zo’n machine te ratelen’. Toen hij in 1967 hoogleraar werd in Leiden wilde Van der Waals ook een tafelrekenmachine. ‘Daar moest je dan in Den Haag toestemming voor krijgen via het ministerie, want iedereen wilde dat.’
Aan de universiteit richtte hij zich op spectroscopie en magnetische resonantie. Hoewel hij niet hoefde te doceren, ‘want daar werd al voor gezorgd’, kon hij het toch niet laten. Hij begon met een nogal wiskundig college, over groepentheorie. Hij is vooral trots dat ‘alle 25 promovendi goed terecht zijn gekomen, hun begeleiding ging voor alles’. Ze kwamen massaal, ook uit China en Amerika, af op zijn 95ste-verjaardagsreünie. ‘Een hele rits is al gepensioneerd.’
Soldatenlevens
Hoe kijkt hij in zijn honderdste levensjaar tegen de huidige staat van wetenschap? ‘Ik vind het schandelijk dat de NWO valorisatie van je plannen vraagt. Kijk eens naar de fantastische vooruitgang in de geneeskunde. Op de plank lag het werk van meneer Röntgen of meneer Fleming. De ene liet zien dat je op een gekke manier iemands skelet kon afbeelden, de ander deed evenmin iets geneeskundigs, toen hij penicilline ontdekte. Aan het eind van de oorlog heeft dat vele soldatenlevens gered.
Purcell, een vakgenoot in Harvard, vertelde ooit in de kantine dat zijn team eindelijk magnetische resonantie had waargenomen van protonen in water. Hij vroeg zich hardop af wat de wereld daar nou aan had, maar ontving er uiteindelijk wel een Nobelprijs voor.’ Een directe uitloper van dat basale onderzoek bleek onontbeerlijk in de moderne geneeskunde: MRI. Ook noemt Van der Waals het totaal onverantwoord hoe de geesteswetenschappen worden gemarginaliseerd. ‘Het is absoluut een essentieel element in de samenleving’.
Tijd voor zijn dagelijkse loopoefening. Op weg naar de gladde boulevard van Katwijk, moet hij straks ‘die verschrikkelijke hobbels van de Nieuwsteeg’ over. Onderweg zal hij de grijze horde vast en zeker zien toekijken, roerloos vergroeid met hun scootmobielen, weet hij. Van der Waals denkt er het zijne van: ‘Je kan maar beter zelf bewegen.’
In de vijftiger jaren maakte Joan van der Waals furore met zijn maatgevende inzichten in de beschrijving van clatraten en gashydraten. ‘Dat zijn kristallijne stoffen waarin kleine moleculen, en zelfs edelgassen, als in een kooi door een aaneengesloten rooster van bijvoorbeeld water zijn opgesloten.’ Vlak voordat hij in Groningen promoveerde, had Van der Waals over een opzienbarende lezing gehoord van een kristallograaf uit Oxford, Powell. Die had gelijksoortige kristalvorming gedemonstreerd van gassen als argon, krypton en methaan. ‘Dat kon helemaal niet’, dacht Van der Waals. ‘Het was in strijd met de faseregel van Gibbs’, die dat op thermodynamische grond uitsluit.
‘Een paar jaar later zat ik in Engeland bij een voordracht over oplossingen van methaan in water. Dat kwam neer op een gebrekkige verklaring. Ineens begon bij mij het licht te schijnen: je moet ze niet als chemische verbindingen zien, maar juist als oplossingen van het gas. Zoals het zeewater rondom Antarctica wordt gestabiliseerd doordat er zout in zit, wordt het kristalrooster bij clatraten gestabiliseerd door toevoeging van, zeg, argon. Ook hier geldt dat de moleculen helemaal geen chemische affiniteit tot dat water hebben, net als in de Wet van Van ’t Hoff – die verklaart hoe verdunde oplossingen zich gedragen.’
Neef overgrootvader kreeg de Nobelprijs
Joan van der Waals is een bloedverwant van natuurkundige Johannes Diderik van der Waals (1837-1923), die in 1910 de Nobelprijs ontving.(Zie ook: De Tooverstaf van de Natuurkunde). Hij was een neef van zijn overgrootvader, vertelt Van der Waals. ‘In die tijd had hij al vier kinderen en moest hij vaak naar de kerk. Hij deed het er thuis dus even bij. Terwijl Edison nog gloeilampen aan het ontdekken was en weer iemand anders thoriumgloeikousjes, waarmee je goed gaslicht kon maken, schreef hij dat werk dus bij kaarslicht en olielampjes.’
Tijdens de Tweede Wereldoorlog deed Joan van der Waals tweemaal in het geheim tentamen bij een van zijn professoren thuis, J.D. van der Waals junior. ‘Toen was ik brutaal genoeg om te vragen: “Heeft u soms nog een dissertatie van uw vader?” Hij zei: “Er is net een tante van mij overleden, bij wie er een is opgedoken. Die mag je hebben.” Dat is nu een zeer zeldzaam boek dat Van der Waals altijd netjes heeft bewaard.