Het perpetuum mobile van Cornelis Drebbel

De duizendkunstenaar en de eeuwigdurende beweging
/
19 minuten leestijd
Het perpetuum mobile van Cornelis Drebbel op een schilderij van Hieronymus Francken II
Het perpetuum mobile van Cornelis Drebbel op een schilderij van Hieronymus Francken II, ca. 1621-1623

Begin zeventiende eeuw werd de natuur nog geregeerd door verborgen krachten. Vernuftelingen in techniek, mechanica en alchemie probeerden de werkzaamheid van die natuurkrachten te doorgronden en in hun macht te krijgen. Ze stonden ver af van de intellectuele elite, en zochten hun ingang meer langs de weg der praktische vaardigheid.

De meest vermaarde, en later de meest verguisde vernufteling van Nederland is nu wat vergeten. Hij vertaalde de geheimen der natuur in ingenieuze apparaten waarmee hij die natuur om zijn vinger wond. Het soort denker dat met de handen dacht. Zijn naam was Cornelis Drebbel, en zijn werken waren ongekend.

Vernuftelingen

Beeltenis van Cornelis Drebbel.
Beeltenis van Cornelis Drebbel. Uit ‘Van de natuere der elementen’ (1607)
Een van de potentiële bronnen van inkomsten voor vernuftelingen was het octrooi. In 1598 kenden de Staten-Generaal Cornelis Drebbel een octrooi toe voor een klok. Een uurwerk dat de tijd aangaf zonder te worden opgewonden, wel “vyftich, LX, jae hondert oft meer jaeren” lang (of totdat de radertjes versleten), aldus Drebbel in zijn octrooiaanvraag.

Aan zijn eeuwiglopende uurwerk kleefde de nodige geheimzinnigdoenerij. De werking ervan, kunnen we vast verklappen, was gebaseerd op schommelingen in atmosferische druk en in de temperatuur van een afgesloten vloeistof of gas. Die schommelingen bleken als energiebron het vermogen te leveren dat nodig was om de radertjes in beweging te brengen en te houden. Aan Drebbel’s claim een ‘eeuwiglopend uurwerk’ te hebben ontworpen was dus geen woord gelogen, en er zat ook niets in besloten dat inherent onmogelijk was. Met de kennis van vandaag zou het natuurlijk niet onder de noemer van eeuwigdurende beweging zonder invloed van buitenaf vallen. Maar indertijd wel. Zijn physique amusante zou hem faam bezorgen die overal doordrong:

“velen droegen getuigenis van wat ze zagen, en in heel Europa tracht men het na te maken…”

…zei Constantijn Huygens, die Drebbel persoonlijk kende en bewonderde.

Drebbel’s vinding had zijn wortels in de mechanica, pneumatica en hydraulica uit de oudheid. Heron van Alexandrië hield zich rond 100 v.Chr. bezig met pneumatische principes, en allerlei toepassingen daarvan. Hij construeerde bijvoorbeeld tempeldeuren die zich middels stoom automatisch openden en weer sloten. Van Heron’s Spiritualium liber (bekend als de Pneumatica) was in 1575 een Latijnse vertaling beschikbaar gekomen. Drebbel moest daarvan wel een solide kennis hebben.

Ook was het algemeen bekend dat Archimedes een perpetuum mobile had gemaakt, en daar in zijn tijd heel beroemd om was, al was dat toestel al eeuwenlang verloren geraakt en bestond er geen gedetailleerde beschrijving van. Het evenaren van Archimedes werd gezien als een prestatie op zich.

In de Republiek der Nederlanden was het patentrecht redelijk goed beschermd, maar van de inkomsten van Drebbel’s octrooi kon de schoorsteen toch niet roken. En de regelgeving van het patentsysteem, de waterschappen en andere overheden in de Republiek boden Drebbel’s passie voor natuurvorsing niet veel ruimte. Veel ambachtslieden trokken over zee naar Engeland om daar aan de kost te komen. Het patentsysteem was daar een wassen neus, die geen noemenswaardige bescherming bood, maar Drebbel mikte hoger. Zou het niet mooi zijn als hij zijn kunsten kon vertonen aan een koninklijk hof? Als men daar zijn vondsten op prijs zou stellen was hij financieel uit de zorgen; als beschermeling van een vorstelijk patroon dan was je kostje gekocht.

Nederland was een republiek en had geen koninklijk hof of iets in die richting. Het lijkt erop dat Drebbel daarom de blik op Londen richtte, op het hof van koning Jacobus I. Na de dood van zijn moeder, in 1604, besloot Drebbel het erop te wagen.

Wonder-vondt van de Eeuwighe Bewegingh

Wat doe je zoal om de patronage van een vorst te verwerven? Hoe trek je de aandacht van zo’n onbereikbare figuur, als je zelf niet in zulke verheven kringen verkeert? De meest gangbare methode was dat je een uitvinding of een publicatie (of allebei) opdroeg aan de vorst in kwestie, en er dan op mikte dat iemand in diens omgeving de opdracht te zien kreeg. Is die opdracht (veelbe)lovend genoeg, dan krijgt de beoogde patroon hem vanzelf een keer onder ogen. Daarom zijn de voorwoorden en zelfs titelpagina’s van boeken uit de zeventiende en achttiende eeuw vaak zo overladen met overdadige lofbetuigingen aan deze of gene vorst.

'Wonder-vondt van de eeuwighe bewegingh' van Cornelis Drebbel
‘Wonder-vondt van de eeuwighe bewegingh’ van Cornelis Drebbel
In 1604 schreef Drebbel een kort natuurfilosofisch traktaat, getiteld Wonder-vondt van de eeuwighe bewegingh, die den Alckmaersche Philosooph Cornelis Drebbel door een eeuwigh bewegende gheest, in een cloot besloten, te weghe ghebroght heeft. Hij bood koning Jacobus I het traktaat en de wonder-vondt aan, tezamen met een prachtige aanbiedingsbrief1 waarin hij zijn perpetuum mobile beschrijft: het apparaat dat eeuwigdurend beweegt, zonder aandrijving van buitenaf. Het traktaat beschrijft de geheimen der natuur die aan de werking van het instrument ten grondslag liggen, hetgeen hij kon bewijzen zowel…

“…met levendige instrumenten als met natuerlijcke reden.”

Na deze disclaimer volgt de eigenlijke claim, ten bewijze dat hij de oorzaak van de eeuwigdurende beweging doorgrondt:

“…so maeck een cloot [globe], die hem eeuwelyck beweghen can, nae den loop des hemels alle 24 uren eens rontom, of so veel malen meer als van nooden. Also dat in duysent jaer niet eens falieren wil, ons wysende jaren, maenden, dagen, uren, den loop van son, van maen, van alle planeten en sterren, wiens loop den mensen bekent”

Dit unieke instrument draagt hij op aan “den Machtigen Coningh Jacob van groot Brittangen” – en desgewenst is Drebbel gaarne bereid het hem persoonlijk te komen demonstreren.

Én een diepzinnig traktaat, én een spectaculaire machine zoals die sinds de oudheid niet meer vertoond is – zo wordt het wel héél aanlokkelijk voor een koning. Het perpetuum mobile representeert de volledige beheersing der natuur, en staat daarmee symbool voor de macht van de monarch. Met zo’n sollicitatie moest het wel raar lopen wilde het Drebbel geen aanstelling aan het hof opleveren. En inderdaad, Jacobus hapte toe: Drebbel werd uitgenodigd.

In 1605 presenteerde Cornelis Drebbel zijn perpetuum mobile voor het koninklijk hof. De gebeurtenis werd toevalligerwijs bijgewoond door een bezoekend Boheems edelman, Heinrich Hiesserle von Chodaw, die in zijn reisdagboek gedetailleerd verslag deed van de hele geschiedenis, met deze fraaie schets ter begeleiding.
In 1605 presenteerde Cornelis Drebbel zijn perpetuum mobile voor het koninklijk hof. De gebeurtenis werd toevalligerwijs bijgewoond door een bezoekend Boheems edelman, Heinrich Hiesserle von Chodaw, die in zijn reisdagboek gedetailleerd verslag deed van de hele geschiedenis, met deze fraaie schets ter begeleiding.

Hij arriveerde in Londen in 1605, en bij zijn debuut voor het koninklijk hof presenteerde hij zijn perpetuum mobile (zie hierboven). Hoe lang de beweging zou voortduren, vroeg de koning. “Zolang de wereld zal bestaan, tenzij iemand het stuk laat vallen”, gaf Drebbel ten antwoord. De koning, perplex maar niet achterlijk, nam de proef op de som en liet het apparaat achter slot en grendel opbergen in de kamer van zijn tienjarige zoon Henry. Twee maanden later kwam Jacobus het instrument inspecteren, en constateerde opgetogen dat het nog steeds feilloos functioneerde…

“…met het water in het glas stromend als het getij in Londen, ebbend en rijzend”.

Schielijk liet hij het heuglijke nieuws verspreiden: het langgezochte geheim van de eeuwigdurende beweging was onthuld. Drebbel was binnen. De succesvolle proefneming bracht hem geloofwaardigheid, en het zo begeerde krediet in koninklijke kringen.

The Most Strangest Worke That Ever My Eyes Beheld

Drebbel’s perpetuum mobile, wat was dat eigenlijk precies? Hoe het toestel er exact uitzag is lastig na te gaan; er bestaat geen enkel exemplaar meer van. Wel kunnen we het bij benadering reconstrueren, aan de hand van overgeleverde schetsen en mededelingen van ooggetuigen.

Toen Drebbel net in Engeland was, liet hij het instrument zien aan ene John Speed. Dit weten we uit een brief over “the most strangest worke that ever my eyes beheld”, die Speed kort nadien schreef aan Henry Briggs, professor in de geometrie aan Gresham College in London. De brief bevat de oudste beschrijving op schrift die we kennen.

“Rondom de oostelijke en westelijke delen gaat een ring of holle buis van kristal, die zich niet beweegt en voor de helft gevuld is met helder water, dat zonder enig waarneembaar instrument eb en vloed vertoont. […] Ik bleef er lang genoeg bij om te aanschouwen dat de vloeistof in de buis tot op grote hoogte steeg en het onderste deel van de ring leeg achterbleef.”

Drebbel had Speed persoonlijk verzekerd dat het zou blijven bewegen, tenzij iemand het zou breken, en dat er conjuncties en eclipsen op zouden te zien zijn gedurende honderden of zelfs duizenden jaren, of zolang de wereld blijft bestaan.

Schets van Drebbel’s perpetuum mobile door Thomas Tymme in 'A dialogue philosophicall' (1612). De cirkelvormige buis (C), die de Aarde (A) omvat, is een holle ring van kristal, “waarin zich water bevindt dat de zee voorstelt; dat water rijst en daalt, zoals de vloed en de ebbe, tweemaal per 24 uur, overeenkomstig de loop der getijden in die delen, waar dit instrument zal worden geplaatst, waardoor te zien is hoe de getijden bij dag en nacht hun loop houden.”
Schets van Drebbel’s perpetuum mobile door Thomas Tymme in A dialogue philosophicall (1612). De cirkelvormige buis (C), die de Aarde (A) omvat, is een holle ring van kristal, “waarin zich water bevindt dat de zee voorstelt; dat water rijst en daalt, zoals de vloed en de ebbe, tweemaal per 24 uur, overeenkomstig de loop der getijden in die delen, waar dit instrument zal worden geplaatst, waardoor te zien is hoe de getijden bij dag en nacht hun loop houden.”
Thomas Tymme was een andere tijdgenoot van Drebbel, “met wie ik zeer vertrouwd was.” In 1612 publiceerde Tymme een boekje, A dialogue philosophicall. Wherein natures secret closet is opened, and the cause of all motion in nature shewed […] Together with the wittie invention of an artificiall perpetuall motion, presented to the Kings most excellent Maiestie. Hierin beschreef Tymme uitgebreid hoe Drebbel’s perpetuum mobile geconstrueerd is, met een gedetailleerde schets erbij (zie afbeelding hiernaast).

De globe (aangeduid met de letter A in het midden van de afbeelding) stelt de Aarde voor en…

“…bevat in het holle lichaam ervan verscheidene raderen van brons, die worden rondgedraaid en daarbij twee wijzers aan elke kant van de Globe in de juiste verhouding voortbewegen, waarbij de dagen, maanden en jaren worden weergegeven, als een eeuwigdurende Almanack.”

Het zet ook de hemelse bewegingen in gang: de uren van opkomen en ondergaan van de zon, daarbij telkens (elk uur van elke dag en elke nacht) aangevend hoever de zon van de maan verwijderd is, en hoever de zon en de maan van de aarde verwijderd zijn. Over de werking van Drebbel’s instrument worden we feitelijk nog steeds niet veel wijzer, behalve dat het is geconstrueerd “zonder veren of gewichten”.

Volgens Hiesserle von Chadow (die ooggetuige was bij de demo voor de koning) vroeg Jacobus aan Drebbel wat nou de bron van de beweging was. Die bron zit binnenin de bol, verborgen en toch manifest, antwoordde Drebbel niet zonder gevoel voor theater; en hij daagde zijne Majesteit uit er al zijn filosofen op los te laten om de motive power op te sporen. Voor wat extra glamour was Drebbel niet te beroerd zijn vinding met enig mysterie te omgeven. Voor sommigen zou dat later aanleiding zijn te veronderstellen dat de bol gewoon gevuld was met (gebakken) lucht.

Afbeelding van Drebbel's perpetuum mobile in het 'Album Morsianum IV' - Jacob von Melle, ca. 1616
Afbeelding van Drebbel’s perpetuum mobile in het ‘Album Morsianum IV’ – Jacob von Melle, ca. 1616 (Stadtbibliothek Luebeck)
De eigenlijke, in het oog lopende beweging zat ’m in de gebogen glazen buis die de globe omcirkelde, en die ongeveer voor de helft gevuld was met vloeistof. Bij Drebbel’s demonstratie had de koning hem gevraagd wat voor een watertje dat wel was. Gewoon water, aldus Drebbel, maar heel zout, opdat het niet zou bederven. De link met eb en vloed zal velen niet onaannemelijk geschenen hebben.

Maar met eb en vloed had het niets te maken, zoals Drebbel zelf drommels goed wist. Vermoedelijk was die getijdenlink een rookgordijn, onderdeel van de geheimzinnigdoenerij – lokaas voor nieuwsgierigen. Dat het ding bewoog, en bleef bewegen, dat staat buiten kijf. De vraag blijft: hoe?

Een klinkklare aanwijzing kwam van de maker zelf: volgens Hiesserle von Chadow zei Drebbel “dat het de Lucht was, het voornaamste element, dat alle dingen deed bewegen”. Oftewel: het zat ’m in de lucht.

Druk

Daniele Antonini, een leerling van Galileo Galilei, kende het perpetuum mobile slechts van horen zeggen, maar meende desondanks de werking ervan doorgrond te hebben. In februari 1612 schreef hij zijn leermeester een brief, waarin hij over de eb-en-vloedbeweging van het water in de ronde buis vermeldt:

“Deze beweging is te wijten aan een verandering in de lucht en wordt veroorzaakt door warmte en koude”.

Schets van Drebbel’s perpetuum mobile door Daniele Antonini, in zijn brief aan Galileo Galilei (februari 1612). Eerst beschrijft hij het toestel: “De binnenste cirkel stelt een holle metalen bol voor, die door een buisje, D, verbonden is met de glazen buis e-A-B, waarin de vloeistof zit die dan weer aan de ene kant stijgt, dan weer aan de andere kant”. De middellijn van de metalen bol zou zo’n 2 decimeter bedragen. De glazen buis heeft een opening, “zodat er lucht in komt als de vloeistof, B, naar beneden daalt, en ook weer een uitweg kan vinden als het stijgt”. De vloeistofkolom in de buitenste ring (tussen A en B) wordt door het uitzetten van de lucht in de bol in het midden ‘weggeduwd’, en staat dus niet horizontaal.
Schets van Drebbel’s perpetuum mobile door Daniele Antonini, in zijn brief aan Galileo Galilei (februari 1612). Eerst beschrijft hij het toestel: “De binnenste cirkel stelt een holle metalen bol voor, die door een buisje, D, verbonden is met de glazen buis e-A-B, waarin de vloeistof zit die dan weer aan de ene kant stijgt, dan weer aan de andere kant”. De middellijn van de metalen bol zou zo’n 2 decimeter bedragen. De glazen buis heeft een opening, “zodat er lucht in komt als de vloeistof, B, naar beneden daalt, en ook weer een uitweg kan vinden als het stijgt”. De vloeistofkolom in de buitenste ring (tussen A en B) wordt door het uitzetten van de lucht in de bol in het midden ‘weggeduwd’, en staat dus niet horizontaal.

In een latere brief geeft Antonini een schets en verhelderende details (zie afbeelding). Kort maar krachtig:

“Dat de oorzaak van deze beweging gezocht moet worden in de uitbreiding en de condensatie van de lucht die in het metaalgebied wordt ingesloten, zal, denk ik, ook u wel voldoende duidelijk zijn”.

Antonini had ’m door. Hij bouwde zelfs een elementaire variant na, en die deed het. Het uitzetten en indikken van de lucht, zoals bij schommelingen in temperatuur of atmosferische druk, gaat vergezeld van beweging in de vloeistof in de buis. Wordt het warmer, dan zet de lucht in de bol uit, waardoor de vloeistof in de buis zich beweegt in de richting van het open uiteinde; bij afkoeling verplaatst de vloeistof zich in omgekeerde richting.

Het eigenlijke mechanisme dat de vloeistof doet schommelen zat ’m inderdaad in de lucht: luchtdruk. Vandaar dat het apparaat niet alleen gevoelig is voor schommelingen in temperatuur, maar ook voor fluctuaties in atmosferische druk, zoals bij aanstromende depressies en regenfronten. Onrust in de atmosfeer, door plotselinge veranderingen, zoals windvlagen, of door geleidelijke veranderingen, zoals in temperatuur of luchtdruk; Drebbel moet in de gaten gehad hebben dat zulke zaken van invloed zijn op het volume van de lucht in de bol.

Archimedes van Syracuse op een schilderij van Domenico Fetti, 1620
Archimedes van Syracuse op een schilderij van Domenico Fetti, 1620
Drebbel lijkt te hebben toegepast wat Heron van Alexandrië en Archimedes van Syracuse een kleine tweeduizend jaar eerder ook al doorhadden, maar wat sedertdien teloor was gegaan: het principe van de expansie en compressie van lucht, en daarmee luchtdruk. Dat is bepaald achtenswaardig: het idee dat lucht gewicht heeft – en dus de hele notie van luchtdruk – zou pas in 1643 nader worden opgeklaard, toen Torricelli zijn kwikbarometer ontwikkelde.

Naar eigen zeggen kwam Drebbel het geheim op het spoor door zich nader te concentreren op de natuur van het vuur. Water dijt uit als het warmer wordt, maar eenmaal omgezet in lucht zou het zich volgens Drebbel duizendvoudig kunnen expanderen. Met een dergelijk explosieve uitbreiding worden expansie en krimp ferme drijfkrachten in de natuur. Hoe groter het verschil in dichtheid tussen de ene toestand en de andere, hoe groter de bewegingskracht door expansie of krimp, betoogde Drebbel.

Als natuurfilosoof die met zijn handen dacht was Drebbel pas tevreden als hij het principe kon demonstreren in ‘levendighe instrumenten’. In zijn brief aan koning Jacobus had Drebbel benadrukt hoe zijn demonstraties in de plaats zouden komen van langdradige en verwarrende tekstuele uiteenzettingen: “tot bewijs dat verstae die oorsaeck van’t Primum mobile: So maeck een cloot, die hem eeuwelijck bewegen can, nae den loop des hemels”. Zijn vermogen om de universele maar verborgen oorzaken van natuurverschijnselen te doorgronden, toonde hij door echt werkende, ‘levende’ instrumenten te construeren, die helder en intuïtief die verborgen werking inzichtelijk maakten.

Het Aerdtryck Gaet Alle 24 Uren Ront Om

Even terug naar Thomas Tymme’s beschrijving, over de globe met “in het holle lichaam ervan verscheidene raderen van brons, die worden rondgedraaid en daarbij twee wijzers aan elke kant van de Globe in de juiste verhouding voortbewegen”. Raderen? Wat voor raderen?

Diverse verslagen getuigen dat Drebbel’s perpetuum mobile niet alleen de vloeistof deed bewegen, maar ook een klok en een planetarium. De alchemist Heinrich Nollius schreef in 1619 zijn resumé van de alchemistische literatuur, Sanctuarium Naturae:

“In Engeland is een perpetuum mobile te zien, dat het hele universum vertegenwoordigt, en op wonderbaarlijke wijze de bewegingen van de sterren en de conjuncties en opposities der planeten vertoont”.

Een astronomische klok dus die de uren, dagen, maanden en jaren aangaf, en ook de zonsopgang en -ondergang, en het teken van de dierenriem waar de zon zich in bevond, en zelfs een wijzer die de fasen van een wassende en weer afnemende maan aangaf, en gedurende precies een maand een volledige omwenteling volbracht.

Het was Drebbel’s tijdgenoten een raadsel hoe het levende instrument zo gevoelig kon zijn voor zon en warmte, en een nog groter raadsel hoe de verkregen beweging benut kon worden voor het aandrijven van een raderwerk (drijfkracht zonder drijfveer). Een zo mogelijk nog groter mysterie was hoe het ding ‘wist’ hoe laat het was, laat staan wat de huidige maanfase was. Klokken moesten worden opgewonden, en liepen nooit 100% correct waardoor ze elke dag wat uit de pas raakten. Maar de klok van Drebbel liep eeuwig door, en wist zichzelf ook nog eens elke dag opnieuw te corrigeren. Pure magie, want hoe weet een klok die ongelijk loopt nou wat de juiste tijd is… Men was perplex, en wist niets beters dan het toe te schrijven aan ‘magnetische sympathie’ met de zon.

Begin vorige eeuw werd het Journael van Isaac Beeckman ontdekt, een schoolmeester uit Middelburg die liefhebberde in wiskunde en natuurfilosofie. Daaruit bleek dat hij bekend was met Drebbel’s werken, en dat hij al begin zeventiende eeuw een houtsnijdende theorie had over hoe de klok zichzelf gelijkzette. De gnomon van een zonnewijzer (de verticale stang waarvan de schaduw op een plat vlak valt en zo de tijd aangeeft) laat op een bepaald tijdstip zijn schaduw vallen op de bol van het perpetuum mobile, waardoor de bol plotseling wat afkoelt, hetgeen een beweging induceert die gebruikt kon worden om de uuraanwijzer naar het betreffende uur te bewegen. Drebbel’s werkwijze waardig bouwde Beeckman zelf een eenvoudige zelfcorrigerende klok, gebaseerd op dat principe. Het zou kunnen.

Simon Stevin. Academisch Historisch Museum, Universiteit Leiden.
Drebbel had zijn toestel ontworpen om de verborgen krachten die het universum bewegen tot leven brengen. Maar het zou ook gebruikt worden om aan te tonen dat de aarde in 24 uur om haar as draait. Met het toestel uitte Drebbel in feite (nog vóór Simon Stevin) een van de allereerste openlijke adhesiebetuigingen aan het revolutionaire stelsel van Copernicus, waarin de aarde om de zon draait in plaats van andersom.

Toen Gerrit Schagen in 1607 Drebbel’s opdrachtbrief aan koning Jacobus publiceerde, verstoutte hij zich tot de bewering dat de astronomie eigenlijk niet volledig begrepen kan worden zonder de uitvinding van Drebbel. Hij was van mening dat Drebbel’s uitvinding de astronomie daadwerkelijk bevorderde, door het schrappen van overbodige hypothesen en berekeningen. Ideaal als didactisch model dus: als deze kennis onder sterrenkundigen algemeen bekend was, zouden voor de banen der hemellichamen minder berekeningen en gissingen nodig zijn…

“…en Copernicus soude bloeyen: want die bewyst (met reden) dat het Aerdtryck alle 24 uren ront om gaet: Maer desen Alckmaersche Philosooph cant selfde niet alleen met reden maer oock met levendige Instrumenten bewysen”.

Philippus Lansbergen
Philippus Lansbergen
De Zuid-Nederlandse predikant-astronoom Philippus Lansbergen sprak in zijn Progymnasmatum astronomiae restitutae liber (1619) zijn verbazing uit over het feit dat de voornaamste sterrenkundigen nog altijd dachten dat de aarde stil staat en dat de zon om de aarde draait. Ze hadden immers kunnen weten “dat de dagelijkse rotatie die in de hemel zichtbaar is, in werkelijkheid eigen is aan de aarde.” Hij verwijst in dit verband uitdrukkelijk naar zijn landgenoot, de summus philosophus Cornelis Drebbel, die dit immers glashelder had aangetoond met zijn perpetuum mobile.

Een Eeuwich Roersel, ’t Welck Valsch Is

Eeuwigdurende beweging, het was een serieuze en wijdverbreid besproken kwestie begin zeventiende eeuw. “Verschillende ambachtslieden proberen met grote ijver een instrument uit te vinden, dat met de hemel meebeweegt, zowel eeuwig als gelijkmatig”, getuigt de Nederlandse chroniqueur Mulerius in 1616. Alleen al die eeuw verleenden de Staten-Generaal maar liefst 35 patenten op een of andere vorm van eeuwigdurende beweging. Meestal werd water gebruikt, ter aandrijving van een waterrad, dat via schepraderen in beweging kwam, een beweging die werd ingezet om water omhoog te pompen dat dan weer op het waterrad viel, enzovoorts. Maar dat werkt natuurlijk niet.

Met de kennis van nu, over de wet van behoud van energie in het bijzonder, begrijpen we hedentendage dat een perpetuum mobile een absolute onmogelijkheid is. Als je denkt aan eeuwigdurende beweging, dan denk je doorgaans aan een roterende beweging, aan het draaien van een wiel of zoiets, een draaien dat zichzelf voortdurend in stand houdt, zonder inwerking van enige externe kracht. Dat was niet wat Drebbel voor elkaar kreeg natuurlijk.

Maar dat was zijn voornemen ook helemaal niet. Sterker nog, iedereen die een beetje op de hoogte was, wist wel dat dat niet kon. Dat kwam door het destijds algemeen bekende clootcrans-bewijs van Simon Stevin.

Simon Stevin had zelf zo’n schik in zijn gedachte-experiment met de clootcrans (hier te zien op zijn standbeeld in Brugge), dat hij het als een soort persoonlijk embleem liet afdrukken op de voorkant van zijn 'Beghinselen der Weeghconst'.
Simon Stevin had zelf zo’n schik in zijn gedachte-experiment met de clootcrans (hier te zien op zijn standbeeld in Brugge), dat hij het als een soort persoonlijk embleem liet afdrukken op de voorkant van zijn ‘Beghinselen der Weeghconst’.
In 1586 had Simon Stevin zijn Van de Beghinselen der Weeghconst gepubliceerd. Hij gebruikte een gedachte-experiment om te tonen (en bewijzen) hoe krachten werken op een hellend vlak. Men neme een clootcrans, een ketting van gelijke kogeltjes aan een snoer, met telkens gelijke tussenruimtes – denk aan een rozenkrans. Leg de lange zijde van een driehoek (waarvan de ene helling steiler is dan de andere) horizontaal op een ondersteunend vlak (zie afbeelding). Leg dan de clootcrans over de hellende zijden, zodat de rest van de ketting los onder de driehoek bungelt. Het aantal cloten op de rechterhelling is nu kleiner dan dat op de linkerhelling; door het verschil in gewicht zal de crans dus naar links gaan draaien: “De cloten sullen uyt haer selven een eeuwich roersel maken”. Toch? O wacht, “’t welck valsch is,” schrijft Stevin er nog achteraan. Valsch, oftewel ongerijmd – we kunnen immers zelf vaststellen dat het niet zo is: de clootkrans verroert geen cloot.

Drebbel was zich ervan bewust dat een perpetuum mobile op mechanische beginselen ongerijmd was. Als alchemist zocht hij dan ook niet naar de mechanische, maar naar de (al)chemische bron achter het primum mobile – de bron van alle beweging in het universum. Voor hem (en voor zijn tijdgenoten) draaide het niet om de machine, maar om de beweging. De machine was slechts de belichaming van de beweging – de beweging bezielt eigenlijk de machine, het lichaam, en zelfs het hele universum.

Opzienbarend

Drebbel’s perpetuum mobile baarde opzien in gans Europa. Dat opzien varieerde van bewondering tot spot, maar toch vooral dat eerste. Al meteen nadat Drebbel zijn plek aan het hof verwierf, werd zijn instrument een prominent onderwerp van gesprek en bekijks in de Londense scene. Het toestel werd een kwestie van verhit debat in kringen van alchemisten en geleerden; iedereen die ertoe deed in Europa speculeerde over de aard van zijn wonder-vondt. Tal van prominente bezoekers kwamen naar Londen om Drebbel’s toestel met eigen ogen te zien. In mei 1610 vereerde bijvoorbeeld de Duitse prins Ludwig von Württemberg hem met een bezoek; diens secretaris legde in zijn dagboek de bewondering en lof vast die Drebbel allerwege toekwam. Er werden kleine replica’s van verkocht aan rijke klanten voor hun rariteitenkabinetten, zoals nog te zien op schilderijen uit die tijd.

Jacobus I van Engeland in koninklijk gewaad
Jacobus I van Engeland in koninklijk gewaad – Paul van Somer I, ca. 1620
In 1625 publiceerde de arts en wiskundige Valerius Saledinus een state-of-the-art overzicht ten aanzien van het perpetuum mobile. Van alle pogingen, vond hij, verdiende Drebbel’s instrument toch wel de meeste bewondering, omdat het niet was gebaseerd op mechanische maar (zoals we al zagen) op chemische bronnen van beweging – die laatste stonden dichter bij de werking der natuur dan kunstmatige mechanieken.

Drebbel’s reputatie lag niet in de laatste plaats aan de link tussen zijn instrument en dat van Archimedes. Toen er in 1625 een Engelse vertaling van Clausius’ klassieke puntdicht over Archimedes verscheen, voegde de vertaler (Nathanael Carpenter) een commentaar toe, waarin hij het instrument van Archimedes expliciet verbond met dat van Drebbel. Drebbel had er in zijn aanbiedingsbrief zelf ook al aan gerefereerd. Het plaatste hem in een veelbesproken en meer dan waardige lijn van afstamming van de groten der oudheid.

Rijk zou hij er ondanks alle lof overigens niet van worden. De financiële toestand aan het hof (zowel in Londen als Praag) was feitelijk armzalig, en werd van jaar tot jaar beroerder. Uit alle overgeleverde documenten omtrent zijn verblijf in Engeland blijkt telkens weer dat Drebbel altijd à court d’argent (met geldtekort kampte) was. In een schrijven aan Jacobus betichtte hij de koning tamelijk expliciet van verlakkerij; hij had immers zoveel meer kunnen uitrichten…

“…indien Uwe Majesteit mij met geld had ondersteund, gelijk Zij beloofd had; maar daar Zij dat niét heeft gedaan, en ik ook geene andere weldaden van Uwe Majesteit ontvangen heb, ben ik niet meer in staat om eenige uitgaven van beteekenis te doen.”

Daarom smeekte hij Jacobus allernederigst om geld. Voor alle duidelijkheid voegde hij eraan toe “dat het beter is om niets te verwachten, dan nog langer tusschen hoop en vrees geslingerd te worden”. Het heeft weinig geholpen. Drebbel is in armoede gestorven.

Nog tijdens Drebbel’s leven stond het toestel al jaren stil (naar verluidt nadat een onbesuisd prinsesje er met haar iets te enthousiaste vingertjes aan had gezeten). De geest in de globe was de zaak moede geworden, zo luidde het spottend.

Toch moeten we zijn perpetuum mobile niet zien als een ijdele poging tot het onmogelijke. Het ding werkte. Weliswaar bracht het niet daadwerkelijk eeuwige beweging voort, maar Drebbel slaagde er wel in de beweging van de aarde ten opzichte van de hemellichamen te reproduceren. Iets dat sedert Archimedes nooit meer iemand had bewerkstelligd. Niet voor niets noemde Huygens hem ‘den Hollandschen Archimedes’.

~ Richard Ridderinkhof

Noot en bronnen

Noten:

1 – De aanbiedingsbrief, getiteld Dedicatie, Ofte toeschrivinghe van den diepsinnigen ende int licht der Natueren seer eervaren Philosooph Cornelis Jacobszoon Drebbel van Alckmaer, aen den Machtigen Coningh Jacob van groot Brittangen, treft u in zijn geheel op www.richardridderinkhof.nl/1604-drebbels-dedicatiebrief/.

Bronnen:

– J.P. van Cappelle: Bijdragen tot de geschiedenis der wetenschappen en letteren in Nederland. Amsterdam: Van der Hey (1821).
– G.C. Gerrits. Grote Nederlanders bij de opbouw der natuurwetenschappen. Leiden: Brill (1948).
– L.E. Harris. The Two Netherlanders. Humphrey Bradley and Cornelis Drebbel. Leiden: Brill (1961).
– C. van Herck. Levensverhaal van de voortreffelijken wijsgeer Cornelis Jacobsz Drebbel, Alkmaarder (1708).
– F.M. Jaeger. Cornelis Drebbel en zijne tijdgenooten. Groningen: Noordhoff (1922).
– H.A. Naber. De ster van 1572: Corn. Jac. Drebbel. Amsterdam: Wereldbibliotheek (1906)
– J. Overmars. De verschillen in de wetenschaps- en techniekcultuur tussen Nederland en Engeland 1572-1633, aan de hand van Cornelis Drebbel. Enschede: Universiteit Twente (Afstudeerscriptie) (2003).
– G. Tierie. Cornelis Drebbel (1572-1633). Amsterdam: H.J. Paris (1932).
– R. Vermij. Putting the earth in heaven. Philips Lansbergen, the early Dutch Copernicans, and the mechanization of the world picture. Firenze: Leo S. Olschki Editore (2007).