‘Nederlandse Nobelprijs’-winnaar Bram Nauta: ‘Ik wil spelen, daar komt meestal iets prachtigs uit’
Bram Nauta was deze week een van de ontvangers van de hoogste onderscheiding in de Nederlandse wetenschap. In ontelbare computerchips zit de naar hem vernoemde Nauta-schakeling. Met de 1,5 miljoen euro prijzengeld wil hij ‘vooral weer gek onderzoek doen’.
Frank Rensen 6 oktober 2023, 10:00
Bram Nauta. Beeld Niels Blekemolen
Priegelen met elektronica heeft Bram Nauta (1964) altijd gedaan. Toen een klasgenootje hem de bouwtekening van een FM-zender liet zien, moest en zou Nauta, toen 11, het apparaat bouwen. Van zijn zakgeld kocht hij onderdelen en soldeerde die volgens het schema aan elkaar, maar toen hij in een microfoon praatte, hoorde hij niets terug op de radio. Terwijl de jonge Nauta gefrustreerd aan de knoppen draaide, meldde de buurvrouw zich: ‘Waarom hoor ik jouw stem op tv?’
Over de auteur
Frank Rensen is wetenschapsjournalist en schrijft voor de Volkskrant over technologie. Hij studeerde sterrenkunde in Leiden.
48 jaar later krijgt de jonge radiopiraat de Stevinpremie, de ‘Nederlandse Nobelprijs’, voor zijn werk in de chiptechnologie. Daar zag het indertijd niet naar uit: Nauta haalde slechte cijfers en kreeg een mavo-advies. Toch bracht hij het tot hoogleraar in de chiptechnologie. Al tijdens zijn promotieonderzoek ontwierp hij een revolutionaire schakeling die onder meer wifi mogelijk maakte. Zijn andere uitvindingen zijn te vinden in miljoenen smartphones, radio’s en glasvezelnetwerken.
Printplaat waarop chips kunnen worden getest. Beeld Niels Blekemolen
Waarom presteerde u vroeger slecht op school?
‘Op mijn basisschool konden leerlingen op hun eigen tempo door de stof gaan. Het idee is dat kinderen dan zelfstandig leren werken en kunnen ontdekken wat ze leuk vinden. Bij mij werkte het averechts: ik wist al dat ik het liefst met mijn handen werkte en werd niet gestimuleerd om mijn zwakkere punten, met name lezen en schrijven, aan te pakken. Ik had niet door dat ik achter begon te lopen en richtte me vooral op het handwerk dat ik toch al graag deed.
‘Daarna ging ik naar de mavo, wat prima ging, dus wou ik door naar de mts. Mijn ouders spoorden me daarentegen aan om door te stromen naar de havo. Op de mavo moest ik regels uit mijn hoofd leren, op de havo kreeg ik op een andere manier les. Zo kon de natuurkundedocent, meneer Visser, de stof goed uitleggen, waardoor ik die ineens begreep. In plaats van de stelling van Pythagoras uit mijn hoofd te moeten leren, zag ik die driehoeken voor me, en was het opeens hartstikke logisch hoe die kwadraten in elkaar steken. Mijn cijfers schoten omhoog.
‘Daarna ging ik via het vwo naar de Universiteit Twente, waar ik na verloop van tijd steeds minder naar colleges ging. Ik vond het veel fijner om thuis in de boeken te duiken en hier en daar zelf wat uit te proberen. Dat zette zich voort toen ik ging promoveren en de hoogleraar die me begeleidde ermee stopte. Dat vond ik achteraf alleen maar fijn, ik werkte toch het liefst zelfstandig.’
In die periode ontwikkelde u ook de naar u vernoemde schakeling die in miljarden computerchips zit. Hoe ging dat?
‘Ik deed toen, en nog steeds, onderzoek naar schakelingen in chips. Dat zijn minuscule verbindingen die elektrische signalen verwerken, wat alles mogelijk maakt – van Excel-berekeningen tot videogames. Soms zie ik mezelf als een loodgieter, die de onderdelen en verbindingen in een riolering op de goede plek zet, maar dan in het klein, op een chip ter grootte van je pinknagel.
Tekening van de Nauta-schakeling. Beeld Niels Blekemolen
‘Tijdens mijn promotie werkte ik aan analoge schakelingen, die in tegenstelling tot digitale schakelingen ook signalen met waarden tussen 0 en 1 kunnen verwerken. De antenne van een radio, bijvoorbeeld, ontvangt analoge signalen en chips in de radio zetten die signalen om in geluid. Ik probeerde een schakeling te ontwerpen die analoge signalen kon manipuleren met een hogere snelheid dan tot dan toe mogelijk was.
‘Ik kwam er niet uit, en mijn ontwerpen werden steeds groter en ingewikkelder, wat me steeds verder bracht van een oplossing. Op een dag was ik het zat en besloot ik even te gaan zwemmen. Met mijn hoofd onder water zag ik toen opeens de oplossing voor me: het kon veel simpeler, met maar zes onderdelen die je in een soort propeller-vorm kunt tekenen. Ik klom gelijk uit het bad en vroeg de badmeester of ik een stuk van zijn Telegraaf mocht afscheuren, waar ik toen met een pen in mijn natte handen de schakeling op krabbelde.
‘Diezelfde middag testte ik het uit en zag dat het propellertje het binnenkomende signaal kon versterken, waardoor het vliegensvlug door de schakeling schoot en het geheel zo’n twintig keer sneller werkte dan soortgelijke schakelingen uit die tijd. Een zakenman uit Australië, die draadloze computerverbindingen probeerde te maken, was geïnteresseerd. Via de mail – telefoon was toen nog veel te duur – legde ik hem mijn schakeling uit, waarmee hij de eerste wifi-chip kon maken.’
Oscilloscoop om signalen van een testchip te meten. Beeld Niels Blekemolen
Minister Robbert Dijkgraaf keurt het beeld van ‘lager’ en ‘hoger’ onderwijs af. Hij ziet het onderwijs als een waaier, zonder hiërarchie. Hoe kijkt u daarnaar, als iemand die de hele waaier heeft gezien?
‘Ik werk deze week vanuit huis en toen ik gister van de schilder hoorde dat een dakkapel rot was, heb ik mijn gereedschap gepakt en ben ik op het dak geklommen. Dan ben ik even een timmerman, en daar haal ik evenveel voldoening uit als uit mijn werk op de universiteit. Dat werk is niet meer of minder waard en om een huis te repareren, moet je ook nadenken. Met je handen werken ís nadenken. Ik geloof ook niet in ‘laag’ en ‘hoog’ onderwijs, het enige dat verandert van bijvoorbeeld mbo naar wo is de hoeveelheid voorkennis die je nodig hebt om iets moois te verzinnen of maken.
‘Ik heb zelf altijd willen begrijpen hoe machines en apparaten werken, en door die nieuwsgierigheid ben ik blijven doorstuderen. Maar je hoeft niet steeds iets nieuws te doen of ergens beter in te worden om trots te kunnen zijn. Je kunt ook gewoon een huis mooi schilderen en daar voldoening uit halen. Zo werkte het in eerste instantie ook bij mij: ik werd uitgedaagd door mijn hobby. Dat kan voor iedereen, ongeacht op welke school je zit.’
Die hobby heeft geleid tot de Stevinpremie, samen met de Spinozapremie de hoogste onderscheiding in de Nederlandse wetenschap. U krijgt 1,5 miljoen euro. Wat gaat u daarmee doen?
‘Ik wil weer gek onderzoek gaan doen. Veel onderzoek wordt tegenwoordig gefinancierd door bedrijven, en die willen logischerwijs dat hun investering iets oplevert. Daarom moet wetenschappelijk werk leiden tot een concrete toepassing. Maar wetenschap begint uiteindelijk bij nieuwsgierigheid, juist zonder interesse waar die nieuwsgierigheid toe zal leiden. Ik ontdekte mijn schakeling ook niet omdat ik er naar zocht, ik vond het werk gewoon interessant, als puzzel. Ik wil weer spelen, daar komt meestal iets prachtigs uit.
Knutselwerk door Bram Nauta. Beeld Niels Blekemolen
‘Zo vraag ik me soms af: hoeveel pingpongballen zouden er in mijn kantoor passen? Zelfs als het je lukt een antwoord te vinden, heb je er niets aan. Maar je kan niet weten wat je gaat leren terwijl je op zoek bent naar het antwoord. Misschien ontdek je wel een of ander gaaf isolatiemateriaal. Ik heb allemaal van dat soort vragen liggen, maar dan over chips. We komen er steeds niet aan toe, omdat we eerst altijd iets sneller, efficiënter of goedkoper moeten maken. Met dit budget gaan we weer knutselen.’
