Wonderen en Natuurwetten
========================
Han de Bruijn, maart 2019

In 1989 hield Ad Lagendijk, tegenwoordig hoogleraar aan de Universiteit van Amsterdam,
een geruchtmakende inaugurale rede, met als titel "De arrogantie van de fysicus".
We zijn inmiddels dertig jaar verder, maar helaas is de toespraak nog steeds actueel,
ja zelfs actueler dan ooit.

Het volgende citaat uit de rede is afkomstig van G.N. Lewis, een Amerikaans fysisch
chemicus: "Het was wetenschappelijke arrogantie die een wet van de natuurkunde een wet
van de natuur noemde." Een natuurwet of een wet van de natuurKUNDE, dat is een subtiel
maar wezenlijk verschil. Voor een gelovig iemand zeker. Want in het eerste geval - wet
van de natuur in letterlijke zin - is God de wetgever. Maar als God de wetgever is, dan
heeft Hij de macht om van zijn eigen wetten af te wijken. Met andere woorden: Hij is in
staat om een natuurwet naar believen buiten werking te stellen. En het moment waarop dat
gebeurt zou men met recht een wonder kunnen noemen.

In het tweede geval - met natuurwetten bedoelen we eigenlijk wetten van de natuurKUNDE
- dan zijn het ongetwijfeld mensen die de wetten hebben opgesteld, om technologie te
kunnen bedrijven bijvoorbeeld. Maar als natuurwetten mensenwerk zijn, waarom zou het dan
met deze wetten anders zijn gesteld dan met andere dingen die door mensen zijn bedacht?
Kan aan werk van mensenhand zo maar en zonder voorbehoud een absolute geldigheid worden
toegekend?

Veel mensen zullen echter willen ontkennen dat de wetten van de natuurkunde geen wetten
van de natuur zouden zijn. Dus laten we voor het vervolg van ons betoog aannemen dat zij
gelijk hebben. Worden ons dan alle argumenten uit handen genomen? Moeten we dan aannemen
dat wonderen inderdaad niet kunnen, omdat zij strijdig zouden zijn met de natuurwetten?

Laten we kort onderzoeken wat de natuurkunde zelf zegt over de zogenaamde natuurwetten.
Belangrijk in dit verband is het werk van een vrouwelijke wiskundige: Emmy Noether.
Noether formuleerde in het begin van de vorige eeuw een stelling die - hoe kan het ook
anders - bekend staat als de Stelling van Noether. Zonder grondige kennis van wis-
en natuurkunde is het niet gemakkelijk het waarom van deze stelling te begrijpen,
maar het eindresultaat laat zich vrij eenvoudig formuleren. Zonder al te veel in
technische details te treden als volgt:

- als een natuurkundig experiment ongevoelig is voor een verplaatsing in de ruimte,
  dan levert dit een wet van behoud van impuls op
- als een natuurkundig experiment ongevoelig is voor een draaiing in de ruimte,
  dan levert dit een wet van behoud van impulsmoment op
- als een natuurkundig experiment ongevoelig is voor een uitvoering op een ander tijdstip,
  dan levert dit een wet van behoud van energie op

In een collegediktaat Voortgezette Quantummechanica (TU/e) staat de volgende opmerking met
betrekking tot de technische details. Het is van belang het systeem waarop de symmetrie-
beschouwingen betrekking hebben goed te definiëren en te onderscheiden van de "buitenwereld".

Nu is het bij "normale" natuurkunde uiteraard het geval dat je een experiment of technische
toepassing overal op aarde en daarbuiten, in een willekeurige positie en op een willekeurige
tijd moet kunnen uitvoeren. Als dat niet zo zou zijn, dan was iedere vorm van technologie
zowiezo ondenkbaar. Maar hoe is het gesteld met "abnormale" natuurkunde, een gebeurtenis
die niet verplaatst kan worden, niet gedraaid kan worden en niet voor herhaling vatbaar is?
Volgens de stelling van Noether behoeven dan de wetten van impuls, impulsmoment en energie
in zo'n geval niet per se op te gaan. De natuurkunde doet in feite geen uitspraak over zulke
gebeurtenissen, om de eenvoudige reden dat ze eigenlijk niet tot de natuurKUNDE behoren.

Om kort te gaan: strikt genomen is er in de natuurkunde geen wet die een verbodsbordje plaatst
bij het plaatsvinden van een volstrekt unieke gebeurtenis, een wonder.