第六章 創造論與進化論 四、宇宙的起源
    雖然起源問題無法直接用科學的方法重演,但科學家們仍在觀察、推理的基礎上對宇宙的起源提出各種假說。現在,大爆炸論被廣泛地接受。李志航博士在《科學對基督教的挑戰》和梁斐生博士在《真金不怕洪爐火》兩本書中對此都有引人入勝的論述。

    宇宙不是永恆的

    十九世紀三十年代初期,德國醫生奧伯斯(Olbers)從一個簡單的觀察中提出宇宙不是處于衡定狀態的假說。大家都知道星與星之間的夜空是完全黑暗無光的。奧伯斯首先想到,這說明宇宙中星球的數目是有限的,不能使宇宙的每個角落都發光。其次他假設,由于星球之間的萬有引力,星球之間的距離會越來越小;或者由于什麼尚不清楚的原因,萬有引力會被抵消,使星球間的距離不斷加大,即宇宙可能在澎漲。但這種假說未引起當時科學界的注意。

    本世紀二十年代,美國天文學家觀察到了紅移現象(redshift)。他們發現距地球很遠的星球或星系射到地球的光比主離地球近的星的星光弱而且較偏紅色,即偏向可見光中的長波光譜。在聲學上有一種現象叫做都普勒轉移(DopplerShift)︰當一個運動物體接近我們時發出的聲波頻率偏高;當它遠離我們而去時發出的聲波則偏向低頻。一個最常見的例子是,當火車駛進站時,站在月台上的人听到它的鳴笛十分高亢,當它離站駛去時,笛聲則變得低沉。因此天文學家們把紅移現象解釋為︰遠處射出紅光的星球正在以高速度遠離地球。

    幾年後,愛因斯坦于1917年發表了著名的普遍相對論,震動了科學界。一些科學家發現相對論的公式包含有宇宙不恆定的結論。但愛因斯坦不同意此見解,他當時以為自己的計算有誤差,于是在方程式中又加進一個常數,以抵消宇宙有不斷澎漲或收縮的可能性。

    1931年,美國天文學家哈博(EdwinHubble)用當代最大的二百寸天文望遠鏡驚奇地發現在銀河系外還有千千萬萬個天河系,而且這些天河系明顯地不斷迅速向外擴張。在事實面前,愛因斯坦承認他在相對論公式中所加的宇宙常數是他一生中最大的失誤。盡管他感到有些刺激,並認為不盡合理,仍勉強地接受了“宇宙有個原始的必須性”的假說。由于理論和觀察都提供了充分的證據,此後科學界再不懷疑宇宙確實是在澎漲了。

    大爆炸理論的確立

    基于宇宙在不斷澎漲的事實,早在四十年代,旅美俄裔物理學家伽莫(GeorgeGamow)等科學家就預期說,如果宇宙是由大爆炸產生的,那麼原始火球一定會留下某種痕跡,一定可以在太空中找到某些余留的背景微波輻射。當宇宙不斷澎漲時,這種幅射波也會跟著澎漲,宇宙的溫度也不斷下降。他們計算的結果,現在這種幅射所代表的溫度是在一-268℃左右。只是,他們的預測並未引起應有的重視。當時,一般實驗室沒有足夠精密的儀器來偵測這種微波。

    1965年,美國電訊公司的貝爾(Bell)研究所的兩位科學家彭茲雅(ArnoPenzias)和威爾遜(RobertWilson)用一種敏感的天線裝置測量銀河系的電波時,記錄到很多雜音。他們一直以為天線有毛病。但天線經過徹底檢查,確保無誤後,這些雜音仍然存在,而且從各個方向測量的結果完全一樣。這種雜音的強度所代表的溫度是-270℃左右。

    與此同時,以狄克(R.Dicke)為首的美國普林斯頓大學的一群物理學家也在尋找太空微波。他們理論計算的結果是,如果宇宙是由大爆炸而來,其遺留的爆炸微波所代表的溫度應是-263℃左右。有趣的是,這兩個研究小組並不相通,而且他們都不知道伽莫等人在1948年所作的計算。一個偶然的機會,他們得知了彼此的研究情況,並認為彭茲雅和威爾遜接收到的雜音正是大爆炸後余留至今的微波幅射!當他們的研究結果在天文物理學報上發表後,引起強烈震動。其他科學家隨後所從事的觀測和計算,也完全一樣。由于這一震驚世界的發現,彭茲雅等獲得1978年諾貝爾獎。

    此外,根據大爆炸理論,宇宙中最先形成的元素是原子量小于7的元素,主要是氫和氦。氫和氦在宇宙中的比例的理論推算與現今在宇宙中測定的是吻合的。二十年來,物理學家用核子加速器研究不同核子、粒子高速踫撞的結果,用以推測宇宙形成過程中不同核子的比例,其推測結果也與今天實際觀測的比例一致。

    大爆炸理論能合理解釋宇宙的澎漲,又有與理論推算相符的直接證據(遺留微波輻射),盡管在細節上還有不少問題,現已成為廣泛被接受的關于宇宙起源的熱門理論。

    大爆炸理論的超然性質

    大爆炸理論的觀點、推論和實際觀測結果中,包含了許多奇特、不可思議和超越自然律的部分。對此,梁斐生博士在《真金不怕洪爐火》一書中有詳盡論述。我這里只簡要地舉出幾點。

    第一,現在多數宇宙學家都認為,在大爆炸之前,沒有能量、物質、時間和空間。可是,如果什麼都沒有,爆炸怎麼會發生呢?而且,宇宙這種“無中生有”的起源是與熱力學第一定律不相符的。

    第二,前面提到,當一個過程處于初始階段時,冷熱不均衡,熵質很低,然後冷熱趨于均勻,熵值不斷增高。但英國著名天文學家彭羅斯(RnogerPenrose)卻提醒人們,原始爆炸的火球原是處于熱澎漲平衡狀態,具有極高的熵值。這又是與熱力學第二定律尖銳地對立。

    第三,根據宇宙新澎漲論,在大爆炸發生後的10E-23(10的-23次方)秒的一瞬間,宇宙澎漲了10倍,其澎漲速度遠遠地超越了相對論中的光速極限。

    第四,正如把衛星發射到預定軌道要求精確的火箭發射速度一樣,大爆炸後宇宙澎漲的速度快一點、慢一點都不行。科學家們計算後指出,宇宙澎漲的速度超然地精確!

    第五,現在大多數學者對大爆炸後10E-50(10的-50次方)秒以後的過程已有不少共識,但對大爆炸後10E-35(10的-35次方)秒之內的情況卻根本無法窺測。因為在這段時間內,溫度極高,一切自然律都失去了功效。換句話說,宇宙是在超自然的狀況中產生的。

    最後,我們一般人都會認為,如此劇烈的大爆炸的結果,一定是雜亂無章的,就象炸彈的爆炸一樣。然而實際情況卻大出人的預料。美國太空總署為偵測大爆炸遺留的背景微波幅射而特別發射的衛星于1989年11月升空後兩年內收集到的資料表明,宇宙每一個方向的背景溫度完全一致,只相差萬分之一凱爾溫度!到1992年,科學家從該衛星收集到的幾億個測量數據中發現,它們只相差萬分之三度!也就是說,大爆炸所產生的微波細浪是出奇地均勻、平滑!然而,從這種極度的均勻狀態中又何以能形成各種不同的元素、產生各種不同的星系、星雲,形成現在所看到的不均勻的宇宙呢?

    上述這幾點,都是自然律無法解釋,人類有限的頭腦無法測透的。現在人們普遍接受的關于宇宙起源的大爆炸理論指出,宇宙不是永恆的,宇宙必有一個開始,一個超越自然律的開始。這個結論與進化的模式無法協調,卻與神創造宇宙的創造模式完全吻合。

    宇宙的起源和科學家的信仰

    我過去以為,我相信現在很多學生、學者仍然以為,科學研究的結果是最客觀、可靠的,因為科學家是不偏不倚、完全公正地從實驗、觀測數據中得出結論的。不幸,事實並非如此。這里姑且不論那些不時被暴光的偽造實驗數據的丑聞。對一般科學家而言,由于世界觀和信仰不同,在科學研究中總會有意無意地、或多或少地重視或偏愛自己所預期的結果,會接受和堅持那些證據並不十分充分、但符合自己世界觀和信仰的假說或理論。真正要做到客觀、公正,敢于在真實面前修正自己的觀點是相當不容易的。這在宇宙起源的研究中也看得很清楚。

    不少受人文主義影響的科學家堅持宇宙永恆、自然演化的無神論觀點。在紅移現象被發現、推測宇宙在不斷澎漲的假說提出後不久,愛因斯坦推出相對論。當別人指出相對的公式中含有宇宙澎漲結論時,愛因斯坦不接受,以為自己的計算有誤,所以特引進一個宇宙常數以消除宇宙澎漲或收縮的可能性。他這樣做並不是因為一時疏忽,而是他不相信宇宙有個開始。以至他最後公開承認失誤,接受了宇宙在澎漲宇宙必有個開始後,心里仍感到別扭,他在和朋友的通信中說︰“宇宙澎漲之說,對我有點刺激。”“承認這些證據的可能性,似乎不合理。”但這位科學巨匠是值得欽佩的,他畢竟有承認錯誤的勇氣。

    宇宙澎漲獲得充分證據後,伽莫等科學家早在本世紀四十年代就提出大爆炸論的假說,但不受科學界青睬。在四十年代末期一批物理學家提出宇宙衡態論(QteadyState),認為宇宙雖在澎漲,但宇宙可以從一個尚不知曉的地方不斷產生新物質(可能是氫),以填補宇宙澎漲後留下的空間,使宇宙的平均密度保持不變。此假說並無充分的事實依據,但因它既能解釋宇宙的澎漲這個事實,又表明宇宙不需要有個開始,因此立即獲得科學界的廣泛支持。可見,世界觀有時比事實更重要。

    現在,大爆炸理論已站住腳跟,衡態論已失去優勢。但仍有科學家不願接受宇宙有個開始的結論。于是又有人提出一種新的假說,循環論(OscillatingTheory)。這個假說承認宇宙是由大爆炸而來,宇宙在澎漲之中;但由于萬有引力,有一天宇宙不再澎漲,進而開始收縮,密度和溫度不斷增高後,復變成原始火球,于是又發生大爆炸。如此澎漲、收縮,周而復始,所以宇宙仍然沒有開始。循環論也並沒有什麼事實根據/李志航在《科學對基督教的挑戰》論及循環論面對兩大難題。第一,除非宇宙的物質再增加十倍,否則沒有足夠的萬有引力可以阻止宇宙的澎漲。第二,根據物理學和熱力學的理論計算,如果宇宙具有不斷澎漲收縮的周期,每一周期中光子對核子的比例會越來越大;如果宇宙無盡地澎漲——收縮循環,今天光子對核子的比例應是無限大,但這顯然與事實不符。

    但也確有不少科學家在研究宇宙起源中進一步認識了神。因發現大爆炸余留的微波幅射而獲得諾貝爾獎的彭茲雅(Penzias)就公開表示,聖經的記載和當前天文學的最佳科學佐證不謀而合。當美國著名的LawrenceBerkeley實驗室的科學家于1992年發現大爆炸遺留的微波幅射是那樣均勻雅致,那樣精美絕倫時,他們說這好象是親眼看到了神一樣!神一直借著《聖經》和大自然向人們啟示他自己。凡真誠尋求真理的科學家都能認識他。

贊助商鏈接