开尔文爵士 (Lord Kelvin, 1824-1907)


 (A)  开尔文的生命历程

1.      这位原名为威廉.汤姆森(William Thomson)[1]的英国物理学家, 在1824年6月26日生于英国北爱尔兰东部港市 — 贝尔法斯特(Belfast).

2.      6岁时母亲离世. 他的父亲(James Thomson)便带着6个孩子离开家乡, 到英国苏格兰中南部港市的格拉斯哥大学(University of Glasgow)担任数学系教授.[2]

3.      1834年(10岁时), 开尔文以数学资优学生的资格, 进入格拉斯哥大学.

4.      1841年(17岁时)以优越成绩进入剑桥大学, 并于1844年大学毕业.

5.      1846年(22岁时), 剑桥大学重金礼聘他到这间世界闻名的大学长期任教, 他没有接受, 却回到母校格拉斯哥大学担任首席的物理教授.

6.      1851年被选为伦敦皇家协会(Royal Society of London)会员.

7.      1856年荣获伦敦皇家协会所颁的奖章(Royal Medal).

8.      1890-1895年间担任伦敦皇家协会主席(president).

9.      1895-1907年间担任爱丁堡皇家协会(Royal Society of Edinburgh)主席.

10.  1907年12月17日离世归回天家.

(B)  开尔文的学术表现

1.      10岁就自修微积分, 并在当年以数学资优学生资格进入格拉斯哥大学. 对于这位小天才, 格拉斯哥大学教授汤姆森(Thomas Thomson)在学校的记录簿上写道: “我很惊讶地发现, 开尔文上课所做的笔记, 几乎跟我自己的讲稿一样好.”

2.      12岁时就以翻译古希腊作家卢奇安的《对话》(Lucian’s Dialogues)而得奖.

3.      13岁读完法国大数学家傅里叶(Joseph Fourier, 1768-1830)的热传导数学, 从此开始结合物理和数学.

4.      15岁时就发表“有关地球密度的探讨”(The Investigation of the Earth’s Density), 荣获大学独立研究比赛的首奖.

5.      17岁时到剑桥大学专攻高等数学.

6.      20岁时以最优异的成绩毕业, 过后到巴黎大学学习物理实验.

7.      22岁时就已发表50篇关于数学的论文.

(C)  开尔文的科学贡献

1.      发展热力学理论, 提出热力学第二定律, 被称为“热力学之父”(Founder of Thermodynamics).[3]

2.      于1848年创立热力学“绝对温标”(absolute temperature scale). 为记念其贡献, 这温标较后称为“开尔文温标”(Kelvin scale). 绝对温标的单位 — K, 就是取自他姓氏(Kelvin)的缩写.[4]

3.      首创液化氢和氦的方法(method of liquefying hydrogen and helium).

4.      首先帮助人类了解弹性的理论(theory of elasticity).

5.      担任第一条海底电缆的顾问和工程师, 于1858年成功在大西洋海底首设长达4千8百公里的铜丝电缆.

6.      设计了第一部电子检流器(galvanometer), 检测传来的电子信号.

7.      开拓了环球电子通讯的首页, 因而于1866年被英国皇室封为“开尔文爵士”.

8.      发明现代的航海罗盘针(compass), 测潮器(tide predictor), 测深器(depth sounder), 虹吸记录仪(siphon recorder)等.

9.      在一生中发表了超过600篇的研究报告.

(D)  开尔文的信仰见证

1.    引向信仰道路之书: 16岁时, 开尔文读到尼古拉(Nicol)教授写的《太阳系的次序与现象》(The Phenomena and Order of the Solar System)一书, 书中提到天文学大师开普勒(Johannes Kepler, 1571-1630)时这样写道: “这位德国的科学家, 从小就以天才著称, 但是愤世嫉俗, 处处与人格格不入…. 他后来发现问题的关键在于, 他内心深处在寻找‘必要的永存不朽’(Necessary Immortality), 于是他不看地上的人事物, 转而研究天上星辰的运动, 因此宣告上帝的作为在那里(The Finger of God is there)!” 这个短短的见证把开尔文引向信仰之路.

2.    引用圣经证实定律: 开尔文的日记里, 每天都写下一句他当天所背下的圣经经句. 在他发表的研究报告里, 也时常提到信仰, 并引用圣经. 例如: 当他发表热力学第二定律时, 他引证圣经里诗102:26: “天地都要如外衣, 渐渐旧了…”, 表示能量的反应进行导致“有效能量”逐渐减少.

3.    解释神今仍行神迹: 当他在28岁发表热动力理论(The Dynamic Theory of Heat)时, 他在研究报告上写道: “上帝在这个时代还行神迹吗? 是的! 科学的知识是来自上帝的作为, 放在我们的心中, 使我们能够了解. 过去, 他把异象放在先知的梦中, 现今他把知识放在人的心中, 使人能够建立理论去说明这个世界的真实. 人有理解的心智, 是上帝所创造(这就是个显而易见的神迹).”

4.    深感神的慈爱恩典: 在发表潜热(Latent Heat)的演讲上, 他说道: “如果没有水的潜热现象, 人类将立刻面对世界灭亡的浩劫. 因为两极的冰山将立刻溶化, 大水将淹没全地. 我愈了解水的特性, 愈知道这是出于上帝的慈爱与恩典.”

5.    堵住进化论者的口: 开尔文将他的信仰表白都放在研究报告里, 引来许多进化论者的反对, 甚至群起召开大会与他辩论. 在辩论会上, 进化论者挟着袭卷整个生物科学界的气焰, 炮火凶猛地攻击他.

开尔文静静地坐在台上, 静听默想, 然后投出第一个问题: “进化论是一个学说呢? 还是一个不变的定律?” 这个问题立刻压制了对方的气焰. 因为进化论若是一个真理, 为何进化论里充满假设(assumption); 如果进化论只不过是一种未定的学说, 为何支持进化论的人像支持真理般的不容别人质疑? 开尔文深知进化论的缺点, 就是违反了热力学定律.[5] 他说: “进化论假设整个生物的进化与年代, 都在与今天相同的环境里产生, 这种臆测, 违反了热力学的定律.”[6]

开尔文继续投出第二个问题: “进化论能够回答生命是怎么产生的吗?” 这个问题不仅让会众安静, 也让与他争辩的进化论大将赫胥黎(Thomas Henry Huxley)[7]哑口无言. 开尔文说: “我们都知道地球的地质年代上, 有一段漫长的年代是没有生命的, 而后突然有生命产生. 没有任何力量可以产生生命: 无论是机械性的动力, 是化学的变化, 是电子的传递, 是矿物的结晶, 是原子的力量, 都无法使生命从无变有. 当你认真地面对这个问题, 你必须承认这是科学跨不过的门槛. 这是上帝的奥秘. …我并不反对生命在产生以后, 因着某些环境的改变, 生物会有一些进化的现象,[8] 但是最基本的真理仍不改变 — 是上帝创造了生命, 并且有智慧地掌管一切.”[9]

“因此,”他投出第三个问题: “人有道德、有爱、有对于永生不朽的渴慕. 如果人只是无意义的, 偶然的进化产物, 怎么会问这些有意义的问题呢?” 开尔文只用5分钟就结束了辩论. 他说明一点, 即使有进化论, 上帝仍是进化论的主. 开尔文说: “人类承认自己所知的有限, 是科学最关键的原理.” 张文亮贴切地总结开尔文的论点: “今天进化论已经袭卷整个知识界, 并且掌控社会学、人类学、经济学、心理学… 的思想主轴. 但是进化论违背开尔文所提的‘热力学定律’, 在追求精确的科学里, 进化论仍是被质疑的‘论’(theory, 理论), 不是颠扑不破的‘律’(law, 定律). 至今我们仍称之为‘进化论’而非‘进化律’.”

6.        一生坚信神的真实: 他一生坚信人所看到的物理、化学、生物的现象, 背后有一个看不见的共通原则在引导着, 这就是“能量”(Energy); 只要能够了解能量的改变和运作, 就能解开物理化学之谜. 他相信这能量是来自上帝永恒的智慧与掌管的权能, 彰显神“托住万有”的能力(来1:3), 所以他合理地总结道: “环绕我们四周, 都有强烈证据显示有智慧和恩慈的设计… 无神论何等荒唐, 我实在不能用言语去形容.” 他强调说: “有关生命的来源, 科学… 正面地肯定了创造的大能!”[10]

 

人类历史上有许多信靠神的伟大科学家.

这群科学精英, 把生命建立在基督信仰的坚固磐石上,

而非哲学理论的松软沙土上, 所以我们并不希奇,

他们可以展开信仰与科学的双翼, 翱翔于永恒真理的天空

 参考书目

张文亮著, 《我听见石头在唱歌: 科学大师的求学, 恋爱与理念(二)》, 台北: 校园书房出版社, 1998年, 第49-58页.

Abou-Rahme, Farid.  And God Said . Kilmarnock: John Ritchie Ltd., 1997.

Allen, Robert(ed.). Chambers Encyclopedic English Dictionary. Edinburgh: Chambers, 1994.

Graves, Dan. Scientists of Faith. Grand Rapids: Kregel Resources, 1996.


[1]               这位原名为威廉.汤姆森(William Thomson)的奇才, 过后被封为开尔文爵士(Lord Kelvin). 现今的人较喜欢称他为Kelvin — “开尔文”(《英汉大词典》的译法), 或译作“凯尔文”(张文亮)、“克尔文”等等.

[2]               开尔文的父亲本有意当长老会的牧师, 但为了供养孩子而担任数学系教授.

[3]               热力学第一定律是由焦耳(James Prescott Joule, 1818-1889)所提出, 也称能量守恒定律(Law of Conservation of Energy). 开尔文以更精确的词汇解释热力学第一定律, 并提出热力学第二定律, 或称能量减损定律(Law of Deterioration of Energy). 第一定律指出, 能量虽能改变形态, 但既不能被创造, 也不能被毁灭, 所以总能量是固定不变的. 圣经解释为何能量不能被创造, 因为神在第七日歇了他一切创造之工(创2:2); 能量不能被毁灭, 因为神“常用他权能的命令托住万有”(希1:3). 第二定律指出, 能量从一种形态转变为另一种形态时, 其中的一些要变为热量, 再也不能变回原来的形态; 换言之, 所有物理系统在没受外来干扰之下, 只会逐渐变为无秩序和混乱(热力学称混乱为“熵” — entropy). 当人犯罪后, 神就引进第二定律, “天地都要如外衣渐渐旧了”(诗102:26, 参罗8:20-23). 爱因斯坦(Albert Einstein, 1879-1955)证实, 在人类所知悉的整个宇宙中, 没有一刻不应用这两条定律. 威明顿(著),《威明顿圣经辅读: 卷下》(香港: 种籽出版社, 1986年), 第966页.

[4]               开尔文发现, 温度 –273.15 ºC (或 – 459.67 ºF) 是最低的温度, 再没有温度比这更底; 所以便把这温度(–273.15 ºC) 称为“绝对零度”(absolute zero), 即“零”K (K = Kelvin); 开尔文温标就是从绝对零度算起(例如: 0.01K、4.2K等等, K = Kelvin).

[5]               热力学第二定律指出, 所有物理系统在没受外来干扰之下, 只会逐渐由有规律变为无规律, 由秩序变为混乱, 精密变为简单, 例如美丽的房屋数百年后变成散乱的砖堆; 但进化论却假设生物从简单“进化成”精密, 例如由简单的阿米巴单细胞进化成精密的人类, 可见进化“论”不可靠, 因它违反热力学第二“定律”.

[6]               热力学第二定律指出“有效能量”是不断地减损, 所以今天的环境肯定与从前的不同.

[7]               赫胥黎(T.H. Huxley, 1825-1895)是英国的博物学家和教义改革家. 他支持达尔文学说, 是第一个(以进化论观点)提出人类起源问题, 并首次提出“不可知”一词的学者, 著有《进化论与伦理学》和《人在自然界中的地位》.

[8]               开尔文所指的“进化”, 很可能就是现今所谓的“微进化”(Microevolution), 即在同一种类(species)的生物中可观察到的变形, 但进化论所提倡的, 其实是“广进化”(Macroevolution), 即从某一种类的生物变形成另一个完全不同种类的生物.

[9]               开尔文强调是圣经中那独一无二的神创造了万物, 但很可悲, 今日竟有人鼓吹“开尔文意识运动”(The Kelvin Consciousness Movement), 崇拜开尔文为创造万物的主(Lord), 并求他拯救他们脱离“熵”(即混乱, entropy)的危险; 参 http://www.zapatopi.net/lordkelvin.html

[10]             Farid Abou-Rahme, And God Said (Kilmarnock: John Ritchie Ltd., 1997), 第27页.



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