“放射性测量法”真的准确可靠吗?

科学见证

“放射性测量法”真的准确可靠吗?

阅读报章或杂志时, 我们有时读到在某处挖出一些人类, 恐龙或其他生物的化石; 根据所谓“科学性的测量法”, 它们有上百万至千万年的历史. 你是否有问过, “科学家到底如何算出它们的年代呢? 这些测量法到底可不可靠呢?”

有几种可被采用的测量法. 其中最常用的, 便是“放射性测量法”. 阅读科学刊物时, 我们经常见到它被用来断定那在地球岩层内, 某个特定地层的年代. 这放射性测量法已成为那些主张地球有数十亿年之久的人, 尤其是进化论者, 所提出的理论之重要基础. 现在让我们来看放射性测量法是如何测量年代, 并评估它的准确与可靠性.[1]

A. 放射性测量法(Radiometric Dating Method)

A.1 放射性测量法的原理

在测量时间方面, 常用的放射性测量法有:

(1)铀-铅法/铀铅侧年法(uranium-lead dating method);

(2)铷-锶法/铷锶侧年法(rubidium-strontium dating method);

(3)钾-氩法/钾氩侧年法(potassium-argon dating method).

这些母元素(element)或简称元素(铀、铷、钾)在衰变(decay)时, 就会变成其本身系统中的子元素(铅、锶、氩). 根据这个原理, 用一种称为分光计的仪器, 便可测量出母元素与子元素有关的放射线. 按照放射性测量法所测出的元素系统之衰变率, 便可决定已经衰变的年代有多久, 例如铀衰变成铅. 科学家测量一块岩石样本内铅的份量, 并铀变成铅的衰变率, 便可计算出石头的年龄.[2]

A.2 放射性测量法的弱点

这种测量年代的技术是基于下列三个“假设”(assumptions):

(1) 元素系统最初都是由母元素组成, 绝不含子元素;

(2) 从开始衰变以来, 其衰变率是恒久不变的;

(3) 元素系统是关闭性的, 没有任何增减.

以上三个假设, 没有一项经得起实验的证明. 例如, 没有人知道这些元素系统最初的成分; 认为这个系统一开始时就是百分之百的母元素, 绝不含一点子元素, 纯粹是一项假设. 其次, 没有证据显示过往和现今的衰变率完全相同不变. 自然界中的一切过程, 其速度都受一定的环境因素影响; 例如, 在辐射质变的过程中, 极端的高热就会大大地改变它的动率.[3] 第三, 在自然界根本没有所谓关闭性系统; 认为在长时间变化过程中, 不会有任何外界的影响, 这想法更是假想. 所以我们根本不可能主张一个母元素或子元素在数十亿年中, 在数量上从没有增加或减少. 因此, 建立在这三个备受质疑之假设的放射性测量法, 是不可靠的, 因为它纯属推测, 并有许多矛盾的地方.

A.3 放射性测量法的矛盾

放射性测量法有许多缺乏一致性的地方, 叫人置疑其准确性与可靠性. 例如, 阿波罗11号从月球带回来的土壤, 科学家曾用四种不同的放射性测量法推算其年代, 但却产生了四种不同的结果: (1) Pb207-Pb206法 = 46亿年; (2) Pb206-U238法 = 54亿1千万年; (3) Pb207-U235法 = 48亿9千万年; (4) Pb208-Th232法 = 82亿年. 从同一个地点取回的月球岩石, 用钾-氩法的方式推算, 年代则为23亿年. 再用另外五种不同的方法推算, 又得到五个不同的年代. 哪一个才是正确的呢? 这些资料曾在1970年1月30日《科学杂志》(Science)第167期上发布.

此外, 科学家用三种不同的方法, 来推算阿波罗16号从月球带回来的岩石, 其结果是由70亿年至180亿年的差距. 负责研究的科学家认为这些年代都不正确, 因为这些样本含铅量过高. 过后, 他们将这些样本以酸性处理的方法, 把铅去掉, 推算的结果为38亿年, 这样的结果才较可以考虑接受. 这是1973年1月30日《科学杂志》(Science)第916页上的报道.

再者, 第三个假设(即元素系统是关闭性的)表示在铀衰变成铅的例子中, 所有石块中的铅都是由同一石块中的铀衰变而来. 这导至推算出来的年岁, 远超出实际的年岁. 库克博士(Dr. Melvin Cook)是研究这领域的诺贝尔奖得主. 他发现铅并非如“假设”所说, 只从铀衰变而来. 他应用中子反应(Neutron reaction)修改了放射性测量法. 结果, 一块曾被测定为6亿高龄的质寒武纪时代石块(Cambrian Rock), 经修定测试后, 只有数千年的年岁.[4]

我们若质疑某种推算方法的准确性, 那么最好的验证方法, 便是用它来推算一种已知其年龄的材料. 若推算的结果与已知的年龄相符, 这就证明此推算方法是准确可靠的. 现在我们就拿一个已知其年代的火山岩样本, 用放射性测量法推算它的年龄. 1968年7月15日在《地球物理研究专刊》(The Journal of Geophysical Research)第73期报道, 1800年及1801年(即大约200年前)在夏威夷的水中所形成的火山岩, 曾以钾-氩法推算其年代, 结果显示它为1亿6千万年至30亿年前形成的岩石. 这足以证明放射性测量法所推算出来的年代, 与实际形成的年代, 有令人惊讶, 非常离谱的差距.

科学刊物中还有许多其他的例证, 显示这放射性测量法将近代才形成的火山岩, 推算为千万年至万万年前形成的年龄. 显而易见, 这些测量法的可靠性出了问题, 绝非人们所谓的那样准确. 但科学家就是用这种备受质疑的方式来推测, 并错误地断定地球和地层有数十亿年的历史.

A.4 放射性测量法的误导

科学刊物里的专题报道, 提出对年代的一些重要发现, 以支持进化论者对太初的看法. 这些年代许多是以放射性测量法推算出来的. 但很可惜, 许多读者都盲目地接受这些“推测的年代”, 从不过问其测量法的可靠性. 让我们看几个例子.

在1973年6月《国家地理杂志》(National Geographic)里有一篇重要的专题“头颅骨1470”, 报道在非洲由李察.里基(Richard Leakey)发现的一个人类头颅骨. 这篇专题指出, 这个头颅骨, 经推算有280万年历史. 第824页说明其确定年代的方法, 便是放射性测量法中的钾-氩法, 是先推算一些头颅骨附近的火山岩的年代, 过后才以它来推算头颅骨的年代.

另一篇专题就是1976年12月, 在《国家地理杂志》里报道有关由强生(Donald Carl Johnson)所发现的一些人体骸骨. 他把这副人体骸骨称为“露西”, 认为“露西”就是猿与人之间非常可信的关连. 第801页指出, 这副骸骨大约有300万年之年龄. 这年代的确定是就此化石周围的火山岩, 采用钾-氩法推测而来的.

此外, 在1979年4月《国家地理杂志》上, 刊登了一篇题为“灰烬时期的脚印”的文章, 作者玛丽.里其(Mary Leakey)认为这些脚印是360万年以前, 像人猿的人类所留下的.她也是用钾-氩法的放射性测量法, 来测量火山岩而推算出此年代.

在这三个例子之前, 我们已经研讨过, 借着对已知其年代的火山岩而作的推算, 证实放射性测量法是非常不准确的. 因为放射性测量法竟把200年前在地球表面所形成的火山岩层, 推算到有数十亿年的历史. 此外, 奥士顿博士(Dr. S. Austen)于1992年10月在美国地质学会的会议上, 发表大峡谷溶岩的最新研究报告. 他指出从近期流动的溶岩中发现有系统性的同位素比率(isotope ratios)变化, 这是以前各类放射性测量法所忽略的. 如忽略这些改变, 会导至许多亿年的误差.[5] 证据昭彰, 我们必须质疑放射性测量法的可靠程度!

B. 碳-14年代测定法(Radiocarbon Dating Method):

以上所讨论的放射性测量法, 是用来推算无机体或无生命的物质之年龄. 现在让我们看另一种放射性测量法, 即碳-14年代测定法(radiocarbon or carbon dating method). 它通常用来推算有机体或曾经是生物一部分的物质之年代.

B.1 碳-14年代测定法的原理

一切有生命的组织内, 都含有碳-14(carbon-14). 这是一种具有放射性的元素. 碳-14年代测定法就是计算这种元素的多寡来推算其年代. 当副射穿过地球上的大气层, 普通的氮原子就变成放射性的碳-14, 部分与二氧化碳分子相结合, 然后被植物吸收进行光合作用. 动物会吃这些植物, 所以每一个有生命的有机体, 无论是植物或是动物, 都会有相当成分的碳-14. 一个有机物死后, 就不再吸取碳-14, 其原有的放射性元素就开始衰变(decay), 再变成氮. 借着测量样品内放射性碳的含量, 就可以知道它死亡的年代. 碳-14含量越高, 其年龄就越轻; 含量越低, 则年龄越大.

B.2 碳-14年代测定法的弱点

可是, 这种碳-14年代测定法有如其他几种用放射性来测量年代的方法, 都建立在几种主要的“假设”上. 为了使这种方法得以实施, 首先, 我们必须假定地球大气层中放射性碳的含量, 必须恒久不变. 换言之, 被推算的样本在活着的时候, 其所含放射性碳的形成率与衰变率相等. 其次, 我们要假定过往和现今的形成率和衰变率完全一致. 第三, 样本死后, 必须从未被放射性物质污染.

为公平地判定碳-14年代测定法是否准确, 让我们思考几项明显可见的证据. 这些环境因素的证据显示, 放射性碳在过去与现今的形成率并不一致:

(1) 过去130年, 地球磁场大约衰减了百分之十四. 磁场衰减令穿过地球大气层的宇宙辐射增多, 也就提高了碳-14的形成率. 这个现象证明碳-14在过往的形成率并不一致;

(2) 以往的火山活动也是重要的因素. 火山爆发的主要结果之一, 是放出二氧化碳. 在火山爆发猛烈的时期, 碳-14的均衡便被扰乱, 因而影响这年代测定法的价值;

(3) 太阳光会增加放射性碳的形成率;

(4) 过去几十年的核子试爆, 会增加放射性碳的形成率;

(5) 流星及陨石在地球上空中的碰撞, 会促使放射性碳的形成率激烈增加. 例如, 1908年在西伯利亚的东古斯加河谷(Tunguska)发生的大爆炸, 正是流星或陨石在地球大气层中爆炸使然. 世界各地树木上的年轮(annual growth rings), 都显示西伯利亚大爆炸后的一年, 放射能的度数比平常增加了很多.

以上几点推翻了“过往和现今的碳-14之形成率和衰变率是一致”的假设. 此外, 现代的研究指出, 碳-14的形成比它的衰变少24%. 这点获得发明碳-14年代测定法的利比博士(Dr. Libby)所证实. 因此所有用这方法算出的年代, 必须加以调整, 而这调整足以使其年岁大为减少. 《放射性碳》期刊(Radiocarbon)曾刊载数个例证, 例如产自俄罗斯的煤, 曾被认为有3亿年之久, 经调整后只有1,680年而已.[6]

B.3 碳-14年代测定法的矛盾

在刊物上发表的各种科学文章, 用碳-14推算出来的年代, 到底有多可靠呢? 许多科学家认为用这种方法计算年代非常可靠, 像瑞士生产的钟表那么精确. 不过, 让我们客观地思考几个例证, 来看出这个方法的可靠性, 其实大有疑问.

(1) 仍活着的软体动物, 被碳-14年代测定法认定有2,300年之久, 这些资料刊载于1959年12月11日《科学杂志》第130期;

(2) 1970年3月7日, 《自然杂志》(Nature)第225期报道, 曾有人以碳-14年代测定法, 对英国一座古堡的迫击炮所含的有机物质进行推算. 这个古堡的历史有787年, 可是用碳-14年代测定法却推算出7,370年;

(3) 经过防腐保存的海狗死了30年, 碳-14年代测定法却断定它有4,600年之久, 这是1971年《美国南极杂志》(Antarctic Journal of the United States)第6期的报道.

(4) 1984年, 《科学杂志》(Science)第224期, 第58-61页中指出, 在美国有一群科学家用碳-14年代测定法推算一只活生生蜗牛的外壳年岁, 结果是那只蜗牛已有27,000岁.

此外, 下列项目表内的数字, 是摘自《放射性碳》(Radiocarbon)及《科学》(Science)等科学杂志中的抽样资料. 我们从中可以看出用碳-14年代测定法, 与用地质时间表推算出来的年代, 有何等大的不同. 地质学推算的年代, 早在百多年以前由进化论者所认定. 直今, 它仍被大部分科学家所认同.

样品	碳-14年代测定法	地质学推算的年代
1) 刀齿老虎	28,000年	100,000 – 1,000,000年
2) 巨象	11,000年	20,000 – 35,000年
3) 天然气	14,000年	50,000,000年
4) 煤	1,680年	100,000,000年

很明显地, 地质学与碳-14年代测定法所推算出来的年代, 有很大的差距. 然而可笑(应说可悲)的是, 即使两者之间彼此矛盾, 进化论者仍然接受这两种推算年代的方法,并认为两者都是正确和可靠的. 《加拿大人类学杂志》(Anthropological Journal of Canada)曾发表一篇文章, 标题为“放射性碳: 错误的年代”. 李罗拔(Robert Lee)在文中道出重点: “无可否认, 放射性测量法所引发的困难既深远且严重…我们并不惊奇有一半按此方法测出来的年岁已被推翻; 问题却是: 为何其余的一半仍然被相信呢?”[7]

C. 总结

不同的放射性测量法对同一块石头的年龄, 都有不同的答案, 其差异介乎几百年至数百万年. 进化论者只选那些合乎他们理论的数字. 支持进化论的斯达腓(W. Stansfield)诚实地指出: “明显地, 放射性测量法虽然一向受人信赖, 它们实际上是不可靠的年代测量法. 用不同方法测量地层, 常得到不同的结果…我们没有一个长期绝对可靠的幅射钟.”[8]

总括来说, 用放射性测量法来推算化石, 地球岩层或地球本身的年代, 并不像我们所听到的那么准确可靠. 作为聪明的读者, 我们有充足的理由, 去怀疑这些年代的可靠性. 在下一期, 我们将看到大多数其他的地球年代推算法, 都一致表明地球是“年轻的”(大约只有数千至数万年), 而非像进化论者所说的45亿至50亿年之久.

[1] 以下的资料主要是摘自葛兰.麦可琳, 罗杰.奥克兰和莱利.麦可琳著, 《创造论的明证》(香港九龙: 宣道出版社, 1999年), 第24 – 35页.

[2] 有关计算方面的方程式, 可参Henry M. Morris, The Biblical Basis for Modern Science (Grand Rapids: Baker Book House, 1984), 第261-263页.

[3] 现代研究指出, 通常衰变速度在初期较快, 在后期较慢. 在过去的数千年, 有许多因素可改变衰变率. 其中一个重要因素, 就是过往曾发生了外在环境的剧变, 例如在挪亚时代的灾难性洪水. Farid Abou-Rahme, And God Said (Kilmarnock: John Ritchie Ltd., 1997), 第62页.

[4] Farid Abou-Rahme, And God Said, 第63页.

[5] Farid Abou-Rahme, And God Said, 第63页.

[6] Farid Abou-Rahme, And God Said, 第64页.

[7] Farid Abou-Rahme, And God Said, 第64页.

[8] Farid Abou-Rahme, And God Said, 第63页.