为人类寻根 (五) : 天文学的证据: 得天独厚的地球(中)

编者注: 有人说: “科学使人不信神, 也使人相信神.” 此乃《为人类寻根》的作者史特博(Lee Strobel)的经历. 套用他自己的话说: “我通往无神论的路是由科学铺筑的; 叫我啼笑皆非的是, 我后来通往神的路, 也是由科学铺筑的.”

史特博 (Lee Strobel)

史特博是耶鲁大学法律学院硕士, 美国著名日报《芝加哥论坛报》(Chicago Tribune)屡获新闻奖的法庭与法事资深记者兼法律版主编, 并在罗斯福大学任教. 在求学时期, 他深信科学已把基督信仰彻底击溃, 神或上帝只是过时的思想产品. 他带着这样的无神论信念进入《芝加哥论坛报》当记者和主编, 把童年信仰抛诸脑后. 过后其妻归信基督, 生命品行大大改变, 令他不得不重新面对基督信仰的挑战. 他以两年时间访查13位美国著名圣经学者, 向他们提出怀疑派常问的尖锐难题, 企图一举歼灭他所谓“不合理”的基督信仰. 结果, 他发现基督信仰既有历史证据, 更符合理性与科学事实, 在证据确凿、无懈可击的情况下, 他于1981年11月8日, 真诚地认罪悔改, 接受主耶稣基督为他个人的救主. 其后更把探索信仰的发现写成护道畅销书《重审耶稣》(The Case for Christ)和《为何说不》(The Case for Faith).

史特博以往认定科学与基督信仰水火不容, 这也似乎是世人的普遍想法; 然而, 这个思想趋势近年间已在默默转向. 晚近的科学发现, 不论在深度或广度上, 愈来愈指向一个铁一般的事实: 宇宙万有绝非偶然生出, 而是大智者设计创造! 同时, 达尔文主义(Darwinism)在云彩一般多的科学事实面前, 已逐渐失去了昔日的光辉.

科学是否“发现”了上帝? 至少, 我们可以这样说: 科学发现了宇宙万有的复杂精巧程度, 叫人不得不摒弃“宇宙偶然而生”的可能, 进而思想“宇宙由神创造”的事实. 为了寻找答案, 史特博踏上“科学探索”之旅, 走访八位权威学者, 从细胞生化学、DNA研究、宇宙学、物理学、天文学、生物化学、生物资讯、人类意识研究等各个科学探究“智慧设计论”的理据, 写成这本《为人类寻根》(The Case for a Creator), 并在此书最后一章综合整理出一个结论: 宇宙万有由上帝创造, 人类是上帝创造的巅峰. 此书的八篇访谈经过改编后, 刊登在《家信》的“受造之颂”专栏, 信徒与非信徒都不容错过.

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Guillermo Gonzalez

诺贝尔奖得主彭西亚(Aron Penzias)写道: “天文学引导我们正视一件独特的事件, 就是宇宙出于虚无, 其中的一切却又巧妙无比地保持平衡, 好让生命得以维持; 个中必有玄机(或说“超乎自然”的计划).” 天文学家格林斯坦(George Greenstein)提议说: “莫非上帝介入其中, 为了我们的好处, 悉心炮制了宇宙的一切?” 为了寻求可靠答案, 美国《芝加哥论坛报》资深记者兼耶鲁大学法学硕士史特博(Lee Strobel, 下文简称“史”)访问了两位精研此课题的学者 — 博学的天文学家干萨雷斯(Guillermo Gonzalez, 下文简称“干”)和哲学家理查兹(Jay Wesley Richards, 下文简称“理”).[1]

Jay Wesley Richards

这两人合著了《得天独厚的行星》(The Privileged Planet), 用翔实的资料证实地球是出于设计者. 上期, 两人谈论了哥白尼原理对天文学的影响, 以及地球在浩瀚宇宙的独特可居性本期, 他们将进一步讨论太阳与月亮如何使地球产生适合生存的特殊环境, 并显明背后确实是有一位能力超凡的智慧设计者.

(文接上期)

(H) 代地球挡灾

史特博与两位学者在芝加哥奥哈尔国际机场(O’hare International Airport)进行访谈. 既然论到太阳系, 史特博想多谈一些能让地球成为适合居住的特殊情况.

史: “我们的太阳有什么有利生命的因素吗?”

干: “有利因素太多了. 天文学家愈来愈了解其他行星与地球可居的关系, 例如卡内基研究所(或译“卡耐基研究所”, Carnegie Institution)的韦特理尔(George Wetherill)在1994年指出, 木星(体积比地球大300倍)替我们挡去了许多的彗星撞击, 它甚至使彗星无法走近太阳系范围内, 免得地球在撞击之下灰飞烟灭. 1994年7月舒密加·利维九号彗星(Comet Shoemaker-Levy 9)与木星(Jupiter)相撞的例子最清楚了. 木星巨大的引力将彗星吸到其身上, 彗星所有碎片都落在其上. 除了木星之外, 土星与天王星也有相同的功能. 太阳系里的其他行星也起了保护作用, 使地球免受陨石带的陨石打击. 这些陨石一般来自火星与木星的轨迹之间. 火星是我们第一道防线, 它位于陨石带的边缘, 代我们承受了许多打击. 金星也是这样. 只要看看月亮表面, 即可知道地球本该受到多少打击. 月球小, 保护面有限, 但其战绩实在骄人.”

史: “那么从地球在太阳系的位置来看又如何? 这对于其可居性有何关系?”

干: “天文生物学家发明了‘星际可居带’ (Circumstellar Habitable Zone)的观念, 即是在该等星球上须有陆地和液态水, 而行星情况端赖其太阳照射程度而定. 行星的太阳不能过近, 否则水会蒸发, 造成失控的温室效应, 连海水也烧开. 金星的情况可能正是这样. 太远也不行, 温度太低, 水和二氧化碳都成固态(固体状态), 造成失控的冰河时期. 离太阳愈远, 行星的大气二氧化碳含量需求愈大, 才可既留住太阳的热能, 又让水维持在液态(液体状态). 可是, 这就造成氧气不足, 哺乳类无法生存. 唯独是星际可居带最内的边沿才可以有恰到好处的二氧化碳和氧比例 — 我们所处的正是这地方.”

史: “假如地球到太阳的距离改变百分之五, 结果会怎样?”

干: “大灾难! 不可能有动物. 太阳系内可以支持动物生存的幅度比一般人所想像的窄得多.”

理: “故此, 地球的轨迹必须是圆的. 地球不能只是某段时间在星际可居带内, 而必须长居不移! 倘若4个月是水, 其余时间是冰, 是不行的.”

(I) 骄阳的成就

地球能够维持其上的生命, 不消说归功于太阳. 太阳的核心温度高达华氏2,700万度, 不断的核聚变为9,300万英里外的我们带来恒常的温暖. 史特博写道: “小时候, 我小心翼翼用纸盒投射的方法观察了一次日食(solar eclipse)现象. 自此以后, 我念念不忘这团巨大无比的火球. 这火球的质量比地球大30万倍, 令人难以想像. 可是, 人们一直对我说, 太阳没有什么特别的地方. 有一本教科书说‘太阳只是一个恒星而已’. 若是这样, 按理该有许许多多类似的太阳, 许许多多类似的地球绕着它们运转才是.” 史特博为此请教干萨雷斯.

史: “今天, 天文学家对星的认识要比我年幼时的人多得多了. 他们一般还以为太阳只是平凡的恒星吗?”

干: “完全不再是这样了. 终于有些新版教科书肯说太阳并不平凡了. 例如, 它是银河系内百分之十的巨星之一. 事实上, 你随意指着一颗星, 它一定比太阳小, 且多是红矮星(red dwarfs), 它们占了八成(80%的星). 另外百分之八至九称为G矮星(G dwarfs), 绝大部分也是比太阳小. 太阳是黄矮星(yellow dwarf), 属G2光谱型(G2 Spectral Type).”

史: “既然红矮星遍布宇宙, 不妨多讲一两句吧. 它们有否能支持生命产生的行星?”

干: “没有.”

史: “怎么解释呢?”

干: “好几个原因. 首先, 红矮星发出的是红光, 对光合作用没有什么用处. 光合作用需要的是蓝光加红光. 另一个问题是, 红矮星的质量小, 光度也小, 它的行星要靠得更近, 其表面的水才可以维持液态. 问题是行星愈接近恒星, 潮汐也愈强, 行星自转会愈来愈慢, 直至‘潮汐锁死位置’ — 即是朝向恒星的永远是同一面, 于是两面温差极大. 这样就糟糕了, 向光的一面干燥炎热, 背光的一面冰冻极冷. 还有, 红矮星有闪焰(flares).”

史: “太阳也有啊.”

干: “对, 但红矮星的闪焰力度与太阳相若(相像), 只因它的光没那么强, 亮度才较低罢了, 即是说, 若按其亮度来说, 红矮星的闪焰十分频繁.”

史: “啊呀! 我跟不上了!”

干: “好, 直接一点说吧: 闪焰影响了这类星的亮度, 变幻不定, 天文学家称为‘闪焰星’(flare stars), 忽而光辉, 忽而黯淡. 我们不太在乎太阳的闪焰, 因为它实在太亮了, 丝毫不受影响, 你也不会注意得到.”

理: “要记得我们离太阳是9.300万英里. 但红矮星与行星距离要近得多.”

干: “对! 恒星亮度增强时, 会使行星表面温度产生峰起现象. 闪焰还会制造大量的辐射粒子, 这也是不好的. 我们地球上也有这种情况, 但相当温和, 称为‘北极光’(aurora borealis). 当太阳有闪焰, 粒子到达地球, 经磁场分流到南北二极, 北半球就出现美丽的北极光了. 粒子辐射会破坏大气层, 增加表面辐射的强度; 但最严重的是, 会破坏臭氧层, 使我们受辐射的威胁. 这情况对红矮星附近行星上的生命是致命的. 红矮星还有另一个问题: 它所发出的紫外线不够, 没法在大气制氧. 科学家相信地球的氧气是由紫外线将水里的氧和氢气分解而来的, 氧留在大气层, 氢则跑到太空去, 因为氢轻. 红矮星的蓝光太弱, 制氧速度太慢, 不足以维持生命.

“我们的太阳不但体积适中, 连光线颜色也适中, 红蓝均匀. 事实上, 如果我们绕着更大的恒星运行, 例如F矮星(F dwarf), 氧气会更多, 臭氧层更厚(因为那星的蓝光更强), 但只要臭氧层稍一受到损坏, 整个行星会即时受强烈紫外线侵袭, 危在旦夕. 还有, 体积大的星寿命较短, 这是最大的问题. 即使比太阳稍大一点的星, 寿命也只是数10亿年. 太阳的寿命估计有100亿年, 稳定地燃烧氢气. 但别的恒星即使只比太阳大少许, 寿命也短许多, 并且亮度也变得很快. 总而言之, 比太阳大的恒星生命周期中的一切都比太阳快.”

史: “我们的太阳还有什么过人之处?”

干: “它的金属含量丰富. 与别的同龄同系恒星相比, 它的重元素含量最高, 而这程度接近制造地球大小的可居行星的理想数值. 太阳非常稳定, 非其他类似恒星能及. 即使在太阳黑子整个周期内(为期约11年), 太阳变化也不及百分之零点一, 地球气候不会出现剧变. 太阳另一异乎平常之处, 是它在银河系的轨道几乎是圆的, 非同龄恒星所比. 这样, 我们亦得以远离银河系的危险旋臂(spiral arms), 不然, 我们就有机会遇上前述超新星(supernovae)爆炸的危险了.”[2]

史特博立时茅塞顿开, 他写道: “听完干萨雷斯的一番话, 我知道以后仰视夜空时, 对点点繁星必有焕然一新的看法: 过去每颗星对我来说全是‘可代替’的(fungible, 意谓可被其他星所代替的, 毫无特别之处, 编者按) — 这是法律用词, 意即无分轩轾(不分优劣). 现在我明白为何绝大部分恒星都没有产生支持生命的行星所需要的资格了. 行星上要有生命, 它的恒星必须具备太阳的特质: 质量、光线、成分、距离、轨道、星系、位置等各样数值都要‘适中’. 这一切的适中使我们的太阳和行星别树一帜, 绝无仅有.” 太阳固然叫史特博着迷, 但他也想起天际另一主角 — 月亮. 他很想知道这荒芜的卫星对地球有何贡献, 所以话题便转到月亮.

(J) 养命的月亮

自古以来, 月球上的阴影(dark patches), 就是被玄武岩浆(basaltic lava)填满了的低地, 总被人当作海洋, 为“看不见的居民”提供活命的水源. 这些海洋名为玛利亚(maria), 即拉丁文的“海”. 时至今日, 那片暗地仍叫宁静海(Mare Tranquilitatis, 或Sea of Tranquility). 17世纪大力鼓吹哥白尼革命(Copernican Revolution)的天文学家开普勒(Johannes Kepler)定睛望月, 深信自己认出了月球人居住的洞穴来, 甚至著书幻想他们的生活情况. 100年后, 英国的天文学家赫歇尔(另译“赫塞尔”, William Herschel), 就是发现天王星(Uranus)的那位天文学家, 认为他辨认出月球上的城市、道路、金字塔等.

随着科学知识的增加, 寻找月球文明的梦也逐渐黯淡, 所有人都赞同月球并不支持生命. 但近年的发现却令人惊奇, 月球竟然能够支持生命 — 地球上的生命! (编者注: 不是指月球上面有生命, 而是说月球能帮助地球维持生命). 科学证据显示, 月球这个干燥而没有空气的卫星, 对25万英里外的地球竟然有出人意表的贡献, 使地球成为丰饶而稳定的行星. 为此, 史特博追问干萨雷斯有关月球如何支持地球上的生命(即帮助地球维持生命的延续).

史: “月球到底怎样支持地球上的生命?”

干: “首先要提到的是1993年才发现的事. 令人意外的发现是月球竟然稳住了地球轴心的倾斜度. 四季是由倾斜度决定的. 在夏季, 北极向太阳倾斜. 6个月后, 地球绕到太阳另一面时, 南极向太阳倾斜. 地球轴心的倾斜度为23.5度, 令我们四季较为温和. 换言之, 月球直接影响我们的气候.”

史: “如果没有月球, 情况如何?”

干: “我们的倾斜度会大增, 温度变化幅度也大增. 比方说, 倾斜度是90度, 那么北极会有6个月的阳光, 南极会有6个月的黑暗. 月球轨迹的引力稳住了地球的气候. 以太阳系里的情况, 相对于其他行星, 月球体积之大可谓独一无二. 水星、金星都没有月亮. 火星有两个小月亮 — 可能只是被抓住的陨石 — 对于稳定火星轴心毫无作用. 它目前的倾斜度与地球相仿, 纯属巧合, 其实火星轴心变化颇大. 这三颗行星的倾斜度都是变化极大, 相当惊人的.

“月球对地球另一重大贡献是增加潮汐的涨退. 我们的潮汐六成受月球影响, 四成受太阳影响. 潮汐作用是将陆地的养分送到海洋去. 科学家在几年前发现月球引发的潮汐有助海水循环流动. 海洋存着大量热能, 海水要流动才可令纬度高的地带不至过冷.”

史: “假如月球比现有体积大又如何?”

干: “假如位置不变, 但体积更大, 潮汐就会太强, 后果严重. 你明白吗? 月球减慢了地球转动的速度. 潮汐把地球拉住, 叫它走慢一点, 同时月球也在轨道上走得远一些. 这是可以实际量度的. 自70年代以来, 天文学家可以向太空人放在月球上面的镜子发出激光, 按记录, 月球每年在轨道上移开了3.82厘米. 月球体积若比现有的大, 地球就会自转得更慢, 一天的时间会变长, 日夜温差就更大.”

宾夕法尼亚州立大学(Pennsylvania State University)地质科学与气象学教授卡斯廷(James Kasting)肯定“地球气候稳定性主要归功于月球的存在”. 他说要是没有月球, 地球的倾斜度“将会大乱, 在千万年间可以从零度倾侧至八十五度不等”, 后果不堪设想. 卡斯廷还作了一项叫人百思不得其解的观察, 为这已叫人目瞠口呆、完全不可能的超常处境再添异彩. “现在一般讲法是, 月球是地球形成后期时一个与火星体积相近的物体从侧面撞击而产生的.” 他说: “假如这种造月的撞击属于罕见的话, … 可居行星的出现机会也是同样罕见.” 难怪史特博较后写道: “月球‘刚巧’不大不小, 位置适中, 使地球有适合居住的环境, 足以叫我惊奇不已. 不止于此, 层出不穷的‘巧合’叫人愈来愈难相信我们这适于活命的生态圈纯粹是偶然的.”

(K) 水淹地球的危险

探讨过月球对地球维生系统的贡献之后, 是时候注视地球本身了. 地质学告诉我们, 地球不是一块平平无奇在太空中旋转的巨石. 它的核心相当复杂, 充满能量, 直径足有8万英里长; 地心是铁, 压力比地面高300万倍, 温度高达华氏9,000度.

史: “地球本身又有些什么现象, 使它可以维持生命的存在呢?”

干: “先谈它的质量(mass)吧. 有陆地的行星需要足以留住大气层的基本质量. 有了大气层, 维生的化学物质才可以流动自如, 生物也可免受宇宙辐射威胁. 要支持脑袋发达的生物, 例如人类, 大气层需有大量氧气才行. 地球大气百分之二十是氧气 — 成分刚刚适中. 行星的大小也要达到基本数值, 免得核心热量散得太快. 地球内的地幔对流(mantle convection)是非常重要的. 它的动力来自核心的放射性衰变. 假如地球只有火星般大小, 就冷却得太快了; 事实上, 火星已经冷却了, 基本上已经死掉.”

史: “假如地球质量比现在高一点又如何?”

干: “行星愈大, 表面引力愈强, 海洋与山岳之间的高地也不会有太大的差距. 山底的岩石抵受力是有限的, 过大的压力会使它崩裂. 行星表面引力愈大, 山岳所受的引力愈大, 结果会造出一个光滑的球体来. 想像一下, 地球若是个光滑的球体, 情况如何? 地壳上的水不少, 我们没有被水淹没, 皆因我们有大洲与高山. 若是你把地球变为平地, 全球会被淹在两公里深的水里, 变成一个海洋世界, 意即是一个死亡世界.”

史: “我不明白. 有水才有生命, 水多不是生命更多吗?”

干: “地球生气勃勃, 因为阳光普照的海面带着能量, 也蕴藏丰富矿物和养分. 潮汐与气候变化将大洲上的养分带到海里去, 喂饱其中的生物. 假如全世界都在水底之下, 养分会沉到海床, 这就不得了, 因为海水盐分会高得惊人, 而维生的咸度是不能太高的.”

史: “但海水是咸的啊, 地球是如何调节咸度的?”

干: “我们的海岸有很多的沼泽地带, 由于水浅, 涌进来的海水很快蒸发, 盐就留在那里. 这样, 陆地上的盐愈积愈多, 海水也就不会太咸了. 但如果全世界是一个大海洋, 盐水终于会饱和, 盐沉到海底, 全世界成了超饱和的盐水, 生命无法维持.”

史: “即使如此, 仍有科学家推论说, 在木星的冰封月亮欧罗巴(Europa)上面应该有生命, 因为理论上它有海洋. 你不认为这样的环境有生命吧?”

干: “嗯, 我不认为那里有生命. 我不相信那里是个适合生存的地方. 盐分若是不受控制, 我不认为其中会有海豚在畅游!”

山岳与大洲原来是维系地球生命不可缺少的, 但它们是怎样形成的呢? 原来它们是辐射元素和板块移动美妙配合的成果. 任何行星若要有足以维系生命的生态圈, 绝对不可缺少这些元素. 下期, 我们将探讨上述所谓的“板块移动”, 以及日食和月食等促成地球可支持生命生存的元素, 请勿错过.[3] (文接下期)

[1] 编者注: 编者坚信学位和神学院绝非真理的保证和权威, 因世上有许多从著名神学院毕业的闻名神学博士, 竟是不信圣经的“现代主义者”(或称“自由主义者”). 然而, 为了让读者(特别是非信徒)对受访者有些认识, 以下列出他的的学历和专长: 干萨雷斯(Guillermo Gonzalez)绰号“观星汉”, 在亚利桑那大学(University of Arizona)念天文学和物理学, 其后在华盛顿大学(University of Washington)念天文学硕士和博士, 现为艾奥瓦州立大学(Iowa State University)助理教授, 专门研究中低质量星体以及星体演化理论. 他是应用科学家, 但建构理论也是相当在行. 他在位于智利6,600英尺高山上的“柯路杜奴奴国际天文台”(Cerro Tololo International Observatory)以及其他4个地方, 用了无数小时透过望远镜研究天文, 尤精于用光度计和光谱视差去分析数据. 他虽然跻身国际天文学会及美国科学联会会员之列, 却为人低调. 许多专门的学报都刊载过他的大作, 《科学美国人》(Scientific American)更曾在封面介绍他的文章. 理查兹(Jay Wesley Richards)则精于学术研究. 他拥有三个学位, 都是哲学和神学方面的, 其中一个是普林斯顿神学院(Princeton Theological Seminary)博士学位. 他的著作有《不羁的神》. 负责编辑及有份撰稿的有《不惑的辩惑》、《智慧的印记》、《人岂是属灵机器?》. 他的文章也见于《科学与信仰》、《华盛顿邮报》、《普林斯顿神学学报》等不同类型的刊物. 他也是“发现学会”(Discovery Institute)副会长, 被视为“智慧设计论运动”的新星.

[2] 星际气体汇合成为星、星团、庞大的星体, 而又爆炸成为超新星. 造星活动频繁的地带非常危险, 不断有超新星爆炸. 在我们的银河系里, 危险地带基本上集中在旋臂区(spiral arms), 在那巨型分子云团里危机四伏. 可幸的是, 地球位于人马座(Sagittarius)与英仙座(Perseus)旋臂之间, 相当安全.

[3] 上文改编自史特博著, 陈恩明译, 《为人类寻根》(香港荃湾: 海天书楼, 2007年), 第158-165页.