《反驳妥协》第五章:大爆炸和天文学

15 六 2018

作者:乔纳森▪萨尔法提 博士 (Jonathan Sarfati,Ph.D.,F.M.)

 

罗斯曲解创世记的最主要原因,是他把大爆炸理论当作教条来接受。他没有意识到这个理论的基础是几个不符合圣经的哲学假设。这些假设包括自然主义和宇宙无中心论。他援引该理论的所谓成功预测,却没有意识到许多理论也可以预测同样的观测结果,而且大爆炸所谓的成功预测是基于循环推理。大爆炸还有许许多多科学上的问题,其衍生的理论如太阳系起源的星云假说也是如此。罗斯喜欢以宇宙起源证明神存在的因果论证,这是正确的。但是使用这一论证并不需要大爆炸。更重要的是,感觉上对护教的有用在永远不应该凌驾于圣经的教导之上。

宇宙大爆炸

 

何为大爆炸理论?

大爆炸理论是最为普遍接受的宇宙起源学说,或者叫宇宙起源和演变模型。根据这一学说,宇宙是从一个宇宙蛋(又称为伊伦)爆发出来的。《大英百科全书》这样定义大爆炸:

“……广为接受的宇宙演化理论。其核心特征是宇宙起源于一个极度高温高密度的状态。所谓的大爆炸发生于至少10,000,000,000年前……

大爆炸是基于两个假设。第一个是爱因斯坦的广义相对论所描述的所有物质之间的引力。第二个假设,称为宇宙学原理,认为观察者观察到的宇宙跟他所在的位置和所观察的方向无关。该原理只适用于宇宙的大尺度特性,但它确实意味着宇宙是无边的,所以大爆炸不是发生在空间的一个特定的点,而是同时发生在所有的空间。有了这两个假设就可以计算在所谓的普朗克时间之后的宇宙历史。科学家们还没有确定在普朗克时间之前有什么。[1]

哲学假设:宇宙学原理

需要重点指出的是,虽然第一个假设是科学的,而且创造论者应该没有歧义,但是第二个假设(有时被误称为哥白尼原理)彻头彻尾是哲学性的。对这一点最明确的陈述,出自著名的(律师出身的)宇宙学家埃德温·哈勃(Edwin Hubble, 18891953)。他发现遥远天体的红移与其离地球的距离大致成正比(参下面哈勃的贡献),并把这个现象解释为宇宙膨胀的证据。他在1937年的坦白耐人寻味:

这种情况(红移与距离的关系)暗示,我们在宇宙中所处的位置是独特的……但是特殊位置的假设是不受欢迎的,无论付出多大代价都必须避免……这是不可忍受的……再者,它表示与理论有出入,因为理论假定宇宙各处同质。[2]

这段话摘自他的著作《观测宇宙学》。讽刺的是,这些说法跟观测一点关系也没有!作为基督徒, 我们无论从科学上或圣经上都没有理由接受这样的假设。对大爆炸的大众化看法是,一切事物都是从一个有边际的宇宙的中心点爆发出来的,这似乎也是罗斯所倡导的。从哈勃和《大英百科全书》的说法可以得知,这完全是误导性的理解,大爆炸假定的是一个没有中心、没有边际的(无界限的)宇宙。另一位著名的物理学家,理查德·费曼(Richard Feynman19181988),曾因在量子电动力学领域的贡献与人共享了1965年的诺贝尔物理学奖,他也承认宇宙学原理是基于成见

“……我怀疑宇宙均匀的假设反映的是一种成见。这一成见是由于在推翻地心说的过程中发生的一系列事件……在宣称我们生活在一个普通星系里的一颗普通恒星周围的一颗普通行星上之后,如果我们发现自己竟然处于宇宙中的一个特殊位置上,难免会很尴尬。……为了避免尴尬,我们坚持宇宙均匀的假设。[3]

乔治·弗朗西斯·瑞纳·埃利斯(George Francis Rayner Ellis)是一位知名度很高的宇宙学家,他曾与大爆炸理论的泰斗斯蒂芬·霍金(Stephen Hawking1942年生)合写过多篇论文。《科学美国人》(Scientific American)杂志有一篇介绍他的文章,其中他坦承哲学假设所扮演的角色:

埃利斯说:人们必须意识到有一系列的模型可以解释观测到的结果,例如,我可以给你建一个以地球为中心的球形对称宇宙,你是无法靠观测来推翻的。关于这一点,埃利斯还发表了一篇论文。你只能从哲学的的角度把它排除在外。在我看来,这样做绝对没有错。我只是想把这一事实公诸于众,我们是根据哲学的标准来选择模型的。很多的宇宙学理论试图掩饰这一点。’”[4]

另一个没有明说的假设:自然主义

《大英百科全书》没有提到的另一个假设是自然主义,这一点应该引起基督徒的警觉。它的意思是,现在的宇宙是一个完全自然的过程所造成的。虽然有人(像罗斯)断言神启动了大爆炸,但大部分大爆炸理论家不这样认为。大爆炸理论指出,宇宙中所有的结构,包括恒星、星系和行星,都是自然演化来的,而不是神创造的(至少不是直接地创造的),所以大爆炸理论绝对是一个进化论的宇宙起源学说。这也意味着把大爆炸作为创造主存在的证据是缘木求鱼。特别值得注意的是,主流的大爆炸宇宙学家都拒绝承认有一位造物主(见下文对因果论证的否定)。

 

大爆炸的所谓证据

如第一章所述,罗斯在读创世记之前就已经对大爆炸理论心悦诚服了。正是由于这个原因,而不是对希伯来文的专门研究,使得他拒绝接受6日创世、每日24小时的教义。在他的著作,《神的指纹》里,他列出了大爆炸的所谓的科学证据,也指出为何与之对立的一些世俗理论,例如稳定状态论和振荡宇宙论不成立。

据称,支持大爆炸理论的证据主要有三条:宇宙膨胀、宇宙微波背景辐射和宇宙中各元素的含量。细看每一条,我们发现它们远非结论性的,而且还有一些被忽视的问题。在做具体分析之前,我们需要首先考虑一个重要的逻辑问题。

预测得到验证的谬误

虽然人们常常引用验证了的预测作为科学定律的证明,但这犯了一个称为肯定后件的逻辑谬误。[5]请看分析(\所以):

1T理论预测观察结果O

2)观察到O

\T理论是正确的。

要理解这种逻辑为何不成立,考虑以下情况:

1)如果我刚刚吃了一整个比萨饼,我会感觉很饱;

2)我感觉很饱;

\我刚刚吃了一整个比萨饼。

但是我感觉饱可以有很多的原因,例如,吃了很多别的食物。同样,也许有很多理论能预测到同一个观察结果。

相反,否定后件是一种正确的逻辑推理。奥地利裔英国科学哲学家卡尔·波普尔爵士(Sir Karl Popper 19021994[6]曾提出一个著名的检验科学理论的标准,叫做可证伪性,该理论就是基于这种逻辑:[7]

1T理论预测不会观察到O

2)观察到O

\T理论是错误的。

不过,有的科学哲学家认为波普尔的理论太简单化了。美国科学史专家托马斯·库恩(Thomas Kuhn19221996)指出,事实上,在常规科学的一些阶段,科学家们并不轻易地放弃主导的模型,而是忍受大量的异常事实。异常事实需要累积到一定程度才会产生一个科学革命。[8]

匈牙利犹太哲学家拉卡托斯(Imre Lakatos19221974)的理论有时被看为波普尔和库恩的综合。从某种意义上他保留了可证伪性判据,但也考虑到科学家们在实际工作中并没有严格地遵循它。拉卡托斯从一个逻辑的角度来解释这一现象,而不是随从库恩的社会学角度。他指出,核心性的理论并不是孤立地接受检验,而是受到一些辅助假说的保护。否定了后件只是表示某一个辅助性假说的前提是错误的,而不一定是核心理论出错了。所以修正的只是那些辅助假说。[9]这个论证是成立的,可以用下面的步骤来示意:

1T理论和辅助假说A预测不会观察到O

2)观察到O

\T或者A是错误的。

例如,牛顿的理论预测了天王星不受其他大型天体干扰时的运动状态。当人们发现天王星没有按照预测运动时,要么牛顿的理论被证伪了,要么有另外一个大型天体在干扰天王星的轨迹。结果发现了海王星的存在。[10]

当我们分析那些所谓的支持大爆炸理论的证据时,考虑这些逻辑问题是非常重要的。大爆炸有三个所谓的主要证据:宇宙膨胀、宇宙微波背景辐射和轻元素的丰富存在。让我们一一详细讨论。

1.宇宙膨胀

红移现象

遥远的星系正在离我们远去,这是根据哈勃的红移分析证明的。产生红移的一个原因是光的多普勒效应。该效应是以奥地利物理学家克里斯蒂安·多普勒(Christian Doppler18031853)的名字命名的。他在1842年分析从移动性声源发出的声波时,发现了这一现象。今天该效应已广为人知:当一列火车向你驶来时,在一个特定的时间里更多的声波波峰会到达你的耳朵,所以你会听见一个更高的频率,或者说更高的音调。当列车驶过你而远去时,情形正好相反,单位时间里到达你耳内的波峰减少,所以你听见的频率降低。这样当列车经过你跟前时,你会听见音调突然降低,而且在它离去时,依然保持低调。

这一效应见于所有的波,但是在光波上很难观察到,因为我们熟悉的物体移动的速度与光速相比是可以忽略的。多普勒当时的仪器不够精确,所以测不到。但是仅仅6年之后,法国物理学家阿尔芒·斐索(Armand Fizeau 18191896)测量了移动物体发出的光谱线,证明它们被多普勒效应改变了。当光源远去时,光谱线向频谱的低端(红色)转移,所以称为红移。当光源靠近时,光谱线向频谱的高端(蓝色)转移,称为蓝移。(次年,斐索首次可靠地在地球上测出了光速)。多普勒效应见于所有的电磁辐射,而不仅限于光。对许多人而言,多普勒效应最有名的应用是警察的雷达测速器。

哈勃的贡献

哈勃首先意识到许多的星云不在我们的星系里面,它们本身就是星系。所以,宇宙远比当时人们以为的大。

哈勃发现大部分的星系都有红移。他把红移解释为物体离我们远去时产生的多普勒效应,后者完全是由光源相对于地球的速度v,决定的。红移的程度常常是用一个比例(z)来表达的,即波长的改变和波长之比。这大约等于物体的速度v,和光速c,之比:

z = λ/λ ≈ v/c

哈勃发现红移和距离成正比,这一现象现在被称为哈勃定律。哈勃对此的解释是,物体越远,其离开的速度越快:

v = Hr

这里v是离去的速度,r是距离,H是一个常数,现在叫做哈勃常数。

然而,现代宇宙学家的观点是,造成红移的大部分原因是宇宙性的,是由于空间本身的膨胀(称为哈勃流)而产生的,而不是由于多普勒效应。但是没有任何观测方法能区分这二者。所以天文学家们仍然觉得用等量速度来描述红移比较方便,假想它们真是由物体远离的多普勒效应引起的。但要注意现代的观点不是物体在空间里面膨胀,而是空间膨胀,物体只不过是被带着走。不过物体通常会在空间里移动,这确实会产生多普勒效应的频移,观察到的红移是这两者的总和。物体越远,宇宙膨胀所产生的红移所占的比例越大。

大爆炸理论家们所相信的到底是什么

要描述大多数宇宙学家对大爆炸的认识,就必须结合宇宙没有中心点的假设。空间本身可以用一个不断膨胀的气球的二维表面来代表,星系可以用粘在气球上的小纸片来代表。随着气球的膨胀,纸片本身不动,但它们看起来却离彼此越来越远,因为它们是被气球扩张的表面带着动的。假设有一个微型观察员,他站在任何一张纸片上都会看见其它的纸片离自己越来越远。在这个二维表面上,没有一张纸片是处于特殊的中心位置。回到三维空间,如果以为大爆炸理论家们相信有一个观察者可以站在一个不断膨胀的气球的三维中心点,那就大错特错了。

两个对立的理论:大爆炸与稳定状态

历史上曾有两个主要的进化理论来解释宇宙的膨胀:大爆炸理论和稳定状态理论。

大爆炸理论

该理论认为,密度极高的物质发生了爆炸,这是所有空间和时间的起点。大爆炸宇宙学家没有把这个爆炸想象成一般意义上的爆炸,而是空间本身从无限大密度的一个点开始迅速地扩张。(注意这是根据一个未被证实的假设而来的,即,既然宇宙在膨胀,那它一定是从零体积开始的。但如果说宇宙被造时就有一定的、也许很大的体积,也没有什么观察证据与之不符)

1950年,弗雷德·霍伊尔爵士(Sir Fred Hoyle19152001[11]BBC的广播系列宇宙的本质里,首次开玩笑地把这个理论称为大爆炸,认为它荒谬透顶。霍伊尔一直没有改变他的看法。他在1993年写道,大爆炸宇宙学研究的是一个任何形式的天文学都无法触及的时代,而且在过去二十多年的时间里,它没有提出一个成功的预测。[12] 2000年,他与人合写了一本书,《宇宙学上的不同思路》,批判大爆炸理论,主张准稳定状态创造模型(QSSC)。[13] 但是大爆炸理论和其嘲弄性的名称不仅在天文学成了主流,而且在社会上也广泛流行。

稳定状态理论

1940年代,霍伊尔与赫尔曼·邦迪(Hermann Bondi)和托马斯·戈尔德(Thomas Gold)提出了一个与大爆炸对立的理论,这就是稳定状态理论,即相信宇宙没有起始也没有终结,从来就存在而且会一直存在下去。这个理论出自他们强烈的人本主义偏见。在人本主义的影响下,他们拒绝任何教导宇宙有起源的理论,因为这样的理论一定会指向一个创始者。[14] 他们的哲学假设甚至被捧为统领一切的完美的宇宙学原理。他们不仅假设从宇宙中的任何地点向任何方向观察,整个宇宙看起来都是一样的(在大尺度下),而且认为在任何时候观察也大致相同。(这一哲学原理曾经被广泛接受,但现在几乎被普遍否定了。那么我们能相信同样毫无依据的现今的宇宙学原理吗?能相信建立在这个原理之上的大爆炸理论吗?)

但是稳定状态理论在一个扩张的宇宙里是有问题的。所以他们断定有氢原子会持续地、自发地、无中生有地出现。这给我们看到个人本主义的偏见可以让人违反科学上最基本的定律,即物质/能量守恒。该定律要求,宇宙中的物质/能量既不能被产生也不能被消灭。当然这一基本定律与创世记是符合的,因为神在六天里已经完成了宇宙中空间和时间的创造。(创世纪212

大爆炸对宇宙膨胀的“预测”证明了其正确性?

宣称大爆炸理论预测了宇宙的膨胀,这从历史的角度看是不准确的。事实是反过来的,宇宙膨胀先被发现,然后才想出大爆炸理论来解释它。稳定状态理论也一样,如果使用大爆炸支持者的逻辑,人们也可以宣称稳定状态理论预测了宇宙膨胀。但今天没有人会宣称宇宙膨胀证明了稳定状态理论。

2. 宇宙微波背景辐射(CMB

按照大爆炸支持者的说法,该理论最重要的预测大概要算宇宙微波背景辐射了,他们还认为宇宙微波背景辐射摧毁了稳定状态宇宙模型。1946年,俄裔美国物理学家乔治·伽莫夫(George Gamow19041968)预测大爆炸的热量应该留下被极度红移的辐射余辉[15](伽莫夫也提出了放射性阿尔法衰变量子力学隧道效应的标准理论,而且也首先提出了基因编码的概念,即DNA的核苷酸序列是合成蛋白质的编码信息。)

伽莫夫的学生拉尔夫·奥尔夫(Ralph Alpher)和鲍勃·赫尔曼(Bob Herman)于1948年预测,与该辐射对应的放射体的温度为5K(绝对零度以上5度)。[16] 1964年,俄国宇宙学家多若西科维奇(Doroshkevich)和诺维科夫(Novikov)预测该辐射的频谱与黑体辐射的频谱一致[17](黑体是一个理想的辐射吸收体,同时也是完美的放射体,所以与周围的环境处于完全的热平衡状态)。

位于新泽西州的贝尔实验室的两位射电天文学家阿诺·彭齐亚斯(Arno Penzias)和罗伯特·威尔逊(Robert Wilson)的一个偶然发现使得胜利1965年来到。他们把射电望远镜调到7.35cm的波长,探测到了一个从天空各个方向发来的同样强度的信号,而且该辐射信号的频谱与黑体辐射的频谱一致。它对应的黑体温度是2.726K。该发现被认为证明了大爆炸理论。他们也因此于1978年获得了诺贝尔奖。[18]

现在人们已经不认为宇宙背景辐射是大爆炸本身所发出的光,而是宇宙冷却到3000ºC,大约在大爆炸发生之后300000年的时候所发出的。那时的温度低到了可以让带电的亚原子粒子浆结合成原子。因为光是电磁辐射,所以不能透过带电的粒子浆,但一旦粒子浆变成了中性的原子,宇宙就透明了,光便可以发出。

不过,这个美好的故事却在1950年代后期受到了挫折,当时伽莫夫和他的学生对背景温度进行了一系列的估算,得到的值从3K50K不等。

更重要的是,伽莫夫之前的频谱分析已经发现了2.3K的背景温度,所以与其说它是大爆炸理论的预测,还不如说它是宇宙膨胀的预测,如前文所述。

对宇宙微波背景辐射的另类解释:从1937年开始,亚当斯(Adams)和邓纳姆(Dunham)发现了一些吸收谱线,后来鉴定为星际分子CH, CH+ CN的吸收谱。[19] CN分子(氰化物)的第一个旋转激发态有一条吸收谱线。旋转量子态的能级正好对应微波辐射。[20] 而且温度越高,处于高激发态的分子越多。[21] 于是,在194041年,加拿大天体物理学家兼波谱学家安德鲁·麦凯勒(Andrew McKellar19101960)分析了这些数据。从观察到的各个能级的分子数量之比,他算出这些CN分子处于温度为2.3K的热平衡状态。[22] 这个温度被认为是黑体辐射造成的。这两个旋转激发态之间的跳跃可以发出或吸收波长为2.64mm的微波,靠近3K黑体辐射的高峰。

3. 有丰富的轻元素存在

现代宇宙学家们宣称大爆炸只产生了轻元素,即氢和氦(元素周期表里的第一号和第二号元素)。大爆炸不能产生金属(在恒星天文学里,这代表所有比氦重的元素),除了极少量的锂元素。原子序数比铁低的金属被看作恒星里核聚变的产物,而原子序数比铁高的金属则需要超新星(爆炸的恒星)来形成,因为它们的聚变需要吸收能量。

人们观察到宇宙中有丰富的氦元素,这被看作大爆炸宇宙学的一个主要胜利。不过在他们的模型里,他们随意假设重子 [23] 的密度,以求预测与已观察到的元素丰度一致。在这样的情况下,如果他们还实现不了如此可调整的预测,那才稀奇!

 

大爆炸理论在科学上的问题

大爆炸模型目前有不少科学上的问题。这些问题常常被轻轻带过。

红移的量子化提示银河系是宇宙的中心

正如哈勃所承认的,我们观察到宇宙在膨胀,这也可以很好地解释为:我们真的处于宇宙中心的附近。事实上,红移的一些特征与此相符。如果地球不是处于一个特殊的位置,这些特征就成了一个问题。

在斯丢瓦德天文台(亚利桑那州图森市)工作的威廉·蒂夫特(William Tifft)分析了大量的红移数据。他运用了标准的统计技术,发现红移聚集的数值之间有特定的间距,或者说红移是量子化的。他观察到某些红移数值的z间距是0.00024,或者说,等效速度的间距为72km/s;另一群数据的等效速度间距为37.5km/s。在二十多年的时间里,蒂夫特陆续在主要的天体物理学期刊上发表了他的观察结果。[24]

如果地球不是处在一个特殊的位置上,蒂夫特的观察结果就成了一道难题。一个普通的位置可以解释观察到的天体远去现象,但它预测z值的间距是连续的而不是离散的。但是如果我们的星系(不一定是地球本身)正好在或很靠近宇宙的中心,而周围的恒星呈多个同心的球壳状分布的话,蒂夫特的数据就可以理解了。[25]

这对大爆炸背后的一个关键假设而言是致命的,那就是宇宙学原理认定,宇宙没有一个优选的位置或中心。

CMB的形态表明宇宙在旋转

宾夕法尼亚大学的马克斯·特格马克(Max Tegmark)博士在分析了威尔克森微波各向异性探测器(WMAP)搜集的宇宙微波背景辐射( CMB)数据之后这样报告:

我们发现一件非常怪异的事;CMB里面有一些额外的、到目前为止无法解释的结构。

我们原本以为微波背景真是各向同性的,在空间上没有任何优选的方向,但事实却不是这样的。[26]

他发现了CMB内一些对称性的形态:

八极子和四极子的分量在空中按一条直线分布,好像宇宙的赤道线。[27]

他的发现支持《科学》期刊的一篇报道,称“CMB并不是完美的各向同性[28]  一个优选方向的存在挑战着宇宙学原理的另一个方面,即空间内不存在优选的方向。这些数据表明,宇宙中所有的物质都在缓慢地旋转(相对于一个惯性参照系),旋转会在CMB上形成一个四极子的分量,甚至一个八极子的分量,如此就可以解释宇宙赤道线

这也符合更早的一些数据,显示在宇宙学距离上传播的电磁辐射的极化方向存在系统性的旋转。这个现象的发现者提出了一个特别的解释,即假设真空本身可以按照电磁波传播的方向在一定程度上扭曲其极化方向。[29] 但这些数据也可以用一个旋转的宇宙来解释。[30] 至于这个早期发现所暗示的旋转轴是否垂直于WMAP新数据所显示的赤道平面,还有待进一步的研究。

特格马克博士还写下一句揭示性的评论:

所有可观察到的宇宙都在这个球体之内,而我们在它的中心。[31]

这句话确认实际的数据是与宇宙有一个中心点相符合的。尽管特格马克可能相信宇宙学原理中的无中心说(他强烈地主张多重宇宙的观念,参下面大爆炸理论之外的宇宙学),但那显然是凭信心接受的假设,而绝不是因为有数据支持。

视界问题

宇宙微波背景辐射表示太空中所有区域都是处于同样的温度,精确到10万分之一。[32] 不过,大爆炸的初始状态会导致空间中不同区域的温度发生很大的波动。所以要使温度重新达到一致,必需要有一个共同的因素发挥作用,让空间所有的区域进入热平衡状态。而要在不同区域之间建立热平衡,最快的方法是通过电磁辐射把热量从一个区域带到另一个区域。然而,有些区域之间相距太遥远了,即使在所谓的大爆炸之后的漫长时间里,光还不能从一个区域传播到另一个区域。光传播的极限距离是一个无法超越的视界,因此这个问题被称为视界问题。即使是在CMB发生的时候(据说是大爆炸之后30万年),温度一致的宇宙在规模上已经10倍于这个视界了。[33]

像罗斯这样的年老地球论者对年轻地球创造论模型的一个最常见的攻击,就是遥远星球的光线还没有足够的时间到达地球(要了解创造论者对这个问题的某些想法和提议,请参下面如何解释遥远的星光?)。但是视界问题就是大爆炸论者自己的光线旅行问题。年老地球论者怎么能够这样自在地在他们自己都还没有解决的问题上批评年轻地球创造论呢?参图。[34]

1980年,阿兰·古斯(Alan Guth, 1947年生)提出一个特别方案来解决视界问题,认为宇宙曾经历了一段非常迅速的扩张期,称为膨胀”(inflation)[35] 当时古斯是加州斯坦福线性加速器中心的粒子物理学家,他提议在大爆炸发生了1035秒之后,宇宙在1030秒的时间内扩张了1025倍。25个数量级是令人震惊的,就像比一颗豌豆还小的物体变成银河系的规模,其扩张的速度远大于光速。在古斯的提案里,膨胀之前的宇宙比一个亚原子粒子还小,空间内的不同区域距离很近,所以在膨胀前就达到了同样的温度。

请特别注意,这里是空间本身在扩张,所以膨胀并没有违背相对论。相对论只是规定物质/能量在空间内移动的速度不能超过光速。但是尽管如此,这个过程可能也还是有它自己的视界问题。于是有的宇宙学家,例如乔奥·马给久(João Magueijo ,生于1967年),提议过去的光速要快得多,比现在快1060倍。这就允许视界远很多,可以让宇宙进入热平衡状态。[36]

这实在是很具有讽刺意味的,因为当创造论者建议过去的光速可能比较快时,他们就被藐视,被指控不懂相对论。显然,如果是要支持进化论,提倡一个科学异端也是可接受的了。[37] 为了解释精细结构常数的变化,也可以如此。[38]

还值得注意的是,古斯最初的假说被证明是错误的,[39]现代的膨胀宇宙学已经对他最初的提议进行了修正。再者,除了在数学公式上变花样之外,还没有令人满意的物理机制触发膨胀,也没有机制能中止膨胀(体面退出的问题)。[40]

缺失的反物质

英国物理学家、诺贝尔奖得主保罗·狄拉克(Paul Dirac 19021984)首先预测了反物质的存在。他想像中的反物质是一个负能量的空穴。当一个亚原子粒子遇到它所对应的反粒子时,它们会彼此湮灭,按照Emc2释放出巨大的能量。

每当能量按照爱因斯坦的Emc2转化为物质时,总是会产生等量的反物质。这是根据两个关于基本粒子守恒的物理学定律,而这两个定律是已经得到证实的,即重子数守恒律和轻子数守恒律。[41] 普通粒子的数值是+1,而反粒子的数值是-1,观察发现它们的总和保持不变。所以如果一开始没有物质,而是由能量转化为物质的话,正数的总值必须等于负数的总值。但是我们的宇宙几乎完全是由普通物质组成的。

这对大爆炸理论家来说是一个谜。但是维持范式比物理定律更重要。于是他们提出一个打破对称的方法,假定有一个叫做希格斯玻色子 [42] 的粒子存在,并且煞有介事地称其为上帝粒子。不过,这些理论同时也预测质子是不稳定的,会衰变成为一个π介子和一个正电子(反电子)。对希格斯玻色子质量最好的估计导出质子的寿命仅为50万年。但实验结果表示质子的寿命至少是5x1032年,是进化论假设的宇宙年龄(1.5x1010年)的3百万亿亿倍。[43]

星系的形成

大爆炸模型断定在宇宙的早期,巨大的、上百万光年宽的气云开始形成。这些气云慢慢地塌缩形成星系。不过,一个完全均匀的大爆炸会使气体完全规则地扩散,而不可能会产生气体聚集成云所必要的不规则性。于是大爆炸宇宙学家们假设早期的宇宙包含少量的不均匀区,这些不均匀区发挥了引力核心的作用,导致最初的气体聚集,最后产生我们今天看见的宇宙结构。但是只有在局部密度差异达万分之一以上时,才能在假想的大爆炸之后的时间里合成星系。[44] 最近来自欧洲航天局的远红外数据显示,这种不均匀性的程度必须更高,因为在所谓的大爆炸早期,星系聚集的现象已经比以前想象的更显著:

这些红色的星系不是在空间随机地分布,而是更喜欢有伴,常呈现彼此靠近聚集的现象(原文用黑体字)。[45]

COBEWMAP卫星数据

COBE是美国航天局(NASA)19891118日发射的宇宙背景探索卫星(Cosmic Background Explorer),运行至19931223日。它的目的是在背景辐射的温度变化里寻找不均匀性。COBE确实检测到一些变动,于是NASA就大张旗鼓地宣布他们正在观察宇宙的开始。不过这些细微的变化只有10万分之一,实际值≤70 mK[46] 远远不够星系形成所必需的幅度。[47]

COBE之后就是WMAP(威尔金森微波各向异性探测器),该卫星于2001630日升空。它的名字原本只是MAP(微波各向异性探测器),但在20032月为了纪念大卫·威尔金森而被重新命名为WMAP。威尔金森是物理学和宇宙学上的先驱,卒于20029月。这两颗卫星上都载有监测CMB的灵敏仪器。

媒体常常大肆宣告他们已经画出在大爆炸之后38万年的宇宙地图。[48] 在大众化的报道里,所检测到的各向不同性被当成是大爆炸模型的证明,而实际上这不过是循环推理罢了。先在大爆炸范式的假设下解释证据(各向不同性),然后再用它来支持这个范式。

星系形成的问题得到承认

弗吉尼亚州乔治·梅森大学的物理学教授詹姆斯·崔费尤(James Trefil)博士虽然接受大爆炸模型,但他也同意关于星系的形成还存在一些基本问题:

星系根本就不应该存在,即使存在,它们也不应该像实际观察到的那样成群聚集。然后他继续说:解释星系的存在已被证明是宇宙学里最棘手的问题。所有的正解都是它们不应该存在,然而它们却在那儿。这个简单的事实给科学家们带来的挫折之深很难用言语来表达[49]

著名的斯蒂芬·霍金所言也与此相差无几:

这个(大爆炸)对宇宙的描述……符合我们今天所有的观察证据尽管如此,还有大量的重要问题没有得到解答……(恒星和星系的起源)。[50]

创造论宇宙学家约翰·冉金(John Rankin)在他的博士论文里用数学证明了星系不能由大爆炸产生。[51]

星系和恒星的年龄次序不对

2002年末,欧洲航天局发布了有史以来观察到的最远处的星系场红外图像。 [52] 不过,即使用这样的方法去观察所谓的时间起点,还是看不到任何正在形成的星系。即使最早的星系,它里面的恒星也似乎已经形成:[53]

相对于在可见光波长范围里勘测到的具有相似红移(所以年代也相似)的星系,大部分经过红外线选择的星系很少有正在形成恒星的现象。实际上这些星系看起来已经制造出了其中大部分的恒星,数量高到足以占当时宇宙中发光物质总量的一半以上。要达到这个状态是需要时间的,因此这些星系显然是在宇宙历史的更早期形成的,所以它们可能属于目前所知的最古老的星系(黑体是原文中的设置)[54]

再者,即使用大爆炸的范式来解释,最近来自WMAP的数据还是违背了以前的预测:

第一批恒星是在宇宙有一亿到四亿年年龄的时候形成的(红移介于3011之间),比天文学家曾经预测的要早。WMAP是通过测量微波背景的偏振形态而发现这一点的。如此算出的年龄叫做再次电离时代。在大爆炸冷却之后的黑暗时代,宇宙中充满了低温氢元素,当第一批恒星发出光线时,这些氢元素被再次电离。[55]

不过,尽管WMAP发现在z1130的远处有恒星存在,但在这个距离上还没有发现任何星系。

星系旋转失控

众所周知,包括我们的银河系在内的许多星系都呈螺旋结构,这被认为是由于旋转速度不齐而产生的。离中心越远,旋转越慢。这样,一个据说原本是长条状的结构就被转化成了螺旋结构。因为星系旋转的周期是上亿年,旋转数周必然需要漫长的时间。罗斯把这一点作为年代久远的证据(C&T:113)

因为在我们银河系附近的星系中只有百分之六是螺旋形的,所以宇宙年龄不可能小于120亿年。

不过,欧洲航天局的红外数据已经显明,即使是非常遥远(非常早期)的星系也已经呈螺旋结构了,尽管它们还没有足够的时间演变出这样的结构,这被认作一个异常现象:

其中的几个星系显然很大,而且展示出与近处的星系类似的螺旋结构(比照 PR照片28d/02)。这些星系在宇宙历史上这么早的时候就已经演化到了这个阶段,显然不容易用目前的理论模型来解释。(黑体是原文中的设置)[56]

再者,在旋转几周之后,星系会紧紧地卷起来,不再呈螺旋结构。[57] 这就为它们的年龄设立了一个上限,这个上限远少于10亿年。[58]

罗斯引用了凯文·普伦德加斯特(Kevin Prendergast)一些过时的(1971年)研究来解释这个问题,宣称螺旋结构因恒星的形成而得以维持稳定(C&T112114)。不过,现代进化论者认为这个问题仍然存在,而且又提出一个复杂的螺旋密度波理论来解决它。[59] 但这是一个特设的方案,意思是它没有任何证据,而只是为了解决这个问题而随意杜撰出来的假设,而且在细节上需要很多调整。

一个符合圣经的解释是,螺旋状星系并没有演化,神造它们时就是这样的。神很容易造出旋转程度不同的螺旋状、条状、及椭圆状星系,多种多样的星系展示了神的荣耀(诗篇191)。[60]

恒星的形成

解释恒星的形成对任何宇宙学理论来说都是至关重要的。但是在这个领域有两个主要的问题。其一是对大爆炸之后形成的第一批恒星缺乏观察证据,其二是气云塌缩形成第一批恒星的机制。

第三星族恒星的缺乏

在第二次世界大战中,德裔美籍的沃尔特·巴德(Walter Baade18931960)把恒星分为两大类:第一星族和第二星族。第一星族是年轻的,所以涵盖了所有光谱类的恒星,包括快速燃烧的、非常高温的蓝色恒星。第二星族是年老的,不含任何快速燃烧的恒星。第三星族是在巴德之后加上的,本意是指大爆炸之后的首批恒星。既然大爆炸几乎没有产生任何金属,这些恒星的光谱应该没有金属吸收谱线。如果它们存在,这么独特的光谱应该很容易就检测到。标准理论要求,因为它们的形成很早,其中一些的光谱一定有巨大的红移值,z>10,甚至高达2030.[61]

但是,即使在我们的银河系也没有任何观察证据显示第三星族恒星存在或曾经存在过。[62] 进化论者现在宣称它们都是高温、大质量的,所以燃烧迅速。不过,这又是事后诸葛,与早期的论文相矛盾。早期的论文认为第三星族恒星的质量不一,可以是太阳质量的0.1100倍(Msol)。小质量的(红色)恒星的寿命应该足够长,可以燃烧到现在。确实,现在观察到的恒星里百分之九十都是主体系列的(而非白矮星、巨型星或超巨型星),而且其中百分之七十的质量小于0.8 Msol。那么,如果恒星都是自然形成的,应该会形成大量的小质量第三星族恒星,与所谓的第二星族一样。这些恒星的完全缺席可以说否定了大爆炸宇宙论的一个预测。

气云的塌缩

据说恒星是气云在自身重力作用下收缩而成的。气云内部压缩,温度升高,直到核聚变发生。但事实上,气云倾向于扩散而不是收缩。

英国数学家兼天体物理学家詹姆斯·金斯(James Jeans18771846)对气云塌缩的问题进行了研究。只有当引力克服了气体扩散的倾向时,气云塌缩才成为可能。根据维里定理,这意味着引力势能必须高过气体分子热能(动能)的两倍(尚不考虑气云因为流动而分散的倾向)。引力势能的一半加热气云,另一半以热辐射的形式散入空间。数学推导得出金斯质量(MJ),即塌缩需要的最低质量:

   MJ = K r-1/2T3/2.

其中,K是一个常数,r是密度,T是温度。要点是高密度和低温对塌缩发生更有利。天文学家常常把这一关系量化表述为:

   MJ ≈ 45Msol n-1/2T3/2.

在这里,Msol 是太阳质量,n 是每毫升气体中的原子密度,T是绝对温度。根据大爆炸理论,当宇宙变得透明,产生CMB的时候,T ≈ 3,000n ≈ 6,000,所以MJ ≈ Msol。这是球状星团的规模,所以比球状星团小的天体都不可能形成。由此推测宇宙的质量首先分散成了许多星团大小的气团,然后不知何故,这些收缩中的气团又分散而产生了第三星族恒星。

为了解决这个问题,降低金斯质量有两个基本方法:提高密度和降低温度。关于第一个方法,创造论天文学家丹尼·福克纳(Danny Faulkner)博士指出:

恒星据说是由浩大的气云凝聚而成的,而人们早已认识到气云不会自发地塌缩形成恒星,它们需要有外力的推动才开始塌缩。对塌缩如何开始有许多的提议,几乎所有的提议都需要先有一些恒星(例如,一颗爆炸的恒星产生的冲击波压缩附近的气云)。这是一个先有鸡还是先有蛋的问题;它不可能解释第一批恒星的产生。[63]

第二个方法是使气云的温度足够低,但这需要把热能辐射出去的分子。然而大爆炸主要产生的是氢和氦,除了H2之外不能形成其它的分子,而H2很快就会被当时存在的紫外线破坏。再者,H2通常需要尘埃颗粒才能形成,而尘埃颗粒需要金属,这正是第三星族恒星所缺乏的。根据这个理论,大质量的元素需要已经存在的恒星。再次遇到需要恒星才能产生恒星的鸡和蛋问题。

另一个想法是过去的气云密度比现在观察到的要高出四到五倍,所以可以通过H原子的碰撞而形成足够的H2。还有一些更晦涩的增加密度的方法,例如,暗物质,这个概念在本质上就是猜测性的。暗物质究竟何物?好几个提议都以失望告终,[64] 而且新的物理理论已经不再使用这一概念(见后文)。

哈佛天体物理中心的亚伯拉罕·勒布(Abraham Loeb)说:真相是我们根本不了解恒星的形成。 [65] 最近有人写了一篇论文,试图证明所有的宇宙学家都认同大爆炸,但也不得不承认这个问题。加拿大理论天体物理学院的理查德·邦德博士说:恒星具体怎么形成的还是一个巨大的谜。’”[66]

快速的“恒星演化”

创造论者并非必然反对恒星演化,因为不像生物进化,它不需要自然过程产生新的信息。但我们不同意绝大部分恒星起源的理论,及其时间尺度。事实上,有许多观察证据支持恒星可以非常快地变化。

樱井之星:这是日本业余天文学者樱井幸雄于1996年二月在射手星座里发现的。[67]

1994年时,这颗星最可能是位于一个行星状星云中心的白矮星,直径与地球差不多,不过密度要大很多。但是1997年,由德州麦克唐纳天文台的本特·古斯塔夫松(Bengt Gustafsson)和瑞典乌普萨拉天文台的马丁·阿斯普伦德(Martin Asplund)等人组成的天文学团队观察到它变成一颗明亮的黄巨星,其直径为7千万公里,比太阳直径大80倍。这意味着其直径增加了8,000倍,其体积增加了超过5千亿倍。天文学家对这么迅速的变化表示惊奇。[68]

这还没完。1998年,它进一步扩大成为一颗直径为2.1亿公里的红超巨星,是太阳直径的150倍。然而,就如它快速的增长一样,它又快速地萎缩了,释放出大量的残渣。到了2002年,即使是最强大的可见光望远镜也已经看不见这颗星了,尽管它放射出的红外线还可以透过灰尘探测到。[69]

樱井之星是进化论天文学家所谓恒星重生的一个例子。他们假设所有的白矮星都是恒星(通过核聚变)快要烧尽所有的氢和氦燃料时崩塌的残余。但是当白矮星刚形成时,其外表应该还有一层尚未用完的氢,尽管这层氢元素有时候观察不到。所以有一个模型提议某些不稳定因素可能会重新启动剩余氦元素的核聚变。聚变非常剧裂,产生的对流会把氢元素拖进恒星核心。同时,核心已经有的金属被推出来,而且剧烈的核反应产生出更多的金属。[70]

这似乎笼统地解释了樱井之星。分析其频谱的天文学家只能看到它的表面,他们观察到氢的数量降低了80%,而且有像锂、锌、锶和钇这样的重元素出现。[71]

不过,事件发生的速度要比1980年代的理论预测快50倍,如阿斯普伦德所说:

曾经有过重生巨星迅速演化的预测,但绝大部分人以为它的时件尺度是10100年,而不是几个月而已。[72]

爱尔兰的贝尔法斯特女王大学天文学家唐﹒泊拉柯(Don Pollaco)也同意说:

这个时间尺度简直是疯了。[73]

这给我们上了很好的一课:关于恒星进化,还有许多需要学习的东西。天文学家们从来没有观察过恒星在亿万年里的演变,而现在他们却看见它们在几个月里的演变!

天箭FG:这颗星在36年的观察时间里从一颗蓝星(温度为12,000K)变成了一颗黄星(温度为5,000K)。[74]

今天还有恒星形成吗?

在詹姆斯·多布森(James Dobson,爱家协会发起人,强烈支持罗斯)主持的罗斯和相信地球年轻的吉多恩(Duane Gish)的一场辩论中,罗斯宣称:

“……我们可以实时看见恒星形成。你可以今晚就拿出你的望远镜来看。它确实正在发生。[75]

但是没有别的天文学家会同意。他们最多会说我们可以看见空间的某些区域,有人认为那里正在形成恒星。这与罗斯所言大相径庭。

有人宣称哈勃太空望远镜(HST)拍到了恒星形成的壮观照片。创造论天文学家罗纳德﹒赛墨客(Ronald Samec)博士对此做如下评论,清楚地指出这一宣称和实际情况完全两样:

作为一位曾经的天文馆主任,现任的天文学教授,我曾展示过鹰状星云和相似的复杂气云结构如猎户座的马头星云的幻灯片。我喜欢这两个区域,因为那里有不止一种星云。

这些区域被称为暗反射发射星云。

Ÿ  暗星云主要由尘埃组成

Ÿ  发射星云是荧光气云因内含恒星而发亮。

Ÿ  反射星云是由低温未电离气体组成。

当暗星云和发射星云碰撞时,HST照片里的那些特征就形成了。尘埃侵入热气,在碰撞界面的气体因被压缩而更加明亮。这使得尘埃的暗手指的边缘地带呈白色。

我假设这些地带的温度高达10,000K,所以其亮度与表面温度类似的恒星一样,呈白色。这样高温的气体会很快扩散,完全没有机会形成恒星。除非照片里真看到恒星,我们不应该相信在这些尘埃手指尖地带含有恒星。[76]

太阳系的形成:星云假说的问题

不管哪一类的进化论宇宙学,包括大爆炸,都必须解释太阳系的起源。通常的解释是星云假说,即太阳、地球和太阳系的其它天体是由一个星云,即一团尘埃和气体形成的。这个假说是瑞典采矿工程师、神秘主义者伊曼纽尔·威登(Emanuel Swedenborg16881772)于1734年首先提出的。[77] 他严肃地宣告这是木星人和土星人在降神会中向他启示的。不过,21年之后,受威登影响的德国不可知论哲学家康德(Immanual Kant 17241804)更因为提倡这个想法而著名。[78] 康德提议太阳射出一根尾巴,或曰丝线,冷却之后聚集形成行星。最后,法国无神论数学家拉普拉斯(Pierre-Simon Laplace17491827)更深入地阐述了康德的想法,提出一个收缩中的气云会抛出一系列的环,这些环凝聚成为行星。[79] 但是,各种的星云假说都有许多的问题。一位权威这样总结:星云的温度太高,磁性太强,而且旋转太快。 [80] 以下提出更多的问题。

角动量

一个主要问题可以用一位溜冰高手在冰上旋转来说明。当溜冰高手收紧他们的手臂时,他们会旋转得更快。这个效应是由于物理学家称为角动量守恒的定律。角动量=质量x速度x离重心的距离,角动量在一个孤立系统里总是保持不变。当溜冰高手收紧他们的手臂时,离重心的距离减小,所以他们旋转更快,否则角动量就不能保持不变。在星云形成太阳的过程中,当气体据称向中心收缩形成太阳时,同样的现象也会发生,这会使太阳非常快地旋转。事实上,太阳旋转得非常缓慢,而行星绕着太阳运动得相当迅速。尽管太阳的质量占了太阳系总质量的99%,它的旋转只占总角动量的2%。这与星云假说预测的角动量分布完全相反。进化论者试图解决这个问题,但一位知名的太阳系科学家斯图尔特·罗思·泰勒博士(Dr. Stuart Ross Taylor)在他最近的一本书里说,太阳系角动量的最终起源仍不清楚。[81]

太阳

T-金牛相

当星云里的气体塌缩,聚集在一起形成行星时,年轻的太阳会经过所谓的T-金牛相。在这个阶段,太阳会发出猛烈的太阳风(比现在的太阳风强烈得多)。这阵太阳风会把太阳系里多余的气体和尘埃吹走,这样就没有了足够的轻气体来形成木星和其他三颗气态巨行星,这四颗气态行星就会比我们现在看到的小。[82]

年轻太阳暗淡悖论

根据目前所知的太阳能量的来源,太阳应该随着时间的流逝越来越亮。这意味着,如果真有上百亿年的时间,太阳在过去会暗淡很多。不过,没有任何证据表明在地球历史中的任何时候太阳比较暗淡。天文学家把这称为年轻太阳暗淡悖论,但是如果太阳就是圣经所说的大约6,000年般老,这就根本不是悖论了。

我们现在知道,太阳和其它恒星的能量来自核聚变反应。在聚变反应里,极度高速运动的小原子核会相互结合,形成更大的原子核(原子核是原子里带正电荷的中心,几乎占了原子所有的质量)。在聚合过程中,有一部分的质量按照爱因斯坦著名的方程式,Emc2,被转化成了巨大的能量。在太阳里,每秒钟有4百万吨的物质被转化成能量。这是非常大量的物质,但相对于太阳的总体质量1.99x1027 (1,990,000,000,000,000,000,000,000, 000)吨而言就微不足道了。恒星里发生最多的聚变是四个氢原子核合并成为一个氦原子核,[83] 如此太阳就像一颗巨大的氢弹。[84] 聚变产生大量幽灵般的、质量极低的粒子,称为中微子。[85] 我们现在知道中微子会在不同的品味(种类)之间转换。[86]

一个大质量的原子核比四个小原子核所占的空间少,所以一个固定体积内可以含更多的物质,提高了质量密度。所以当太阳在其核心燃烧氢元素时,其核心就会收缩。由此产生的更高的温度和压力使得聚变更容易发生,于是太阳核心更热。这样,太阳应该随着年龄增长而更亮。

进化论者和年老地球论者相信生命在地球上首次出现是在38亿年前。但是如果真是这样,太阳现在就会比那时候亮25%。这意味着那时地球平均温度是3ºC ,几乎是冻结的。然而,绝大多数古生物学家相信过去的地球比现在还温暖。[87]

解决这个问题的唯一出路是作出一些特设的、不切实际的假设,假定那时候的温室效应比现在强很多。[88] 这要求当时的CO2浓度是现在的1000倍,即1000 PALpresent atmospheric level,现今大气水平)。然而,对定年为14亿年的疑源类(真核藻类微化石)的分析给出的证据表明当时的CO2浓度只有10200 PAL,而那时太阳亮度应该只有现在的88%。尽管如此,研究人员仍乐观地希望温室效应可以补偿暗淡的太阳。[89]

这些证据都与我们直读圣经得出的太阳年龄一致。在6,000年左右的时间尺度里,太阳的能量输出不会有显著的增加。太阳亮度随时间的流逝而增强,单单这一点就足以对地球年老的想法构成问题。

进化论者假定太阳中心有蓄积了45亿年的氦,但这还没有被直接观察到。不管怎样,即使有大量的氦存在,地质记录表明太阳从来没有暗淡过。如果太阳核心处有大量的氦,这就是一个设计的特征,好让太阳足够热。这可能也是太阳特别稳定的原因。[90] 事实上,年老地球论者根本没有直接测量太阳的年龄。太阳年龄是从对陨石的放射性同位素定年引申出来的,而放射性同位素定年法本身就有很多问题,我们会在第十二章谈到。

再者,有人为年老地球论提出一个根据。他们计算出一个光子从太阳核心传播(实际上是通过吸收和重新放射)到表面的时间超过圣经的时间尺度。但是聚变的主要目的是稳定性,产生足够的能量来平衡从表面失去的能量,换言之,太阳受造出来就处于一个稳定状态,聚变产生的外向张力正好匹配内向的引力,这样就可以维持一个恒定的温度。[91] 这意味着太阳马上就可以发挥它做为大光的功能,发出稳定的光。这与相信神造出亚当的时候他的肢体末端的血液里就有氧气一样,尽管现在氧气通过肺里的肺泡扩散到血液,然后再传输到肢体末端需要一定的时间。

太阳自转轴的倾斜

如果太阳是由塌缩的星云形成的,那么它自旋的平面应该与行星运转的平面一致。然而它的自转轴与黄道相差7.167º。但是黄道是按地球轨迹定义的,更好的是与木星的轨迹平面相比较,因为木星的质量和角动量最大。木星的轨迹与黄道相差1.308º,这样还剩下几乎的差异。行星自转轴的倾斜通常是用碰撞来解释的,但这个解释不适用于太阳。[92]

岩石行星概述

进化论天文学家相信:

天文学家们都同意太阳系的行星及其卫星是由环绕太阳旋转的一个尘埃和气体的环形成的。在太阳系的外围区域,低温的液状气体凝聚成为气态巨行星,即木星、土星、海王星和天王星。在太阳系的内层,尘埃颗粒熔化之后粘在一起,形成一团团的熔浆,熔浆冷却融合之后就形成了水星、金星、地球和火星。[93]

但是最近的研究显示那些岩石不会熔化。需要的热量是从哪里来的呢?如前所述,太阳应该比现在暗淡,所以只有像水星这样一颗小的、靠太阳很近的行星才能够有足够的热。离太阳远一些的地方:

虽然一群小行星大小的岩石会在太阳系的内层聚集,但它们不会熔化并结合成行星。......这些固态的岩石只会快速地彼此擦身而过或像桌球一样碰撞而弹开。

进化论天文学家提议,一颗在50光年距离内的超新星爆发,给这个星云提供了放射性的铝26,铝26衰变时发出热能。但是在正在成形的太阳系附近爆发超新星的几率非常小。所以位于奥兰多的中佛罗里达大学的天文学家托马斯·克拉克(Thomas Clarke)认为在太阳系以外找到一颗岩石行星的机会非常小。而且又一次,他展示了自己对宇宙学原理的哲学偏向:

想到像地球这样的行星的特殊性就令人忧愁。[94]

金星

星云假说预测,随着星云向内旋转,所有新形成的行星应该向同样的方向旋转(顺旋)。但是金星却反向旋转,称为逆旋。以前进化论者试图这样来解释,提议金星起初是顺旋的,但它有一个隆起,来自地球引力的潮汐作用通过这个隆起把金星的旋转方向扭转了。但是潮汐作用非常弱,与距离的三次方成反比,而且我们现在知道金星比地球还要圆,没有任何隆起可以接受潮汐作用。此外,人们还发现一颗慧星的轨迹是逆旋的。[95]

金星的化学成分也与地球非常不一样。例如,惰性气体氩(用来填充白炽灯泡的)的两种同位素,氩36与氩40,其在金星上的比例要比地球高出300倍。如果星云假说是正确的,这意味着金星所在区域的化学组成是截然不同的,而这么大的差别在一个星云里相对小的区域是不可能的。

进化论行星理论所面临的另一个问题是行星的磁场。在第11章我们会显示地球的磁场是设计的一个好例子,而且磁场的衰减(和磁场方向快速翻转的证据)是地球年轻的绝好证据。但是没有任何航天器探测到金星有磁场。那些仪器的灵敏度就是金星磁场的上限,说明金星的磁场强度至少比地球磁场弱25,000倍。

进化论者用自我维持的发电机模型来解释行星的磁场,于是他们说金星的磁场弱是由于它的自转很慢(每243地球日自转一周)。但是水星自旋也很慢(58.82天),然而它的磁场是金星的五倍。火星自转几乎与地球一样(1.03天),但它的磁场少于地球的10,000分之一。

不过,创造论物理学家罗素·汉弗莱(Russel Humphreys)博士的理论能解释所有的磁场数据。[96] 他提议当行星的核心形成时,它们都有一个由于电流衰减而产生的磁场。核越小,其电导率越低,磁场衰减也越快。现在大家认为金星的核比地球的小,电导率也低,正如罗素·汉弗莱的模型所建议的,所以其磁场已经很弱。

对于上百亿年的信念,金星带来了又一个问题:麦哲伦卫星的雷达图像显示,金星的表面特征看起来是不久前形成的。那里有高山,包括麦克斯韦山(高出平均表面11千米)、裂谷(其中一条有9,000公里长)、盾状火山、陡峭的山坡、大块的岩石和坦荡的平原。由于金星上有深厚的大气层,大气温度又极端不均匀,我们预料金星上有巨大的沙尘暴,但是金星表面上没有任何经过亿万年侵蚀的迹象。

金星上也有一些圆形的结构,被认为是陨石坑,但是其数量比进化论的理论预期要少得多(只有935个)。它们的分布也比较均匀。所以进化论者提议,金星的整个表面都由于火山爆发和地壳运动而更新了。他们宣称金星表面的更新从8亿年前至3亿年前停止了,然而84%的陨石坑里看不到任何改变过的痕迹。[97]  创造论天文学家丹尼·福克纳和韦恩·斯宾塞(Wayne Spencer)提议,这些结构是由于在创造周或大洪水期间发生的系列陨石撞击,其时间范围距今并不很久,这似乎是对证据最好的解释。[98]

土星环

壮观的、环绕其赤道的土星环是伽利略在1610年首先发现的。不过,直到1659年,惠更斯(Christiaan Huygens)才理清土星环的正确形状。这些环的半径在66,900公里到480,000公里之间,而土星本身的赤道半径是60,268公里(大约地球的9.449倍)。[99] 除了A环(大约50米厚)和C环(大约10米厚),其他的也只有200米厚。这些环是由大小从数微米到数米的颗粒组成,主要是冰粒。

传统的均变论认为,壮观的土星环是由直径约200公里的一个天体粉碎之后形成的。以下证据表明,土星环的形成是比较晚近的事件:

法国奥赛的太空天体物理研究所的蕾妮·普兰奇(Renée Prangé)和她在美国、法国和加拿大的同事已经证明,土星环的水分流失相对迅速。该团队根据水分流失的速度算出,如果土星环的年龄超过3千万年的话,所有的水分都已经耗尽了。[100]

这些非常年轻的环(按均变论的标准)[101] 并不证明整个太阳系都是年轻的。但它们正是我们在圣经的框架下所期望发现的,可以通过在大洪水之年影响了整个太阳系的大灾难来解释。[102]

冰态巨行星

天王星和海王星被称为冰态巨行星,而木星和土星则是常规的气态巨行星。天王星和海王星非常相似,都有强大的磁场,而且磁轴偏离中心。它们的磁场强度与创造论者的预测接近,而与进化论者的预测截然不同。[103] 但这两颗行星也有显著的差异,如果它们是从星云的同一区域以同样的方式形成的,这就很难解释。例如,天王星的自转轴是横卧在公转轨道平面上的,而海王星则在不断地放热。与天王星不同[104],海王星辐射出的热量是它从太阳所接收的热量的两倍。[105] 海王星表面上的风速是太阳系里最高的,达每小时2,200公里。但是最大的难题是这一对行星最初是怎样形成的:

......为太阳系的形成建模的天文学家一直保守着一个肮脏的小秘密:天王星和海王星不存在。至少计算机仿真还无法解释:规模堪与气态巨行星相比的冰态巨行星如何在离太阳这么远的地方形成。天王星和海王星的质量分别是地球的14.5倍和17.1倍,它们在太阳系的外围区域运转得是如此之慢,以至于引力吸积形成这两颗行星所需要的时间超过了太阳系的年龄。[106]

月球

月球起源之谜

长久以来,月球的形成对进化论者是一个不解之谜。他们虽然提出了几个理论,但是都有严重的漏洞,连很多进化论者自己都承认这一点。例如,太阳系理论家斯图尔特·罗思·泰勒说,最好的月球起源模型是可以验证的模型,但是可验证的月球起源模型都是错的。[107] 另一位天文学家欧文·夏皮罗(Irwin Shapiro)半开玩笑地说,没有好的(自然主义的)解释,所以最好的解释是月亮是一个幻象![108]

最早的理论之一来自查尔斯·达尔文的儿子,天文学家乔治·达尔文。他提出了分裂论,即地球自转得太快,以至于它的一部分断裂而出。但这个理论今天已经被完全抛弃了。地球的自转根本不可能快到可以把月球抛到其轨道上去,而且抛出去的月球在其高度尚未达到洛希极限时会破裂成碎片。洛希极限就是一颗巨大的卫星能靠近它所环绕运行的天体的最近距离,如果靠得再近,它就会被潮汐作用(即月球的不同部分感受到不同程度的引力)撕碎。对地球而言,这个距离是18,400公里。

现今最流行的说法是大撞击假说(Giant impact hypothesis, GIH),自然这也是罗斯所相信的(参下面)。这个假说提议,地球被另一个行星规模的天体以小角度擦撞。地球吸收了撞击者的大部分材料,剩下的被抛入环形轨道,最终凝聚形成月球。与此相关的另一个假说是撞击引发分裂说,认为月球是由小型星子多次撞击产生的碎片而成的,而不是源于一个大型天体。不过,一些领军的研究者已经开始质疑,撞击假说的流行到底是因为其本身的优势,还是排除了其它更弱的进化模型的结果:

该理论(GIH)崭露头角,与其说是因为其理论上的优点,还不如说是因为其他理论在动力学和地质化学上明显的欠缺。......”[109]

据计算,要得到足够的材料形成月球,撞击的天体需要比火星还大一倍,然后还有多余角动量的去向之谜。[110] 对于支持这个理论的计算机模拟,也还存在一些怀疑:

不过,杰·米罗喜(Jay Melosh,亚利桑那大学)争辩说我们对状态方程的了解还不够,还不能用这些方程来计算撞击的能量。我们可能大大地低估了撞击的能量,所以目前还不能确认具体的动态模型。[111]

再者,地质化学里应该有支持GIH的证据,所以研究者分析了月球和流星里关键元素NiCoCrVMn的含量,他们的结论是:

“……无论是大撞击假说还是撞击引发分裂说,在地质化学上都没有强力的证据。[112]

尽管罗斯欣然接受了GIH(圣经对此没有丝毫的提示),但他还是把这个概念扭曲了。他宣称这是一个几乎正面的撞击(GQ:30)。但根据GIH模型,他的说法是不对的。正面撞击指的是两个物体重心的路径相交,或说,撞击的方向与接触面垂直。然而,如前所述,GIH里的撞击是小角度擦撞。只有这样才有希望把足够的材料撞飞,并沿适当的轨迹形成月球。所以我们不得不疑惑,到底是他没有真正理解GIH,还是不明白正面这个基本的机械词汇的意思。

月球的瞬变现象

因为月球的质量只有地球的1.23%,它的热能都应该耗散掉了;所以,所有的地质活动都应该已经停止了。一本天文学课本说:

没有证据显示月球的内部有显著的热能。……现在的月球是一个冰冷的、地质活动不活跃的世界。[113]

事实上,根据太阳系形成的模型和月球岩石样本,他们宣称月球的地质活动早在30亿年前就已经停止了。

然而,现在观察到的许多月球表面变化肯定是由于其内部的活动,而不是外部流星的撞击。这些现象被称为月球瞬变现象TLP)。人们自从17世纪就开始通过望远镜观察月球,NASA报告并分类了近1500TLP[114] 天文学家威廉·赫歇尔(William Herschel)1783年至1787年间报告了几次明显的火山爆发。[115]

TLP表明月球还有活跃的地质活动,这意味着月球不是很古老,其内核还没有完全冷却。TLP也与阿波罗登月计划观测到的高热流一致。这两点观察都与圣经的时间尺度一致。[116]

月球北部有一个25公里宽的陷坑,称为艾娜(Ina)。布朗大学的彼得·舒尔茨(Peter Shultz)指出,艾娜光鲜的表面显示它的历史只有数百万年,远短于根据放射性定年法得出的几十亿年。根据他在《新科学家》(New Scientist)上的文章,他认为艾娜内部可能还有让火山气体和物质涌出表面的喷口,并说,这可能是月球最后的几口气。这篇文章开篇第一句话就是,月球远不是一块死石头,它可能还活着。[117]

月球的“幽灵”陨石坑

幽灵陨石坑月球表面地形在几乎被完全破坏之后剩下的一些影子[118] 知道幽灵陨石坑的人不多,但它们对月球陨石坑的进化理论是一个极大的难题。

我们观察月球时,会注意到一些亮区和暗区。亮区是高地,由低密度淡色的花岗岩组成,上面有很多的陨石坑。暗区是月海(伽利略最先使用的名称),是由高密度的火山岩(玄武岩)构成的,所以颜色较暗,人们认为月海里的岩石是熔岩流。

有人认为在行星和月球吸积形成之后,剩余的材料与月球撞击形成了陨石坑。随着物质被吸积,撞击的频率会呈指数下降。剧烈的轰炸使得高地满是陨石坑,但在月海中,熔岩流将许多陨石坑覆盖了,没有被完全覆盖起来的就成了幽灵陨石坑。陨石坑形成的进化理论认为,陨石冲击发生在5亿年之久的一段时间里。然后,最后的一次大型熔岩流形成了月海。

但为什么熔岩流没有覆盖整个月球呢?天文学家指出,月海大致呈圆形,提示月海是由于非常大的撞击而形成的撞击盆地。撞击的能量巨大,引发了熔岩流。熔岩流可能是撞击直接熔化岩石而成的,也可能是月壳开裂,里面的熔浆涌出而成。大撞击可能抹去了以前的小陨石坑。所以,幽灵陨石坑一定是在大撞击之后形成的,但也一定是在熔岩流过之前形成的。

古老地球论者面临的问题是:天文学家相信撞击引发了熔岩流。但这意味着在形成盆地的撞击和熔岩流之间不可能有5亿年的时间间隔,而是连一年也不到。形成幽灵陨石坑的撞击发生的时间窗就非常地狭窄了。但是在熔岩流冷凝之后,撞击的次数相对地少了许多。

这指向一段非常猛烈的陨石轰炸,比进化论者预想的强烈几千倍,但发生在很短的时间里。天文学家丹尼·福克纳博士提议,撞击盆地是由一个狭窄但密集的、平行轨道流星群在大洪水那一年撞击月球而形成的。事实上,12个月海中的11个都在月球的同一个象限里,似乎提示在大部分撞击发生的时间里,月球还没有来得及绕地球一周(一个月),月球的另一面还没有机会朝向流星群。这与高地上的小陨石坑形成对比,那些小坑可能是在人类堕落之后或是在创造周形成的。[119]

太阳系之外的行星

过去这几年,有许多人宣称在太阳系之外发现行星。[120] 圣经并没有排除这一点,那些行星也应该属于第四天创造的天体。进化论者本指望像太阳系这样的系统很容易就能形成,但那些行星远不能为此提供任何支持,而是带来了更多的问题。

例如,资料比较多的是一些比木星还大的气态巨行星,但是它们离恒星的距离比水星离太阳还近。在这么近的距离里,冰会挥发,但一颗小行星要增长到可以吸引气体的规模,人们认为冰是必不可少的。而且如前所述,T-金牛相对我们太阳系里离太阳比地球离太阳远很多倍的巨型行星的形成甚至都是问题,更何况这些离恒星如此之近的气态巨行星?于是就有了一些猜测性的理论,说这些气态巨行星在形成之后向内漂移了几百万英里。

另外,宇宙学原理不仅驱使进化论者去寻找其他的恒星系统,而且还预测那些系统会与我们的太阳系相似,因为在他们看来,我们没有任何特殊之处。但是到现在为止,我们所发现的星系都与我们的太阳系非常不一样。事实上,人们发现有一个星系中的几颗行星都是反旋的,即与恒星的自旋方向相反,这与星云假说的预测相抵触。一篇世俗的报道明白地指出:这个发现与行星形成的理论不符合。根据传统的理论,人们认为在新形成的恒星周围有一个尘埃环,环里的尘埃凝聚成为行星。还有一些行星的轨道呈高度倾斜,这也与常规理论相左。[121] 这和宇宙学原理背道而驰,出乎进化论者的预料。恒星系统是展现神创意的一个例子。[122]

 

大爆炸护教学

大爆炸已经成为罗斯等人的重要护教学工具。但是,无论一个思想在护教学上如何有用,也不可以因此而废弃圣经方面的考虑。今天用大爆炸来支持的护教学论证,实际上在大爆炸理论出现之前几个世纪就已经存在了,而且这些论证的主要倡导者还使用了其他的证据。因此我不反对罗斯使用这样的论证(尤其是我也使用过),[123] 而是反对他把这些论证与大爆炸联系在一起。所以我要表明,这些论证用不着大爆炸也可以捍卫,以反驳罗斯相关的宣称,说什么反对大爆炸的人在破坏至关重要的护教学。

卡拉姆宇宙学论证

这是一个非常重要的论证,基督徒都应该了解它。它反驳了一个常见的否认有神的理由:如果神创造了宇宙,那么谁创造了神呢?该论证源于天主教会的神学家文德(Bonaventure 1221–1274),[124] 又为中世纪阿拉伯哲学家们所倡导。卡拉姆源于阿拉伯语词话语,但其延伸的语义范围也包括哲学有神论自然神学。卡拉姆论证在现代最著名的维护者是哲学家兼护教学家威廉··克瑞格博士(William Lane Craig)。[125] 以下是该论证的逻辑形式:

1.凡是有开端的事物都有起因。[126]

2.宇宙有开端。

3.宇宙有起因。

黑体的部分非常重要,它说明那些批评家把基督徒的宣称读错了。不是所有的事物都有起因,而仅仅是有开端的事物。宇宙需要有起因,因为它有开端,这点后面会详述。神不像宇宙,没有开端,所以不需要有起因。再者,有许多实验支持的爱因斯坦广义相对论把时间和物质及空间联系起来。因此时间是与物质和空间同时开始的,这是奥古斯丁首先提出的一个见解。既然按照定义,神是整个宇宙的创造者,祂也是时间的创造者。因此祂不受自己创造的时间维度的限制,没有时间上的起点。神是那至高至上、住在永远的”(以赛亚5715)。所以,祂没有起因。

因和果

有开端的事物就有起因,这是一个纯哲学的原则,但也是不证自明的。没有人会真心否认。甚至连苏格兰反神论哲学家大卫休谟(David Hume)也承认,虽然沒有人能证明卡拉姆论证,但只有疯子才会否认它:

但是请容许我告诉你,我从来没有宣称任何事物可以无缘无故地形成,那是笑话:我只是主张,我们并不是基于直觉而认定这个命题的谬误,也不是基于演示;而是另有来源。[127]

如果因果律被否定,所有的科学和历史就会崩溃。如果警察认为沒有必要为一具带刀伤的尸体或被一栋被搅乱的房屋寻找原因,那么所有的司法程序也会崩溃。再者,宇宙不可能以自己为起因——没有任何事物能够自己创造自己,因为在它存在之前,它就不在那里为自己作起因。

证据之一:无穷系列具体事件的不可能性

文德论证了宇宙必定在时间上有一个起点。不然在时间里就会有真正无穷的事件集存在。虽然在数学里一个无穷的集是可能的,但是一个无穷的具体事件集是无理的,不像数字这样的抽象概念(一个全知的存在所知道的实际事件除外)。再者,虽然任何的时间段都可以分成无穷多个无穷小的时间单元(如著名的芝诺悖论),无穷多个具体的时间单元却是不可能的。[128]

况且,穿越实际上无穷多的时间单元是不可能的,因此宇宙不可能是永恒的。不然,我们永远到达不了现在这个时刻。因为不管我们经过了多少有限的时间段,我们还是不能经过无穷多个时刻的集。而一个永恒的宇宙正意味着过去了一个无穷多个时刻的集。所以,现在这个时刻永远不可能到达,我们不可能进入现在这个时刻。但我们都知道,我们已经进入了现在这个时刻;这一系列的时间段不可能是无穷多的,而是必须有一个起点。[129]

证据之二:热力学定律

现代科学已经为文德的论证提供了强有力的支持,而且不需要依靠大爆炸理论。那就是热力学上的定律,也是物理科学里最基本的定律。

第一定律:宇宙所有质/能总量守恒。

第二定律:可以用来做功的能量在不断减少,或者说,熵在不断增加。

如果总的质/能是有限的,而且可用的能量在不断减少,那么宇宙不可能已经永远地存在了,否则,所有可用的能量都应该耗尽了,这就是宇宙的热寂。例如,所有放射性元素都应该衰变完了,宇宙到处都应该处于同一个温度,不可能再做任何的功。因此一个显而易见的推论就是,宇宙是在一个有限的时间之前开始的,它开始时有大量的可用能量,而这些能量正在不断地消耗。

其它证据:许多备选方案的不可行性

罗斯花很多时间拆毁像永恒振荡、游荡和稳定状态这样的想法,我对此并无异议。

异议

读罗斯的著作,人们会以为所有的大爆炸宇宙学家都是基督徒,或至少是有神论的。威廉··克瑞格也写道:

当我于1978年在杜塞尔多夫参加第16届世界哲学大会时,我发现反对大爆炸理论的科学家都是从共产国家来的马克思主义者。[130]

这可能是真的,稳定状态理论的动机确实是反神论的偏见。但威廉··克瑞格暗示大爆炸理论是有神论,这样的弦外之音毫无道理。用同样的逻辑,我们可以认为达尔文主义一定是有神论,因为在某次进化论大会里唯一持反对意见的是由新拉马克主义者李森科带领的斯大林主义生物学家!实际上,大部分的大爆炸理论家是无神论者,尽管有少数是不可知论者或可能是泛神论者。

否认因果关系

大部分大爆炸理论家不会假定神是宇宙开端的起因。例如,发明膨胀模型的阿兰古斯声明:

在膨胀宇宙学里,可以说宇宙是终极版的免费午餐。[131]

在《科学美国人》里,古斯和另一位大爆炸宇宙学的领军人物保罗斯坦哈特(Paul Steinhardt)写道:

从一个历史的角度来看,膨胀模型最革命性的地方就是一个观念,认为可观测到的宇宙里所有的物质和能量几乎是无中生有的。……宇宙的膨胀模型为可见的宇宙从无穷小的一点进化而来提供了一个可能的机制。再进一步,猜测整个宇宙都完全是无中生有的,那就更激荡人心了。[132]

《发现》(Discover)杂志里有一篇文章,标题是古斯的宏伟猜想,这毫不夸张。文章这样总结古斯的看法:

宇宙从完全的无有中爆发出来。在它胀大的过程中,更多从完全虚无中而来的东西充满其中。阿兰古斯问道,这是怎么成就的呢?他的膨胀理论可以帮助解释这一切。[133]

最常见的闪烁其词是,宇宙是量子波动的产物,宣称量子力学不遵循因果律,可以无中生有。例如,保罗戴维斯(Paul Davis)写道:

……时空从无到有可以是一个量子跃迁的后果。……粒子可以在没有任何特定起因的情况下从虚无中出现……在量子力学的世界里,无中生有是常规性的事件。[134]

但这分明是对量子力学的滥用。我在做博士论文的过程中获得了一些量子力学理论和实践方面的经验。[135] 量子力学从来不会无中生有。这一切只不过是为一个自然主义神迹提供的烟幕弹,而不是为神迹提供充分的起因。戴维斯自己也在前一页中承认,对他的提议不应该太认真

宇宙出自量子波动的理论必须假定那里有东西可以波动。他们的量子真空有很多潜在的物质和反物质,而不是无有。例如,拉曼光谱是一个量子力学现象,但是从光谱里谱线的波数和强度,我们可以算出产生这些谱线的原子质量和化学键的力常数。如果无神论者认为宇宙的出现真的没有起因,我们就必须发现不是通过振动量子态的跃迁而产生的拉曼谱线,或在没有原子核的情况下出现阿尔法粒子,等等。如果量子力学真的像有些人想象的那样无因果,那我们就不应该假定这些现象有起因。那我还不如烧掉我的博士论文,所有的光谱期刊都应该关门,所有的核子物理研究也该停止了。

再者,如果没有起因,那么为何这个特定宇宙在一个特定的时间出现就没有解释,为何是一个宇宙而不是一根香蕉或一只猫出现也无法解释。这个宇宙不可能有任何特质可以解释为何出现的是它,因为在它实际出现之前它没有任何特质。

神造万有是合乎理性的吗?

为了逃避从宇宙有起点的证据而得出有神的结论,怀疑论者的最后一根救命稻草是认定在时间中的创造不合理。戴维斯正确地指出,时间本身是和宇宙同时开始的,这也是圣经创造论和大爆炸理论都相信的。所以,讨论在宇宙开始之前发生了什么是没有意义的。但是他进而做出了一个没有依据的哲学论断,即一定要在之先。既然在宇宙开始之前没有任何事情发生,那么根据戴维斯的说法,讨论宇宙的起因就是没有意义的。

威廉··克瑞格为戴维斯写过一个书评 [136],值得一读,他指出戴维斯缺乏哲学知识。首先,既然上面讨论的卡拉姆宇宙学论证在逻辑上是站得住脚的,如果承认它的前提是正确的,那么其结论(宇宙有起因)也必定是正确的。所以反对它是徒劳无益的。

第二,他的论证还是不能表明这个结论有什么问题。因为哲学家们早已讨论过因果同时发生的概念。康德举例说,把一个重物放在靠垫上,同时就导致了靠垫的凹陷。许多哲学家认为,在亚原子的层次上,所有的因果都是同时的!威廉··克瑞格争辩说,时间开始的第一时刻就是神创造的时刻,也是宇宙出现的时刻。

评估

卡拉姆论证可以抵挡所有反对的论证,但是根本不需要大爆炸。它是在大爆炸理论之前很久就被提出来的,而且关于无穷的逻辑和热力学定律的证据已经足够强大了。在大爆炸理论失去信用之后,它还可以继续生存很久。再者,即使卡拉姆论证需要大爆炸理论才能生存,基督教也不需要卡拉姆论证才能生存!所以,曲解圣经以支持大爆炸是没有借口的。

多维度的神?

圣经中的弦论?

在罗斯的书《宇宙之外》里,[137] 他用了一个非常时兴的思想来解释一系列神学问题,就是弦论。这个理论断言,在通常的三维空间之外,还有六个维度的空间。我们今天观察不到这额外的六个维度——这些额外的维度现在已经被卷起来(被压缩成比质子还小的环)——但是它们应该会影响基本粒子之间的相互作用和宇宙的结构。人们提出这个理论是为了解释宇宙的某些特性,但这属于猜测,有很多争议,而且缺乏实验的支持。最近对引力速度的测量结果严重地限制了这些所谓的额外维度:

我们的结果……限制了可能存在的额外维度的数目和规模。这些额外维度越紧密,引力就越难通过它们走捷径,引力的速度也就越接近光速。