宇宙的起源：大爆炸？

本文选自里程的《游子吟》第六章《创造论与进化论》，若要了解此书，可回复“游子吟”三个字。

四、宇宙的起源

虽然起源问题无法直接用科学的方法重演，但科学家们仍在观察、推理的基础上对宇宙的起源提出各种假说。现在，大爆炸论被广泛地接受。李志航博士在《科学对基督教的挑战》和梁斐生博士在《真金不怕洪炉火》两本书中对此都有引人入胜的论述。

宇宙不是永恒的

十九世纪三十年代初期，德国医生奥伯斯（Olbers）从一个简单的观察中提出宇宙不是处于衡定状态的假说。大家都知道星与星之间的夜空是完全黑暗无光的。奥伯斯首先想到，这说明宇宙中星球的数目是有限的，不能使宇宙的每个角落都发光。其次他假设，由于星球之间的万有引力，星球之间的距离会越来越小；或者由于什么尚不清楚的原因，万有引力会被抵消，使星球间的距离不断加大，即宇宙可能在澎涨。但这种假说未引起当时科学界的注意。

本世纪二十年代，美国天文学家观察到了红移现象（redshift）。他们发现距地球很远的星球或星系射到地球的光比主离地球近的星的星光弱而且较偏红色，即偏向可见光中的长波光谱。在声学上有一种现象叫做都普勒转移（ Doppler Shift）：当一个运动物体接近我们时发出的声波频率偏高；当它远离我们而去时发出的声波则偏向低频。一个最常见的例子是，当火车驶进站时，站在月台上的人听到它的鸣笛十分高亢，当它离站驶去时，笛声则变得低沉。因此天文学家们把红移现象解释为：远处射出红光的星球正在以高速度远离地球。

几年后，爱因斯坦于1917年发表了著名的普遍相对论，震动了科学界。一些科学家发现相对论的公式包含有宇宙不恒定的结论。但爱因斯坦不同意此见解，他当时以为自己的计算有误差，于是在方程式中又加进一个常数，以抵消宇宙有不断澎涨或收缩的可能性。

1931年，美国天文学家哈博（ Edwin Hubble）用当代最大的二百寸天文望远镜惊奇地发现在银河系外还有千千万万个天河系，而且这些天河系明显地不断迅速向外扩张。在事实面前，爱因斯坦承认他在相对论公式中所加的宇宙常数是他一生中最大的失误。尽管他感到有些刺激，并认为不尽合理，仍勉强地接受了“宇宙有个原始的必须性”的假说。由于理论和观察都提供了充分的证据，此后科学界再不怀疑宇宙确实是在澎涨了。

大爆炸理论的确立

基于宇宙在不断澎涨的事实，早在四十年代，旅美俄裔物理学家伽莫（George Gamow）等科学家就预期说，如果宇宙是由大爆炸产生的，那么原始火球一定会留下某种痕迹，一定可以在太空中找到某些余留的背景微波辐射。当宇宙不断澎涨时，这种幅射波也会跟着澎涨，宇宙的温度也不断下降。他们计算的结果，现在这种幅射所代表的温度是在一-268℃左右。只是，他们的预测并未引起应有的重视。当时，一般实验室没有足够精密的仪器来侦测这种微波。

1965年，美国电讯公司的贝尔（ Bell）研究所的两位科学家彭兹雅（Arno Penzias）和威尔逊（Robert Wilson）用一种敏感的天线装置测量银河系的电波时，记录到很多杂音。他们一直以为天线有毛病。但天线经过彻底检查，确保无误后，这些杂音仍然存在，而且从各个方向测量的结果完全一样。这种杂音的强度所代表的温度是-270℃左右。

与此同时，以狄克（R．Dicke）为首的美国普林斯顿大学的一群物理学家也在寻找太空微波。他们理论计算的结果是，如果宇宙是由大爆炸而来，其遗留的爆炸微波所代表的温度应是-263℃左右。有趣的是，这两个研究小组并不相通，而且他们都不知道伽莫等人在 1948年所作的计算。一个偶然的机会，他们得知了彼此的研究情况，并认为彭兹雅和威尔逊接收到的杂音正是大爆炸后余留至今的微波幅射！当他们的研究结果在天文物理学报上发表后，引起强烈震动。其他科学家随后所从事的观测和计算，也完全一样。由于这一震惊世界的发现，彭兹雅等获得 1978年诺贝尔奖。

此外，根据大爆炸理论，宇宙中最先形成的元素是原子量小于7的元素，主要是氢和氦。氢和氦在宇宙中的比例的理论推算与现今在宇宙中测定的是吻合的。二十年来，物理学家用核子加速器研究不同核子、粒子高速碰撞的结果，用以推测宇宙形成过程中不同核子的比例，其推测结果也与今天实际观测的比例一致。

大爆炸理论能合理解释宇宙的澎涨，又有与理论推算相符的直接证据（遗留微波辐射），尽管在细节上还有不少问题，现已成为广泛被接受的关于宇宙起源的热门理论。

大爆炸理论的超然性质

大爆炸理论的观点、推论和实际观测结果中，包含了许多奇特、不可思议和超越自然律的部分。对此，梁斐生博士在《真金不怕洪炉火》一书中有详尽论述。我这里只简要地举出几点。

第一，现在多数宇宙学家都认为，在大爆炸之前，没有能量、物质、时间和空间。可是，如果什么都没有，爆炸怎么会发生呢？而且，宇宙这种“无中生有”的起源是与热力学第一定律不相符的。

第二，前面提到，当一个过程处于初始阶段时，冷热不均衡，熵质很低，然后冷热趋于均匀，熵值不断增高。但英国著名天文学家彭罗斯（Rnoger Penrose）却提醒人们，原始爆炸的火球原是处于热澎涨平衡状态，具有极高的熵值。这又是与热力学第二定律尖锐地对立。

第三，根据宇宙新澎涨论，在大爆炸发生后的 10E-23（10的-23次方）秒的一瞬间，宇宙澎涨了10倍，其澎涨速度远远地超越了相对论中的光速极限。

第四，正如把卫星发射到预定轨道要求精确的火箭发射速度一样，大爆炸后宇宙澎涨的速度快一点、慢一点都不行。科学家们计算后指出，宇宙澎涨的速度超然地精确！

第五，现在大多数学者对大爆炸后 10E-50（10的-50次方）秒以后的过程已有不少共识，但对大爆炸后10E-35（10的-35次方）秒之内的情况却根本无法窥测。因为在这段时间内，温度极高，一切自然律都失去了功效。换句话说，宇宙是在超自然的状况中产生的。

最后，我们一般人都会认为，如此剧烈的大爆炸的结果，一定是杂乱无章的，就象炸弹的爆炸一样。然而实际情况却大出人的预料。美国太空总署为侦测大爆炸遗留的背景微波幅射而特别发射的卫星于 1989年 11月升空后两年内收集到的资料表明，宇宙每一个方向的背景温度完全一致，只相差万分之一凯尔温度！到 1992年，科学家从该卫星收集到的几亿个测量数据中发现，它们只相差万分之三度！也就是说，大爆炸所产生的微波细浪是出奇地均匀、平滑！然而，从这种极度的均匀状态中又何以能形成各种不同的元素、产生各种不同的星系、星云，形成现在所看到的不均匀的宇宙呢？

上述这几点，都是自然律无法解释，人类有限的头脑无法测透的。现在人们普遍接受的关于宇宙起源的大爆炸理论指出，宇宙不是永恒的，宇宙必有一个开始，一个超越自然律的开始。这个结论与进化的模式无法协调，却与神创造宇宙的创造模式完全吻合。

宇宙的起源和科学家的信仰

我过去以为，我相信现在很多学生、学者仍然以为，科学研究的结果是最客观、可靠的，因为科学家是不偏不倚、完全公正地从实验、观测数据中得出结论的。不幸，事实并非如此。这里姑且不论那些不时被暴光的伪造实验数据的丑闻。对一般科学家而言，由于世界观和信仰不同，在科学研究中总会有意无意地、或多或少地重视或偏爱自己所预期的结果，会接受和坚持那些证据并不十分充分、但符合自己世界观和信仰的假说或理论。真正要做到客观、公正，敢于在真实面前修正自己的观点是相当不容易的。这在宇宙起源的研究中也看得很清楚。

不少受人文主义影响的科学家坚持宇宙永恒、自然演化的无神论观点。在红移现象被发现、推测宇宙在不断澎涨的假说提出后不久，爱因斯坦推出相对论。当别人指出相对的公式中含有宇宙澎涨结论时，爱因斯坦不接受，以为自己的计算有误，所以特引进一个宇宙常数以消除宇宙澎涨或收缩的可能性。他这样做并不是因为一时疏忽，而是他不相信宇宙有个开始。以至他最后公开承认失误，接受了宇宙在澎涨宇宙必有个开始后，心里仍感到别扭，他在和朋友的通信中说：“宇宙澎涨之说，对我有点刺激。”“承认这些证据的可能性，似乎不合理。”但这位科学巨匠是值得钦佩的，他毕竟有承认错误的勇气。

宇宙澎涨获得充分证据后，伽莫等科学家早在本世纪四十年代就提出大爆炸论的假说，但不受科学界青睬。在四十年代末期一批物理学家提出宇宙衡态论（Qteady State），认为宇宙虽在澎涨，但宇宙可以从一个尚不知晓的地方不断产生新物质（可能是氢），以填补宇宙澎涨后留下的空间，使宇宙的平均密度保持不变。此假说并无充分的事实依据，但因它既能解释宇宙的澎涨这个事实，又表明宇宙不需要有个开始，因此立即获得科学界的广泛支持。可见，世界观有时比事实更重要。

现在，大爆炸理论已站住脚跟，衡态论已失去优势。但仍有科学家不愿接受宇宙有个开始的结论。于是又有人提出一种新的假说，循环论（ Oscillating Theory）。这个假说承认宇宙是由大爆炸而来，宇宙在澎涨之中；但由于万有引力，有一天宇宙不再澎涨，进而开始收缩，密度和温度不断增高后，复变成原始火球，于是又发生大爆炸。如此澎涨、收缩，周而复始，所以宇宙仍然没有开始。循环论也并没有什么事实根据/李志航在《科学对基督教的挑战》论及循环论面对两大难题。第一，除非宇宙的物质再增加十倍，否则没有足够的万有引力可以阻止宇宙的澎涨。第二，根据物理学和热力学的理论计算，如果宇宙具有不断澎涨收缩的周期，每一周期中光子对核子的比例会越来越大；如果宇宙无尽地澎涨——收缩循环，今天光子对核子的比例应是无限大，但这显然与事实不符。

但也确有不少科学家在研究宇宙起源中进一步认识了神。因发现大爆炸余留的微波幅射而获得诺贝尔奖的彭兹雅（Penzias）就公开表示，圣经的记载和当前天文学的最佳科学佐证不谋而合。当美国著名的Lawrence Berkeley实验室的科学家于1992年发现大爆炸遗留的微波幅射是那样均匀雅致，那样精美绝伦时，他们说这好象是亲眼看到了神一样！神一直借着《圣经》和大自然向人们启示他自己。凡真诚寻求真理的科学家都能认识他。

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