四、宇宙的起源

雖然起源問題無法直接用科學的方法重演，但科學家們仍在觀察、推理的基礎上對宇宙 的起源提出各種假說。現在，大爆炸論被廣泛地接受。李志航博士在《科學對基督教的挑戰》 ¹ 和梁斐生博士在《真金不怕洪爐火》²兩本書中 對此都有引人入勝的論述。

宇宙不是永恆的

十九世紀三十年代初期，德國醫生奧伯斯（Olbers）從一個簡單的觀察中提出宇宙不是 處於衡定狀態的假說。大家都知道星與星之間的夜空是完全黑暗無光的。奧伯斯首先想到， 這說明宇宙中星球的數目是有限的，不能使宇宙的每個角落都發光。其次他假設，由於星球 之間的萬有引力，星球之間的距離會越來越小；或者由於什麼尚不清楚的原因，萬有引力會 被抵消，使星球間的距離不斷加大，即宇宙可能在膨脹。但這種假說未引起當時科學界的注意。

本世紀二十年代，美國天文學家觀察到了紅移現象（red shift）。他們發現距地球很 遠的星球或星系射到地球的光比離地球近的星的星光弱而且較偏紅色，即偏向可見光中的長 波光譜。在聲學上有一種現象叫做都普勒轉移（Doppler Shift）：當一個運動物體接近我 們時，我們收到的它的聲波頻率偏高；當它遠離我們而去時，我們收到的它的聲波則偏向低 頻。一個最常見的例子是，當火車駛進站時，站在月台上的人聽到它的鳴笛十分高亢；當它 離站駛去時，笛聲則變得低沉。因此天文學家們把紅移現象解釋為：遠處射出紅光的星球正 在以高速度遠離地球。

幾年後，愛因斯坦於一九一七年發表了著名的普遍相對論，震動了科學界。一些科學家 發現相對論的公式包含有宇宙不恆定的結論。但愛因斯坦不同意此見解，他當時以為自己的 計算有誤差，於是在方程式中又加進一個常數，以抵消宇宙有不斷澎漲或收縮的可能性。

一九三一年，美國天文學家哈博（Edwin Hubble）用當代最大的二百寸天文望遠鏡驚奇 地發現在銀河系外還有千千萬萬個天河系，而且這些天河系明顯地不斷迅速向外擴張。在事 實面前，愛因斯坦承認他在相對論公式中所加的宇宙常數是他一生中最大的失誤。儘管他感 到有些刺激，並認為不盡合理，仍勉強地接受了「宇宙有個原始的必須性」的假說。由於理 論和觀察都提供了充分的證據，此後科學界再不懷疑宇宙確實是在膨脹了。

大爆炸理論的確立

基於宇宙在不斷澎漲的事實，早在四十年代，旅美俄裔物理學家伽莫（George Gamow） 等科學家就預測說，只有一個從近於無限高溫迅速冷卻的宇宙，才能合理解釋質子和中子的 融合，以致產生今天這個含73%的氫、24%的氦、和3%的重元素的宇宙；如果宇宙是由大爆炸 產生的，在整個宇宙都可以測量到絕對溫度-273^oC以上約五度的微光³ 。只是，他們的預測 並未引起應有的重視。當時，一般實驗室沒有足夠精密的儀器在如此低溫下來偵測這種微波。

一九六四年，美國電訊公司的貝爾（Bell）研究所的兩位科學家彭茲雅（Arno Penzias） 和威爾遜（Robert Wilson）用一種敏感的天線裝置測量銀河系的電波時，記錄到很多雜音。 他們一直以為天線有毛病。但天線經過徹底檢查、確保無誤後，這些雜音仍然存在，而且從 各個方向測量的結果完全一樣。這種雜音的強度所代表的溫度是-270^oC左右。

與此同時，以狄克（R. Dicke）為首的美國普林斯頓大學的一群物理學家也在尋找太空 微波。他們理論計算的結果是，如果宇宙是由大爆炸而來，其遺留的爆炸微波所代表的溫度 應是-263^oC左右。有趣的是，這兩個研究小組並不相通，而且他們都不知道伽莫等人在1948 年所作的計算。一個偶然的機會，他們得知了彼此的研究情況，並認為彭茲雅和威爾遜接收 到的雜音正是大爆炸後余留至今的微波幅射！當他們的研究結果在天文物理學報上發表後， 引起強烈震動。其他科學家隨後所從事的觀測和計算，也完全一樣。由於這一震驚世界的發 現，彭茲雅等獲得1978年諾貝爾獎。美國太空總署發佈的宇宙背景探測衛星 (COBE) 在大氣層 以上測得的數據表明，宇宙是一個完全的幅射體，與大爆炸論相符。

此外，根據大爆炸理論，宇宙中最先形成的元素是原子量小於7的元素，主要是氫和氦。 氫和氦在宇宙中的比例的理論推算與現今在宇宙中測定的是吻合的。二十年來，物理學家用 核子加速器研究不同核子、粒子高速碰撞的結果，用以推測宇宙形成過程中不同核子的比例， 其推測結果也與今天實際觀測的比例一致。

大爆炸理論是否符合客觀實際，需要進一步被檢驗；宇宙是否有百億年的歷史，也值得 商榷；該理論在細節上也存在不少問題。但因它合理地解釋了宇宙的膨脹，找到了大爆炸的 直接證據；加之，按此理論推算的結論和在加速器中得到的數據，大都與在宇宙中觀測的實 際情況相符。因此，大爆炸理論已成為現今被廣泛接受的理論。

大爆炸理論的超然性質

大爆炸理論的觀點、推論和實際觀測結果中，包含了許多奇特、不可思議和超越自然律 的部分。對此，梁斐生博士在《真金不怕洪爐火》一書中有詳盡論述。我這裡只簡要地舉出幾點。

第一，現在多數宇宙學家都認為，在大爆炸之前，只有虛無，連時間和空間也沒有。可 是，如果什麼都沒有，爆炸怎麼會發生呢？而且，宇宙這種「無中生有」的起源是與熱力學 第一定律不相符的。

第二，前面提到，當一個過程處於初始階段時，冷熱不均衡，熵質很低，然後冷熱趨於 均勻，熵值不斷增高。但英國著名天文學家彭羅斯（Roger Penrose）卻提醒人們，原始爆炸 的火球原是處於熱膨脹平衡狀態，具有極高的熵值。這又與熱力學第二定律尖銳地對立。

第三，根據宇宙新膨脹論，在大爆炸發生後的10-23秒的一瞬間，宇宙膨脹了10倍，其膨 脹速度可高達1031米/秒遠遠地超越了相對論中的光速極限 (3x109米/秒) 。

第四，現在大多數學者對大爆炸後10-35秒以後的過程已有不少共識，但對大爆炸後10-35 秒之內的情況卻根本無法窺測。因為在這段時間內，溫度極高，可達1032℃，一切自然律都 失去了功效。換句話說，宇宙是在超自然的狀況中產生的。

另外，我們一般人都會認為，如此劇烈的大爆炸的結果，一定是雜亂無章的，就像炸彈 的爆炸一樣。然而實際情況卻大出人的預料。美國太空總署為偵測大爆炸遺留的背景微波幅 射而特別發射的衛星於一九八九年十一月升空後兩年內收集到的資料表明，宇宙每一個方向 的背景溫度幾乎完全一致，只相差萬分之一凱爾溫度！到一九九二年，科學家從該衛星收集 到的幾億個測量數據中發現，它們只相差萬分之三度！也就是說，大爆炸所產生的微波細浪 是出奇地均勻、平滑！這是大大超乎人們的想像的。更奇妙的是，正是從這極微小的不均勻 中，各種元素、星雲、星系得以產生，形成今日的宇宙！

加拿大天文學家Hugh Ross指出：科學家們發現，為在宇宙中形成生命所需的必須物質， 宇宙中的很多特徵一定要被精細微調。他在書中列舉了人們已發現的二十五種特徵。這些特 徵之精確，使人瞠目。比如，宇宙的膨脹率不能與現今的膨脹率相差1055分之一！又比如， 宇宙中電子與質子數目相等的精確度的誤差是1037分之一，否則宇宙的電磁力就將克服各種 引力，使星體不能形成。1037分之一是什麼概念呢？Hugh Ross有一個形像的比喻。把十億個 北美洲大小的面積鋪上硬幣，從地球一直鋪到月亮那麼高，其硬幣的總數就約為1037 。把其 中一個硬幣塗上紅漆後，再混到硬幣堆裡去。在這個堆裡找到這枚紅漆硬幣的可能性就是1037 分之一！隨著對宇宙精妙的不斷認識，科學家們不能不面對宇宙的創造者。「某人精調大自 然」、「超智慧」、「耍弄」、「無可抗拒的設計」、「上帝的手」、「最終的目的」、「 上帝的思想」、「優美的秩序」、「非常精密的平衡」、「超然聰穎」、「超自然結構「、 「超自然機制」、「合身裁剪」、「超然存在者」、「神工斧鑿」等等，已成為天文學家們 描述這位造物主的常用語⁴。宇宙必有一個開始，一個超越自然律的開始。這個結論與進化的 模式無法協調，卻與神創造宇宙的創造模式完全吻合。

宇宙的起源和科學家的信仰

筆者過去以為，並相信現在很多學生、學者仍然以為，科學研究的結果是最客觀、可靠 的，因為科學家是不偏不倚、完全公允地從實驗、觀測數據中得出結論的。可惜，事實並非 如此。這裡姑且不論那些不時被曝光的偽造實驗數據的醜聞。對一般科學家而言，由於世界 觀和信仰不同，在科學研究中總會有意無意地、或多或少地重視或偏愛自己所預期的結果， 會接受和堅持那些證據並不十分充分、但符合自己世界觀和信仰的假說或理論。真正要做到 客觀、公正，敢於在真實面前修正自己的觀點是相當不容易的。這在宇宙起源的研究中也看 得很清楚。

不少受人文主義影響的科學家堅持宇宙永恆、自然演化的無神論觀點。在紅移現象被發 現、推測宇宙在不斷膨脹的假說提出後不久，愛因斯坦推出相對論。當別人指出相對的公式 中含有宇宙膨脹結論時，愛因斯坦不接受，以為自己的計算有誤，所以特引進一個宇宙常數 以消除宇宙膨脹或收縮的可能性。雖然現在有些科學家認為，作為一種反重力的因素，愛因 斯坦的這個宇宙常數是可能存在的（參見《Reason's to Believe》,Third Quarter/1999, Vol/l No/3, P. 3），但當年愛因斯坦加上這一宇宙常數，並非出於科學的洞見，而是信仰 的支配。因為他不願意相信宇宙有個開始。所以，在他公開承認失誤，接受了宇宙在膨脹、 宇宙必有個開始後，心裡仍感到彆扭。他在和朋友的通信中說：「宇宙膨脹之說，對我有點 刺激。」「承認這些證據的可能性，似乎不合理。」不過，這位科學巨匠是值得欽佩的，他 畢竟有承認錯誤的勇氣。

宇宙膨脹獲得充分證據後，伽莫等科學家早在本世紀四十年代就提出大爆炸論的假說， 但不受科學界青睞。一九四八年三位英國天文物理學家邦迪 (Herman Bondi) 、高特 (Thomas Gold) 、和荷爾 (Fred Hoyle) 提出宇宙衡態論（Steady State），認為宇宙雖在膨脹，但宇 宙可以從一個尚不知曉的地方不斷產生新物質（可能是氫），以填補宇宙膨脹後留下的空間， 使宇宙的平均密度保持不變。此假說並無充分的事實依據，但因它既能解釋宇宙的膨脹這個 事實，又表明宇宙不需要有個開始，因此立即獲得科學界的廣泛支持。可見，世界觀有時比 事實更重要。

現在，大爆炸理論已站住腳跟，衡態論已失去優勢。但仍有科學家不願接受宇宙有個開 始的結論。於是又有人提出一種新的假說：循環論（Oscillating Theory）。這個假說承認 宇宙是由大爆炸而來，宇宙在膨脹之中；但由於萬有引力，有一天宇宙不再膨脹，進而開始 收縮，密度和溫度不斷增高後，復變成原始火球，於是又發生大爆炸。如此膨脹、收縮，周 而復始，所以宇宙仍然不需要有開始。循環論也並沒有什麼事實根據。李志航博士在《科學 對基督教的挑戰》一書中指出，循環論面對兩大難題。第一，除非宇宙的物質再增加十倍， 否則沒有足夠的萬有引力可以阻止宇宙的膨脹。第二，根據物理學和熱力學的理論計算，如 果宇宙真有不斷膨脹收縮的週期，每一週期中光子對核子的比例會越來越大；如果宇宙無盡 地膨脹--收縮循環，今天光子對核子的比例應是無限大，但這顯然與事實不符。

當然，也確有不少科學家在研究宇宙起源中進一步認識了神。因發現大爆炸余留的微波 幅射而獲得諾貝爾獎的彭茲雅（Penzias）就公開表示，《聖經》的記載和當前天文學的最 佳科學佐證不謀而合。當美國著名的Lawrence Berkeley實驗室的科學家於1992年發現大爆炸 遺留的微波幅射是那樣均勻雅緻，那樣精美絕倫時，他們說這好像是親眼看到了神一樣！如 第五章所述，戴維斯 (Paul Davies) 、荷爾 (Fred Hoyle) 等科學家的無神論世界觀正在改變之 中。神一直藉著《聖經》和大自然向人們啟示他自己。凡真誠尋求真理的科學家都能認識他。

1. 李志航著。《科學對基督教的挑戰》。台北：雅歌出版社，1993。

2. 梁裴生著。《真金不怕洪爐火》。加拿大：福音證主協會，1997。

3. Hugh Ross著，《混沌初開》，李伯基譯 ( 美國：中信出版社，1998) ，頁20-21。

4. 同3，頁124-140。