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8. 《圣经》中“热力学第二定律”的科学言语
成书时间:公元前 1040-970年
26 天地都要灭没,祢却要长存;天地都要如外衣渐渐旧了,祢要将天地如里衣更换,天地就改变了; 27 惟有祢永不改变,祢的年数没有穷尽。
以赛亚书第51章第6节
成书时间:公元前 740-690年
你们要向天举目,观看下地;因为天必象烟云消散,地必如衣服渐渐旧了,其上的居民,也要如此灭亡,惟有我的救恩永远长存,我的公义也不废掉。
希伯来书第1章第11-12节
成书时间:公元前 60-70年
11 天地都要灭没,祢却要长存;天地都要象衣服渐渐旧了; 12 祢要将天地捲起来,象一件外衣,天地就都改变了,惟有祢永不改变,祢的年数没有穷尽。
把能量守恒定律应用到热力学上,就表述为热力学第一定律( First Law of Thermodynamics )了。它指出热可以转化为功,功也可以转化为热,一定量的热消失,就必然产生一定量的功;消耗一定量的功时,也必然出现与之相对应的一定量的热的增加。
人们通过对自然现象的长期实践又发现,热不可能自动地、不付代价地从低温物体传至高温物体。这就是热力学第二定律的表达方式。
我们知道热能是由分子无规则的运动而产生的,如何把无规则的分子运动转变成有规则的整体运动,也就是机械能呢?对这个问题的研究,可能由萨蒂 ·尼古拉斯·列昂纳德·卡诺( Sadi Nicolas Leonard Carnot, 1796-1832 ,法国著名军事工程师、物理学家)开始,他是波拿巴特·拿破仑( Bonaparte Napoleon, 1769-1821 )手下一内政部大臣之子。 1824年,他发表了一篇关于由热能转变成机械能 -- 热机的文章 ,即名著:《谈谈火的动力和能发动这种动力的机器》( Rlexions sur la puissance motrice du feu et sar les machines spropres delopper cette puissance )。 但是,他天才的想象力直到 25年之后才得到公认。卡诺后来所发现的蒸气机原理,最后被归纳成物理学上这一个极其重要的原理 -- 热力学第二定律( Second Law of Thermodynamics )。德国 著名 物理学家鲁道夫·朱理斯·艾玛纽尔·克劳修斯教授( Prof. Rudolf Julius Emanuel Clausius, 1822-1888 ,气体论和热力学的主要奠基人之一 )在 1850年提出:“不可以制造一个不由外界帮助,自动把热能由低温带到高温的机器。” 19 世纪英国伟大的物理学家、发明家、电学家、数学家威廉·汤姆孙·开尔文教授、 伯爵( Prof. Lord William Thomson Kelvin, 1824-1907 ,苏格兰人, 热力学的主要奠基人之一,一位虔诚的 基督徒)在 1851年对此陈述:“不可以制造出一个能把热能完全转变成机械能,却没有能量损失的机器。” 37
热力学第二定律不但指出了一个非常重要的热量传递方向、条件和限度,同时也引出了熵的概念。克劳修斯用熵( Entropy ,希腊字,表示改变)来量度宇宙间有用能的多少。熵的改变量 = 热量的改变量 /其绝对温度,而绝对温度就是普通的摄氏温度 ± 273.15 oC。当高、低温度各自集中时,便得低熵;当温度扩散均匀时,便得高熵。热力学第二定律指出,每一物理或化学过程中,熵是不会自动减少的。而热量的转移,便一定会使宇宙间熵的总量增加。 38 换一句话说,熵就是无法做功的那一部分自由能。
卡尔 ·弗瑞德里希· 高斯教授、博士( Prof. Dr. Carl Friedrich Gauss, 1777-1855 ,德国著名数学家、天文学家和物理学家,被人们赞誉为“数学王子” — Math Prince ,近代数学奠基人之一,他被公认为 18、19 世纪之交最伟大的数学家)于 1835年首先估计地磁场的强度。其后的量度数据显示地磁场在减弱中,约每 1400年,地磁场会减至原来的一半。在过往的 130年内,科学家测定到地球磁场( The Earth's Magnetic Field )大约衰减了 14%。 39-41 地磁场强度的逐渐减弱,显示地球是被造的,它是有一个开始的。这个结果准确地证实了热力学第二定律确实是宇宙间一个普遍的真理 -- “天地都要如外衣渐渐旧了”。
所以,热力学第二定律不只应用在热力学上,它也是宇宙间一个普遍的真理。即当物体有秩序时,熵的数量小;而当物体无秩序时,熵的数量大。 我们知道,宇宙中每一个星球都在不停地运转着,这意味着, 每一个星球和星云都无时不刻地消耗着自身的能量。太阳每秒钟释放出 4.0×1026 焦耳的能量,即每秒钟放出的能量约等于 115亿吨煤炭燃烧产生的热量,而送给地球的能量相当于 100亿亿度电力,为太阳总放射量的 20亿分之一。太阳每天消耗的能量我们暂且不敢计算,每个银河系里大约有 1000亿个恒星,大多数比太阳大几十倍,甚至上百倍以上会发光的星球, 2005年 1月 12日报道,美国天文学家观测到宇宙中 迄今最大恒星周长为太阳的 1500倍。它们每天所发放出来的能量无人能计算,甚至无人能想象。目前, 用希尔( Hale )望远镜可以看到 100 亿个银河系,大科学家阿尔伯特·爱因斯坦估计,比这个数字还要大十倍。我们知道,相对于浩瀚无穷的宇宙,希尔望远镜不但有限,当然是太有限了。 有报道指出,宇宙中已有不少大小星球互相碰撞或自我爆炸而销毁。当某个天体系统里的星球销毁之后,不但释放出无法计算的巨大能量,而且该系统里其它星球之 间的相互引力就要重新调整,甚至可能会因此带出许多其它问题来。 20 世纪后期,法国科学家已经测定出,由于地球转动放慢,时间少了一秒钟。当今时代,由于人类过度地开发和滥用地球上的资源,战争以及核武器试验等诸多因素的 影响,使整个地球上的生态环境(包括大气层)遭到了严重的破坏,早已不是几十年前的较自然状况了。科学家测定出,从上世纪 70年代到现在,全球平均气温上升了一度;科学家还预测,百年之后将平均上升六度。全球气温的不断上升将导致一系列不可预测的重大灾难,其后果不堪设想。 本来春夏秋冬四季分明的气候,现在已经开始混乱了;本来非常稳定的自然生态环境,现在日益被人类破坏;本来该下雨的地区,现在常出现旱灾,而不该多下雨的 地区,却常成为洪灾。有报道指出, 2004年 12月 26日上午 8 时 在 印度尼西亚苏门答 腊 岛( Sumatra Island, Indonesia )以北 海域发生 9级强烈大地震,其发放出来巨大的能量所产生的震动,甚至影响了地球的转动速度。 …… 这些证据都清楚地告诉我们,宇宙和地球正由有秩序趋向无秩序,由有规则趋向无规则,由纯正走向混淆。
令人感到万分惊讶的是, 《圣经》不但在 创世记、诗篇 和 以赛亚书等书卷里清楚提到宇宙天地会慢慢败坏,在近 2000年前成书的 启示录 这卷预言书里,更是把宇宙天地将来败坏的情形具体化来。 启示录第6 章第12-13 节:12 揭开第六印的时候,我又看见地大震动,日头变黑象毛布,满月变红象血, 13 天上的星辰坠落于地,如同无花果树被大风摇动,落下未熟的果子一样。(还可参看 启示录第8 章第12 节等)毫无疑问,这是描写宇宙中关于“热力学第二定律”最清楚、最直观的科学真理了。 当我们拜读神的这些话语时,我们无法不屈膝拜服在祂的脚前!
热力学第二定律也是达尔文进化论者的当头棒,因为从变形虫进化到 人,是一个有序增加的过程,也就是熵减少的过程,而这个过程违反热力学第二定律,故是不可能的。它明确地指出:世界不是在“进化”中,而是在“退化”( Degeneration )中。 20 世纪 90年代初,在中国云南省澄江县冒天山所发现的古老生物化石群,即动物界中所有不同体形构造,属于“门”( Phylum )一级的动物有 50 多“门”,比现存的 30 多“门”更多,也是一个非常明显的例子。
曾经长期在美国西北大学( Northwestern University, USA )执教的物理学家爱德森·贝克博士( Dr. Edson Peck )根据热力学第二定律,在他的《科学家相信神》( Scientists Believe in God )一书中指出:我们有充分的理由相信,宇宙象一个发条逐渐慢下来的大时钟,必须有人上发条,他相信那个上发条的就是神。 42 请我们再回到《圣经》里来看看,并得到印证:
希伯来书第1章第3节
成书时间:公元前 60-70年
祂是神荣耀所发的光辉,是神本体的真象,常用祂权能的命令托住万有; 祂洗净了人的罪,就坐在高天至大者的右边。
热力学第二定律不过是公元 1850年之后,才被科学家提出来的。这里实实在在地告诉我们全人类,宇宙中确实有一位创造者管理着这一切。
其实,早在 3500年前成书的 创世记第3章 ,已经非常清楚地记载了热力学第二定律的科学事实了。当人违背神、犯罪堕落之后,公义的神就审判了这一切:1 )人心开始变成有诡诈的智慧:他们两人的眼睛就明亮了,才知道自己是赤身露体, ...... 2 )永生的生命变成了必腐朽必死的生命:神除去了生命果;人出于泥土,还要归于泥土。 3 )完美无缺的宇宙天地(包括生物界)也变坏了,因此被神咒诅 了:天起了凉风。地必为你的缘故受咒诅:你必终身劳苦,才能从地里得吃的;地必给你长出荆棘和蒺藜来(生 物界开始起突变;所以,突变是一定变坏的,也只能是变坏的。今天,我们所观察到的,不但是所有的生物都处在退化、衰败中,而且许多人为的工作正在加速生物 的衰败,如基因食物、杂交育种或配种,药物和农药等化学品的大量滥用对生物、土壤、环境和人体的破坏;还有人体基因变异所产生的遗传病,正在给社会带来日 益严重的负担,等等)。 4 )人与人之间的关系就开始复杂起来了,人间痛苦、罪恶的事也产生了:怀胎、生产苦楚,你必恋慕丈夫,你丈夫必管辖你。 5 )牲畜野兽(动物界)变凶恶了,并且会伤害人:必受咒诅。等等。在这里,我们看到的是:人世间罪恶的结果产生了热力学第二定律;也可以说,罪恶是导致热力学第二定律产生的本质原因。因为神审判并咒诅了这一切,使这所有的,本来可以承受永恒的,变成会朽坏的了。
神说:“其上的居民,也要如此灭亡。” 任何人都逃脱不了死亡这一关,人一出生就迈向死亡,即开始了生、老、病、死的人生四步曲整个过程。幼嫩细腻的肢体逐渐变成枯干粗糙的;功能强壮、健全的内 脏器官逐渐变成衰弱无能、病态百出的;乌黑众多的秀发逐渐成为白发苍苍或者“地中海出现” 现象的;敏捷的思维能力最后变成迟钝或者痴呆的;口齿伶俐的慢慢变成言语不清,甚至口是心非的;耳聪目明的慢慢变成近视、远视、散光眼、白内障或者老花眼 和听力迟钝的;精力充沛的脑、体力逐渐变成疲惫不堪、行动缓慢的;天真无邪、美丽纯洁的心灵慢慢变成奸诈狡猾、作恶多端的; ...... 很不幸,这一些也符合热力学第二定律的普遍真理。
还有一种社会现象也符合热力学第二定律的普遍真理,即人心不古,世风日下啊!美丽的变成丑恶的;文明的变成野蛮的;白的变成黑的;有秩序的变成 混乱的;本来应该是民主、自由的却变成极权、专制的。虽然人是绝对要死的,也不能自救,然而, 神却为我们赐下了救赎恩典 --永恒的生命,即 “惟有祢永不改变,祢的年数没有穷尽。” 虽然人在黑暗里没有任何盼望,然而,神却为我们创造了“太阳” -- 救恩的大光;虽然人到了走投无路的绝境之地,神却为我们从天上降下了“天梯” -- 救主耶稣基督。这就是基督徒常常所说的,以及许多人亲身体验的真理:人的尽头就是神的起头。神不但让科学家明白祂话语里的热力学第二定律之宝贵科学知识,从而为物质界的需要服务;神还透过这个科学知识让我们了解祂话语里真正的目的和永恒的意义,即
“惟有我的救恩永远长存,我的公义也不废掉。” 亲爱的朋友,你心灵深处的慧眼也能看到这个奥秘吗?你愿意打开心扉接受无限慈爱的神为世人设计的救赎恩典吗?