爱因斯坦是二十世纪的科学泰斗,又是一个多采多姿的人物。直到今天,他的思想仍是物理界某些新领域的先驱。例如,在2011年10月获诺贝尔物理学奖的,是关于“暗能量”(dark energy)的发现,与90年前爱因斯坦承认所犯的“大错误”(big blunder)居然关系密切;而这所谓“大错误”,现在已经被证明是先见之明。令人惊讶的是,他的相对论还有助我们对圣经中所描述宇宙的形成,有突破性的理解。
六日创造论
根据二十世纪天文学、生物学和地质学的理论和观测,地球和宇宙年龄动辄都是以数十亿年计算,这对基督徒造成很大的冲击。因将圣经中的年日计算一下,从创世到今天,大约不出一万年。一万与数十亿,怎可能差异如此巨大?
因此有人以为,要嘛圣经不对;要嘛《创世记》只是神话而已。
又因此,有神学家主张,《创世记》第一章中所说的六日创造,不能解释为一日24小时。六日应该是六个时代,毕竟上帝看千年如一日。但是,又有人主张,一日就是一日,按照字面解释,一日是24小时(注一)。
我的看法是,两种说法可以并存,并不彼此抵触。这就是爱因斯坦狭义相对论(Special Theory of Relativity)的一个要点。周方黎先生曾在本刊第590期的文章中(注二)提到这点。我愿意在这里再加以补充解释。
相对论指出,当两个人从不同的座标系统(frame of reference)观察时,他们的时钟会有所差异。爱因斯坦以两人为例,当中一人坐在行驶的火车中,另一人站在月台上,这两个人所观察到的时间并不一样。问题是在日常生活中,我们看到手表上的时间一点都没有差异。为什么?因为火车行驶的速度不够快。如果火车接近光速(每小时六亿六千九百六十万哩),就可以看到时间上显著的差别。不过目前连上海的磁浮车还远远不及光的速度。
太空科学家卡莱(Carlos Calle)在其著作《简易爱因斯坦》(Einstein for Dummies(注三))一书中,提到他曾做过一个关于未来太空旅行的假想演习,想像一艘特别高速的太空船,朝着光速加快航行。计算结果,印证了“相对论”所说的,两个时钟所标示的时间出现极大的差异。例一:在飞往银河系中心的旅程中,太空人时钟(日历)上所显示的,是过了20年;但是,在地球上时钟(日历),则已经过了三万年。例二:前往仙女座星系的旅程,太空人的时钟和日历显示,需时28年;但是在地球上,则已经是两百万年。
上述计算,仅是以加速1g为例(g是地球地心吸力引起的加速单位)。如果牵涉到更繁复的加速结构,一天相等于数十亿年绝对不足奇怪。
上帝和人,当然是从不同的座标系统来看时间。我们不妨想像,上帝坐的是一艘高速太空船,人是站在地球上。所以,“上帝看一日如千年”,从现代科学来看,是可以解释的。至于《创世记》第一章中所说的一“日”,究竟是24小时的一天,抑或一个悠长的时代,从相对论的数学来看,并不矛盾,没有冲突。
耶稣是唯一救法
第二个我们要谈到的真理是,主耶稣说,祂是唯一通往天父上帝那里的道路。使徒们见证,除耶稣以外,别无救法。但是,中国人常问:“那么孔子和老子都没听过福音,没信耶稣。他们能得救吗?如果不得救,上帝是不是不公平?”
叫人惊讶的是,爱因斯坦的广义相对论(Theory of General Relativity),居然有助我们稍微多一点理解这个道理。
首先,我必须强调,我并不知道孔子等人是否得救;但可以肯定的是,圣经旧约的摩西、雅各等人都是得救的。那我们怎么解释主耶稣所说:“若不借着我,没有人能到父那里去”?
爱因斯坦相对论对于时空的解释,有助解放人类思维所造成的困局。最常用的例子是蹦床(注四)。
我们首先想像,时空(space-time)好像一个蹦床,或一匹布;而一个物体,或一宗事件,在时空(蹦床或布匹)中,就像凹下去的一点,形成几何变形(geometrical warp )。那么,好像太阳那样的庞然巨大的物体,在时空中所造成的几何变形,就极为巨大。当然,上面的插图和解释并不完善,因为时空、物体、事件,都是四度空间的,不容易解释。在数学上,我们称之为黎曼几何学(Riemannian geometry,黎曼是德国基督徒数学家,发现崭新的微分几何,后来成了爱因斯坦时空几何的基础)。
现在,我们从这新的角度来看主耶稣的代死和救赎。
首先,我们在四维的时空中画个标志,代表主耶稣被钉死在十字架上的事件。我们先注意到的,是十字架的果效超越空间(space)。就是不论住在地球上哪一个角落里的人,都能蒙主耶稣的宝血救赎。耶稣的宝血并不局限于耶路撒冷。关于这点,所有基督徒都能接受和明白。
现在,再谈时间。在四维时空中(想像时空像一匹布),时间和空间扮演着相同的角色。因此,十字架的果效也超越时间。这样一来,就没有所谓“之前”或“之后”之别了。原来,过去我们对时间有“之前”、“之后”的观念,是老式的直线思维。
回到我们平日对于时间的观念,在主耶稣被钉十架以前,就已经有人得救,可以上天堂;但是他们之所以得救,不是因为他们够良善,不是他们有足够好行为;而是因为主耶稣基督代死赎罪的事实超越了时空。换句话说,主耶稣也是为他们而死。他们也是靠主耶稣得救,并不例外。
至于哪些人会得救,又以什么做为得救的标准,并不是本文要讨论的范围(罗马书第二章稍微谈到这方面的真理)。我要说的重点是:爱因斯坦的相对论有助解放我们的思维,让我们理解类似表面上矛盾的圣经真理。
暗能量
爱因斯坦的张量场方程式(tensor field equation)和推论时空几何(corollary space-time geometry),在数学物理的领域里,都享有崇高的地位(注五)。当中的深度和远见超出我们的理解能力。
有趣的是,当他写完这个程式后,却加上了宇宙常数(cosmological constant)。原因是,在二十世纪初期,天文学所观察到的宇宙是稳恒态的,因为当时所观察的视野只限于银河系以内。但是,爱因斯坦却有如神助,写下他的广义相对论方程式。后来他发现,他这个方程式所揭示的宇宙不是稳恒态的,而是在膨胀或收缩之中。他觉得不对,于是便添上宇宙常数,使宇宙保持稳恒态,既不膨胀,也不收缩。
当时一位比利时神父,天文学家勒梅特(G. Lemaitre),也正在研究宇宙的模式,得出宇宙膨胀的概念。他给爱因斯坦示范,建议爱因斯坦把膨胀因素加进宇宙学模式中。后来英国天文学家爱丁顿(Eddington)也遥相呼应,支持勒梅特的见解。但是爱因斯坦认为,勒梅特的数学基础虽然好,但在物理上却有所不足,因此没采纳两人的意见,仍然把宇宙常数加上去。
可是过了不久,仍是二十世纪,从二十年代末到三十年代初,另一位天文学家哈勃(E. Hubble),观察到各天河系彼此飘离的事实,由此推断到宇宙膨胀的理论,支持了勒梅特和爱丁顿的说法。爱因斯坦因此为他的“人为常数”深表遗憾,承认自己犯了大错。后来,这个错误被物理界称为爱因斯坦“最大的错误”(greatest blunder)。这件事的前因后果,由两位名教授斯穆特(G. Smoot)和恪石内尔(R. Kirshner)做了详细解释(注六、七)。爱因斯坦于1955年逝世,当时,他的常数仍被视为错误的。
没想到到了二十世纪九十年代后期,美国太空总署的“哈勃太空望远镜”首次观察到一些极遥远的超级新星(Supernova),使人类看到遥远的天河不断的各自加速飞离。这种巨大规模的加速膨胀现象,导致宇宙有一种神秘的“暗能量”的假设。这个“暗能量”,竟然与爱因斯坦的“宇宙常数”不谋而合。
2007年诺贝尔基金会纪念华裔科学家李政道得奖50周年,在被咨询近50年的科学发展,谈到“暗能量”的发现时,李政道答:“现在我们所了解的宇宙大约仅是其5%而已,而爱因斯坦的‘宇宙常数’可为我们打开另外95%的大门(注八)。”另一位诺贝尔得奖科学家温伯格(S. Weinberg)也说:“爱因斯坦的‘宇宙常数’可能是最新超弦理论(Superstring Theory)所必经的考验(注九)。”
“暗能量”的发现,揭示在浩瀚的宇宙中,的的确确有一种神秘的力量,叫人想起上帝的永能:“自从造天地以来,上帝的永能和神性是明明可知的,虽是眼不能见,但借着所造之物就可以晓得,叫人无可推诿。”(罗马书一20)纵然无神论者拒绝一切证据,仍然并不能证实宇宙是由胡乱碰撞而产生的(注十)。
如见上帝
最后,要和读者分享另一项爱因斯坦相对论所带来的重大发现。1992年4月24日,对太空科学而言是一个最值得纪念的日子(注十一)。所有主要新闻机构,如《纽约时报》、《伦敦时报》等,都以大标题报导,由美国太空科学队从宇宙背景探测卫星所发现的数据,直接观测和确认宇宙大爆炸的情景(Big Bang event)。霍金(S. Hawking)将这称为“世纪性的发现”。天文学家端纳(M. Turner)说,他们发现了宇宙论的“圣杯”。天文物理学家柏瑞德治(G. Burbridge)则抱怨科学界同业这么快就加盟“大爆炸第一基督教会”。宇宙背景探测卫星队的首席科学家斯穆特,对记者提到他当时的反应和感觉,说:“我们发现的是宇宙诞生的证据,就好像看到了上帝。”请留意,他并没有大言不惭,说爬上了巴别塔的顶峰。2006年,他和卫星计划主管马瑟(J. Mather)一同分享诺贝尔物理奖的殊荣(注十二)。
本文注释:
1. Ross, Hugh and Kathy Ross,“Genesis One, A Scientific Perspective”, Reasons To Believe, Inc. Glendora, CA . (2006)
2.周方黎,中信期刊 590期“科学和信仰有什么关系”(2011)
3. Calle, Carlos, “Einstein for Dummies”, Wiley Publishing, Hoboken, NJ (2005)
4. NOVA Science online, “Einstein’s Big Idea”
5. Weisstein, Eric W. “Einstein Field Equations.” From MathWorld--A Wolfram Web Resource.
6. Lecture Notes by Professor George Smoot
7. Kirschner, R. April 2007 Lecture at the Institute of Theoretical Physics, Univ. of California.
8. Lee, TD. Interview by Nobel Foundation at the Golden Anniversary of his Award
9. Weinberg, S. in “Elegant Universe” by Brian Greene, see section on “Viewpoints on String Theory”
10. Goldsmith, D. Einstein’s “greatest blunder”?Harvard University Press, Cambridge, MA. (1997 ). See also Wikipedia summary on the entry of “George-Henri Lematre”
11. Ross, Hugh,“The Creator and The Cosmos”,NavPress, Colorado Springs, CO (2001) Note: this paragraph of the present article excerpted key information in Chap. 3 of Dr. Ross' wonderful and lively discussions of the Discovery of the Century.
12. Press Release of the Nobel Prize in Physics, 2006
