科学与信仰6——科学研究彰显神的作为

2024-04-06

科学研究彰显神的作为




科学由于其本身的物质局限性,并不能使人直接认识神自己。但科学对物质世界的研究, 却十分有助于使人更深刻地理解神创造万物的作为。我们看到万里长城,就能体会中国先民的 恢宏气魄和坚忍不拔的毅力;人们看到金字塔,就可认识埃及古代辉煌的文明和高超的工艺技 术。同理,科学使人们对宇宙万物的奥妙有越来越深刻的理解,也就使人们对神创造之工的奇 妙伟大有越来越透彻的领会。圣经上说,“诸天述说神的荣耀,穹苍传扬他的手段。”(诗篇 十九篇1节)事实诚然如此。康德曾说,“有两件事使我赞叹不已,一是宇宙的伟大奇妙,二 是人心灵深处良心的奇特功能。”人只要仰观天地之大,俯察品类之繁,处处都可看到神创 造的智慧。同样,人只要反躬自省,倾听良心的声音,也可领会神导人向善的准则。这两件 事足以帮助心存诚实,严肃面对人生的人去认真寻求神。





宇宙的奇妙

  宇宙究竟有多大?现在人们已可看到百亿光年以外的天体,但却仍然不知天涯何处。而在已 知的范围内,天体的数目又何可胜数?然而在这浩茫无际,气象万千的宇宙内,人们却可以 看到两个令人惊奇的特点:一是宇宙的同一性,二是宇宙的规律性。两者都能给人以深刻启发。



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宇宙的同一性及其起源

  已知的天体虽然为数不可胜计,其分布又是如此广袤无涯,但根据光谱分析,其物质构 成却是十分单纯,和太阳系以及我们这小小的地球毫无两样。这说明不管宇宙是如何浩瀚广 大,却有一个共同的起源。科学承认这一点,但这个起源是什么迄今却无满意的答案。1929 年哈伯(Hubble)发现所有遥远的天体的光谱,一无例外地都偏向红光一端,即所谓光谱“ 红移”。这意味着所有这些天体的光波与相对固定的光源相比(如太阳),其频率均较低。 根据多普勒效应原理,可知这些天体均以极高的速度向周围飞散而去。或者说,宇宙正在以 高速向外膨胀。这样一来,人们就必须承认,宇宙必有一个明确的起点,因为它不可能在无 限久远的过去就一直这样膨胀。如果我们能让时光倒流,就必将看到宇宙以相反的速度收缩 。经过漫长的,但却不是无限的时间之后,宇宙必将回缩到一点。这个元点就应是宇宙的起 源。于是有人提出,宇宙乃起源于一次原始大爆炸(Big Bang)。但显然这并不是一个真正 的答案。因为爆炸必须要有“炸药”(高势能源),试问在一无所有的太虚之中,既无物质 ,也无能量,爆炸何由发生?显见爆炸充其量只是一个继发性事件,而不可能是宇宙的真正 元始。有人说,这个原始大爆炸并不是寻常意义的爆炸,而是一次个别的、特殊的、从只有 位置没有体积的元点之中,“炸出”整个宇宙的非常事件。可是这样一来,它就不再只是一 次爆炸,而是一次不折不扣的创造,即从“一无所有”中造出“万有”,这实际上就是创造 。这样的论证,已经完全脱离科学的范畴,成为哲学或玄学了。也有人以为宇宙在大爆炸之 前,本是一个体积极其微小,而密度、温度和压力则无限大的单元体(Singularity),经 过大爆炸之后,才成为现今的宇宙。但这个单元体又从何而来呢?显然它也应该有个来源, 不能无中生有。圣经上说,“起初,神创造天地。”(创世纪一章1节)。这个伟大的创造 才是宇宙的真正起源。最近天文学研究显示,宇宙不是无限的,它必须有一个从无到有的开 端,就是创造。很多本来不相信神的天文学者,最后在事实面前也不得不接受“创造”的概 念。

  唯物论者不承认有神。他们说,神是人造出来的。为了否定造物的神,他们把物质本身 说成是永恒的存在,不生不灭,无始无终。他们也把宇宙说成是无限的,在时间上无始无终 ,在空间上无边无际。对于宇宙中天文的、地理的、以及生物的无数奇妙现象,也一概说成 是物质的本性使然,并非出于神的创造。但这样一来,这些不承认有神的人,却恰恰自己制 造了另一个神,这个神的名称就叫“物质”。他们笔下的物质不但具备神明的一切特徵,而 且比传说中的神仙还要神通广大。物质使星辰罗列,日月运行;物质使山明水秀,鸟语花 香。物质给人以超卓的智慧和逻辑思维,使人能理解万物、统御世界。虽然作为物质存在 的最高形式的人造不出一个最简单的细胞,而物质本身却能滋生万物,生生不息,小至细菌 病毒,大至巨鲨长鲸。更不用说物质的寿命是永恒无尽。这不俨然就是当之无愧的神明吗? 然而这却是没有根据的。物质不过是构成万物的材料,它本身并没有智慧。万物均由九十几 种元素构成,而所有元素均由电子、质子和中子构成。如果世间除物质之外别无所有,那么 电子、质子和中子便成为所有智慧现象的唯一源泉。但这是荒谬的。一切优美的音乐均由有 限的音符组成,但音符本身并不能产生音乐。音符的任意结合只能是噪音,并不是音乐。音 乐的优美来自音乐家的创作。世间一切宏伟的建筑均是由砖瓦木石等材料建成,但建筑材料 本身并不能产生建筑,建筑材料的任意堆积只能成为垃圾。建筑物的价值来自工程师的设计 和工匠的辛劳。把宇宙的奇妙和智慧归因于物质的本性,就如把音响的优美属性归因于音符 ,把建筑的工艺价值归因于砖瓦木石一样地荒谬。而且迄今为止人们所看到的所有自然物质 现象,一概服从因果律,没有生米就煮不出熟饭,没有父母就生不出子女,绝无例外。如果 否定了因果律,就否定了所有客观规律,因为一切客观规律都是因果律的具体表现。例如, 物理学告诉我们,物体如果受外力作用(有因),必产生加速度(必有果),这便是著名的 牛顿第二定律。反之,物体如果没有外力作用(无因),就不会产生加速度(必无果),该 物体将保持固有状态,静者恒静,动者永远沿直线作等速运动,这便是牛顿第一定律。可见 这些定律都是因果律的具体化。而根据因果律,我们可以断定,既有果,必有因。然而唯物 论者却告诉我们,物质的存在这一事实(果),却不需要任何前提(因),物质本身乃是一 个无因之果。这样,他们便否定了物质现象的因果律。一向强调客观规律的唯物论者们,就 这样一笔勾消了所有客观规律的共同基础。出尔反尔,自相矛盾,莫此为甚!况且如果物质 果真是永恒的,那么地球和天体的年龄就应是无限大,但事实并不如此。学者推断地球的年 龄约为四十六亿年(并不可靠),其他天体的年龄也不是无限的。有人估计宇宙的年龄约为 一百五十亿年。总之,科学家们不能不承认宇宙万物有一个起始,而且必将有一个终结,因 为所有天体都在不断地消耗能量。例如太阳为了保持其光和热,必须不断地消耗大量核能原 料,一旦燃料耗尽,它的终局也就近了。所谓“物质不灭”、“能量守恒”,毕竟只是人们 在有限的条件下所获得的概念,(主要来自化学和热力学)。是否适用于接近无限的时空条 件,谁也无法确定。根据相对论,部分物质在特定条件下,可转化为能量,(其关系式即E=MC 2, 其中E为能量,M为质量,C为光速,故少量物质可转化为巨大能量)单就物质而言,已不能 说不灭。即使物质和能量的总和是守恒的,但根据热力学第二定律,能量在转换变化过程 中,其“熵值”(Entropy)总是增加,不可逆转。一旦熵值达到极限,即不可能再有能量 的转移,亦即不再有可用的能量。那时宇宙将成死寂一片,既无光,也无热,更没有生命, 这就是所谓“热死亡”。如果宇宙的寿命是无限的,那它早就该进入热死亡状态了。任何唯 物的理论也无法使能量已达均衡状态的宇宙重新恢复活力。固然所谓“熵值”是人们在运算 中得到的抽象概念,但至少可说明,科学并不能证明宇宙的永恒。圣经上说,天地会像衣服 渐渐变旧(诗篇一零二篇26节)(正是熵值增大的表现),而且终有一天,“天地要废去” ,(诗篇一零二篇26节;马太福音廿四章35节)这就是说,宇宙不是永恒的,它有始,也将 有终。这岂不是对宇宙和物质世界最好的说明吗?



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宇宙的规律性

  根据一切观察,宇宙并不是杂然无章的物体堆积,而是井然有序,严格按照一定规律运 行的巨大体系。唯其如此,人们才能进行科学研究,才能准确地观测天象、制定历法,预报 日月蚀的时间、地点和蚀分等等。我有一从事天文学的同学,早在十多年前便已完成了今后 两千年间日月蚀的推算。直到现在,人们计算精确的时间,基本上仍需以天文观测为准。牛 顿把宇宙比做一座上足了发条的大时钟。那么是谁制造了这座巨大而又精确的时钟,并给它 上足了发条(能量储备)呢?近来由于电脑技术的迅猛发展,人们对宇宙的奥妙也有了新的 认识。科斯塔博士认为宇宙正如一部巨大无匹,并按照精确无比的程序运转的超级电脑。当 人们看到一部优良的电脑时,首先会想到这电脑是谁造的。那么当我们面对这部智慧程度比 任何人造电脑都超卓亿万倍的宇宙电脑时,能不想到这是造物主的杰作吗?



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地球的独特生态条件

  如果我们回头来看看地球,就不能不承认它实在是一片得天独厚的、无与伦比的、可供 我们生活栖止的乐土。由于我们生于斯,长于斯,习惯于认为我们所享有的一切都是理所当 然的。但当我们观察过其他星球的状况之后,就知道这一切并不是理所当然,而是一个极其 难能可贵的特例。因为并不是个个星球都具备与地球相似的生态条件。在所有这些条件中, 只要有一项两项出偏差,人就活不成了。首先,太空中的星体多种多样,并非所有星体都适 于培育生命。所幸太阳不是一颗红巨星,或白矮星,或中子星乃至黑洞之类,而是一颗中等 大小,并正处于中年的黄色恒星,适于为地球提供适度的光和热。如果太阳太大或太小,太 年轻或太年老,或者不是黄色,都做不到这一点。而在太阳系中,地球又恰好处于一个适中 的位置,太近太远都不相宜。如果地球距太阳近一些,如水星和金星,则太热,任何生物都 不能存在;如果地球距太阳远一些,如火星,则太冷,其表面永远处于冰冻状态。而且地球 的自转公转周期也长短适中。以自转周期而论,如周期太长,如水星,则其向阳面长期暴露 于日光之下,灼热如火(摄氏四百度以上),背阴面则长期不见阳光,酷寒似冰(摄氏负一 百七十三度)。如自转周期太短,则因转速太快,海水将大量向赤道一带集中,低纬度地区 将有大片陆地被海水淹没,剩余的陆地也将受到强大的潮汐浪涛冲涮,百物不生。高纬度地 区则将有大片海床变为陆地,由于缺水,大片陆地将变为沙漠。而且如果地球的自转过快, 地面的风速将造成灾难,例如木星的自转周期为10小时,其表面风速即达每小时两千公里以 上,令人闻之色变。因地球之自转轴向一侧倾斜,地球之赤道平面与黄道平面(公转轨道平 面)并不一致,有约二十三度半的倾角。此倾角如果太小,地上将无四季寒暑之分。如果倾 角太大,则季节温差将过分剧烈,而且大部分分区将是夏季永昼,冬季永夜。与其他行星相 比,地球拥有一个相对较大的卫星─月亮。如果月球太小,则地球的自转轴将摇摆不定,导 致四季混乱。如果月球太大,则它所引起的潮汐作用将造成巨大灾害,且将使地球的自转急 剧减速,而使昼夜迅速加长。现今由于交通技术发达,人们往往觉得地球似乎太小了。如果 地球大一些,岂不是有更多空间和资源以供人类享用?殊不知地球的大小也不是任意的,太 大太小都成问题。如果太小,例如像水星那么大,则因其重力不足以防止气体的逸散,其大 气乃逐渐散失,空气散失之后,水也将随之汽化而消失,失去空气和水,生命即不能存在。 如果太大,例如像土星那么大的固体星球,则其重力将使人体重逾千斤,这样人体将不能支 持本身的重量,首先心脏就不可能在如此巨大的重力下维持血液循环。总之,人和动物都不 可能生存。



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地球大气层的妙用

  地球表面为一层大气所包围。这层大气既为生命所必需,又为地面生物提供良好的保护。 如果没有大气,来自太空的陨石将像超级炮弹一样,将地面的一切毁坏净尽。因有大气保护, 绝大部分陨石尚未落地之前就已焚化消失。由此所产生的细微粉尘,既为雨滴提供适当的凝 集核心,使降雨成为可能,并且使直射的日光受到一定程度的散射。这一散射对人的视觉非 常重要。它不但使天空呈现明亮美丽的蔚蓝色,而且使地面的光照变得柔和均匀,使人获得 均衡的视觉。否则,地面景物在强烈的直射阳光下,明暗对比将过分强烈,难以形成清晰的 视像。天上则除炫目的日光和刺眼的星斗之外,整个天空背景无论昼夜都将是一片漆黑,既 无苍穹碧落,也无良辰美景,举目所见,唯有黑白分明。

  地球的周围有相当强的磁场(据探测,并非所有星球都有同样的磁场),可使地面生物 免受太阳粒子流的伤害,并在大气层的高空形成一电离层。大气高空的电离层和臭氧层对来 自太空的电磁波有良好的屏蔽作用。否则,过量的电磁波将危害人和动物的健康。值得注意 的是大气层虽能屏除绝大部分的电磁波,但却容许可见光通过。须知可见光也是电磁波,是 宽广的电磁波谱中极为狭窄的一个波段。由于人的视觉细胞对这个波段敏感,乃成可见光。 频率高于或低于这一波段的电磁波则一概不能为人的视觉细胞所接受,故不可见,但其为电 磁波的本质与可见光并无两样。但大气层对一般电磁波有如一堵难以穿越的厚墙,而唯独对 可见光却如明净的玻璃,网开一面,畅通无阻。这在地球物理学上称为“可见光窗口”。这 实在是一个令人惊奇的现象。因为如果没有这一奇特的窗口,大气层将对所有电磁波一视同 仁,一概隔绝,则地面将成一片黑暗世界,不见天日。一切生命现象将一概化为乌有。对于 频率较紫光略高的紫外线,大气则只将其大部分吸收,却容许少量通过,这一点也有重要意 义。太多的紫外线会伤害眼睛和皮肤,并引起癌变,但少量紫外线则为人体所必需。否则, 人体的固醇类将不能转化为维生素D,因而导致软骨病,而且儿童也不能正常发育。近年来 由于过量使用人为的氟烷化合物(冷媒),以致臭氧层受到污染破坏而出现破洞,于是人类 健康立即感受威胁。足见地球生态环境平衡状态之精细及不容恣意干扰。

  大气层对地面既有保护作用,又有温室效应,可使地面温度保持和暖而且稳定。同时, 一定强度的大气压力是使地面水在常温下保持液体状态的必要条件,故大气层的厚度必须 适中。如果大气层太稀薄,保护作用不足,地表热量易散失,以至温度下降,昼夜温差加 大。而且气压太低,将使地面水在常温甚至在低温下即持续沸腾不已,直至全部汽化而消 失,地面所有动植物均将因缺水而死。反之,如果大气太厚重,则过高的气压非人和动物 所能耐受,而且过强的温室效应,也将使地面温度持续上升而危及动植物的生存。

  为满足生物对空气的需要,大气的组成也必须调配得当。氧气为多数生物所必须。氧 太少,生物将窒息;氧太多,亦对生物有害。且过强的氧化作用,将使地面成为一片火海, 甚至金属也会燃烧,故必须用其他不活泼的气体将氧气稀释。地球空气的五分之四是氮气 ,它除了能将氧气稀释之外,在逐渐转化为多种化合物之后,又是植物最主要的营养来源 ,也间接满足动物的营养需要。如以其他惰性气体代替氮来稀释氧气,则所有动植物均将 因不能合成蛋白质而通通死灭。氮气在常温常压之下几无化学反应,故能稀释氧气。但它 又怎样转化为机体所必须的化合物呢?奥妙在于雷电。高空雷雨放电时,电弧使部分氮气 转化为氨、氧化氮和硝酸等物,随雨雪降落地面而成为植物的肥料,却不致污染地面空气 。除氧和氮之外,大气中还必须有适当浓度的二氧化碳。二氧化碳太少,则植物不能进行 光合作用,势必枯死,动物因无植物为食,也不能生存。但如二氧化碳太多,也将使动植 物不能呼吸。且二氧化碳有很强的温室效应,过量也将使地面温度失控。就目前所知,在 太阳系中,并无任何其他星球具备与地球类似的大气层。水星和月球一样,因其重力太小 ,现在已无任何空气存留。金星大气则过于浓重,其气压相当于地球之九十倍,这样高的 气压,显然非人类所能耐受。且其二氧化碳的含量高达百分之九十,又有浓烈的硫酸雾, 其酸度可侵蚀金属,更不必说生物了。火星大气中几乎没有氧和氮,二氧化碳则占百分之 九十四,完全不适合动植物呼吸。木星和土星大气之表层则百分之九十以上为氢,其余为 氦,稍向深层则有甲烷、乙烯和氨等,都是有毒气体。天王星和海王星之大气成分尚未完 全确定,估计除氢和氦之外,尚有更多的甲烷和氨之类。冥王星之大气主要为氖和甲烷构 成。总之,所有这些星体的大气一概不能容许生物存在。


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地球和水

  除了有适宜的大气之外,地球的另一个特别重要的优越条件是它有极其丰富的水。地球 表面七成以上为水所覆盖。水是生命所必需的物质,江河湖海是生命的温床。而且水有最大 的比热值,海洋和湖泊是巨大的天然恒温调节器。水与大气配合,使地面有适中而且均衡的 温度和湿度。这是生物存在和繁衍的基本条件。

  在整个太阳系中,没有任何其他星体具有像地球一样丰富的水。水星和月亮因为没有 大气,所以也没有任何水分留存。金星和地球大小相差无几,距太阳只比地球稍近。但因 它没有海洋来缓和高温,并吸收多余的二氧化碳,致使二氧化碳越积越多,而二氧化碳的 温室效应则使温度持续上升,因而从岩石中蒸出更多的二氧化碳,以致形成恶性循环,最 后使金星表面温度高达摄氏六百度以上,连岩石都烧成暗红色,使整个星球有如火的炼狱。

  火星的基本条件与地球也很相近,它的直径约为地球的二分之一,它的公转周期为一 年又八个月,自转周期为二十四小时三十七分,几乎和地球一样。它的自转轴也有二十四 度的倾角,所以它的季节变化也和地球相似。它也有大气层。乍看起来,火星最有可能和 地球一样孕育生命。早期的天文观察者如意大利人沙帕莱利和美国人劳威尔,都“看到” 火星表面有特殊的网纹,而且据说这些网纹有季节性颜色变化。这些网纹的型式不像天然 的河流,所以他们推断这些网纹是沿岸长有植物的运河。由于这些运河的规模极其庞大, 若无极其高超的技能,绝不可能从事如此巨大的水利工程,所以他们推断火星上必然存在 着智能高超远过于地球人类的高等动物。于是“火星人”之说乃喧腾一时。他们认为这些 运河是火星人引两极的冰雪水进行灌溉用的。但不久之后,这些设想便彻底破灭了,因为 人们终于发现火星上也几乎没有水。因为火星太冷,即使有若干水份,也只能凝结在地面 下的永久冻土层中。而且因为火星的重力只有地球的三分之一,不足以保留所有气体,较 轻的气体如氢、氦、氧、氮等早已逸散殆尽,只剩下较重的气体如二氧化碳之类,其总气 压只相当于地球大气压之千分之七。在这样低的气压下,即使温度为零度,水也会沸腾不 已,直至全部汽化。所以火星表面上根本不可能有液态的水存在。既没有江河,也没有湖 海。甚至两极的白色“冰帽”,也主要是凝固了的二氧化碳(乾冰),水分极少。一个没 有水的世界,不但不可能有任何高等动物,即使是单细胞的菌类也难以存在。而且由于空 气稀薄,温室效应微弱,又没有水的调节,故火星的昼夜和季节性温差极大,空气的剧烈 热胀冷缩,导致气压的急剧升降,进而引发连绵不的强烈风暴,风速高达每小时三百二十 公里,更因没有水和植物的保护,故暴风起处,飞沙走石,沙尘蔽空。火星之所以总是呈 现火红色,就是漫天的沙暴所致。在如此恶劣的条件下,即使最原始的生命也难以立足, 更不必说人类了。近来据太空探测器就近探察,火星表面除了散乱的陨石坑和少数高峻的 山峦以外,大部分是沙石遍地的荒原,根本不存在任何河流。那些所谓“运河网纹”,不 过提供了一个具体例证,说明在所谓“科学观察”中,人们的主观想像会造成什么样的错觉。



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其他行星的状况和地球的独特性

  在火星轨道之外的行星,依次是木星、土星、天王星、海王星和冥王星。前四个都是体 积巨大的气体星球,它们都没有固体表面可供生物立足。它们的密度都很低,例如土星的密 度即低于水。冥王星很小,质量只相当于地球的千分之二,可能只是一个大冰块。这些外行 星因距离太阳实在太远,其他条件姑且不论,仅仅那个极度的低温(摄氏负二百度上下)就 足以排除任何生物存在的可能性。由此可知,在太阳系九大行星之中,并无任何其他行星具 备可以和地球相比的生态条件。有些学者认为,即使是在其他星系当中,地球的生态条件很 可能也是独一无二的。可见地球的条件是多么难能可贵了。

  一件事的成功,如果包含了太多的“恰巧”,人们就有理由认为此事并非纯粹出于偶然, 而是出于某种有意识的安排。以掷骰子为例:如果只掷二、三次,有时偶然会出现点数相同 的情况,但如投掷的次数多了,则各个点数出现的机率必逐渐互相趋近,各约占总投掷数六 分之一。如果某人连掷七、八次,每次都得六点,那你就有理由怀疑事出有因,如果他连掷 二十次仍然每次都得六点,那你就必然会想到不是他的骰子有玄机,便是他的手法有奥妙, 或兼而有之,决不会相信只是出于偶然。为了使地球具备容许生命存在繁衍所需的条件,要 比一粒骰子连续出现二十个六点何止困难亿万倍!难道你能认为它是事出偶然吗?

  我们且以现代自动化控制技术中必不可少的逻辑线路为例。要得到一个合用的逻线路, 必须先根据特定要求进行原理设计,然后根据此设计制备各种合用的元件,并严格按照设计 要求进行装配。任何元件的缺陷或装配的错误均将导致整个线路失败,更不必说任意胡乱制 备或装配了。装配完成之后,还必须进行测试和精细调整,以确保全部装配无误,并将各个 变数都设定在最佳值上。否则,即使装配完全正确,线路仍然不能工作。人们越深入研究宇 宙的结构和地球的生态条件,就越发认识到它们确实是经过精心设计,并经过精密调整的, 否则它们就不可能如此恰合生物存在的需要。现在人们可以利用电脑来进行模拟设计,另外 设计一个“人工地球”。由于地球生态条件所涉及的变数是如此之多,而每个变数的变化范 围又是如此之大,所以如果不是有意识地去选择各个变数的最佳值,而是任意在各个物理变 数所许可的范围内随机设定,则这个“人工地球”能够容许生物存在的机率微乎其微,实际 上几等于零。圣经清楚告诉我们,地球的独特条件,既非出于偶然,也非来自侥幸,而是出 神的精心创。神在造人之前,先一步一步创造了一个适合人类生存的环境,而且每当完成一 道工序时,圣经都说“神看着是好的”。而最后完工时,圣经说“神看着一切所造的都甚 好”。(创世记一章4,18,25节)这就是为甚么地球的种种条件之所以如此恰到好处。



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生物界的智慧

  如果我们再察看一下地上的动物和植物,我们就会发现更多造物之工的奇妙。各种生物为 了延续自身和种族的生命所展现的智能,实令人叹为观止。例如你撒一把豆子在泥土中,豆粒 落地的方位是随机的,其胚点(脐)或上或下,或左或右并无一定,它服从数学上的概率原则 。但一旦种子开始萌发,其发育生长方向则完全服从生命的要求,绝对不受概率支配。其根芽 即使绕180度的弯曲,也要向下生长;其茎芽即使翻一个完整的跟斗也要向上生长,绝无例外。 现在我们根据生物学知识知道只有这样,根系才能获得水分和营养,枝叶才能获得阳光和空气 。但何以能做到这一点,至今仍不很了然,然而在亘古以前,这些智能就早已存在于这些小小 的种子之中了。

  各种植物为了散播它们的种子各展奇能:蒲公英等植物的种子长有几根 纤毛,这就使它们具备了良好的空气动力学性能,使它们在成熟以后可以随风远扬;凤仙花的 蒴果和多种豆类的荚果则是极有效的弹射器,在种子成熟后可突然爆裂,将种子弹射到数公尺 以外;苍耳子等植物的种子既不能飞,又不能弹,但却长有巧妙的倒钩刺,能够钩挂在动物的 皮毛和人的衣物上随之远行。至于靠鸟类传播的植物则都有甜美的果实,以吸引鸟类啄食,如 枸杞、桑椹等。这类植物的种子通常只有在通过鸟类的消化道之后才能萌发,这样就避免了直 接落地萌发所造成的拥挤现象。热带有多种食虫植物,其中之一是猪笼草。它的叶子上生有一 个小口袋,袋底能分泌芳香的蜜汁,以招引虫蚋入内,但其袋口内面却十分光滑,使虫类在试 图取食蜜汁时因立足不不稳而滑落袋底。这时袋口上方的盖子立即将袋口封闭,盖子及袋口边 缘的刚毛互相扣紧,使袋内的虫类断无逃脱的可能,直至袋内分泌出的消化液将之完全消化为 止。然后袋口重新开启,等待另一个虫蚋上门。这岂不比猎人设计的陷阱更加巧妙吗?美洲另 有一种食虫植物,我们不妨称之为“迷魂草”,因为它有非常奇特的捕虫手段。它的花像一个 广口的深杯,能散发出独特的香气,虫类一闻到这种香气,便像中了传说中的“迷魂香”一般 ,立即丧失逃生的能力而落入花杯内,你即使从中将它们取出,它们也不知振翅逃命,仍然在 那一带胡乱爬行,最终仍然不免落入花杯之中,成为迷魂草的美食。迷魂草捕虫的手段比猪笼 草似更高一筹。所有这些高明设计都是出自谁人之手呢?

  让我们再看看动物界。蝙蝠是夜行动物,它在漆黑的夜空来去自如,绝不会误撞障碍物, 又能追捕各种飞行中的虫类为食,其动作之灵巧,甚至超过某些昼行的鸟类。蝙蝠靠什么来 控制自己的动作呢?原来它们飞行并不靠视觉,而是用超声导航。它们飞行时不断用声带发 放超声波,每秒钟可发放十个高频脉冲。它们的耳朵则是极敏锐的超声“声纳”,可以接受 各种物体反射回来的超声波,蝙蝠即根据这些超声信息以回避障碍物并追踪食物,其脑部分 析脉冲信息的速度以微秒计,故蝙蝠可在 一秒钟之内连续捕捉两个不同目标。有些夜蛾为了逃避蝙蝠的追捕则另有绝技,它们一旦觉察 到超声波的追踪,能立即中断正常飞行,收敛双翅,以假死状态向地面一坠而下而逃过追杀。 海生动物如鲸鱼和海豚等也用超声导航。因为它们在深水潜泳时,因光线太暗,能见度极差, 超声导航远比视觉有效。这些动物的头部都有一团脂肪样物体,乃是极好的超声放大器。为什 么这些动物用超声而不用普通声波导航呢?这是因为普通声波频率低,波长大,遇到障碍即绕 行而过,几乎没有反射,不能提供反射信息。假如人类也有这种超声导航本领,那么盲人就可 以以耳代目了。的确有人试用超声装置代替明杖为盲人导步。可惜迄今人工超声装置都是体形 笨重,效率低下,远不及动物的超声系统适用。

  中国自古有所谓“螟蛉义子”的传说。 螟蛉是一种青虫,土小蜂利用它来繁殖后代, 故有义子的误解。土小蜂将产卵时,就选择一 条肥壮的螟蛉,先用毒针刺它一下,使之进入麻醉状态,然后把它拖回洞穴之内,将卵产于螟 蛉体内。完成生育任务的母蜂便离开洞穴,将洞口封闭,旋即死去。被麻醉的螟蛉长期不食不 动,不死不僵,不腐不臭。直到次年春,蜂卵化为幼虫,即以此螟蛉为食,直至羽化为新一代 的土小蜂,破洞而出,重演上一代的生活。这种高超的肉食保存方法,至今仍是人类无法做到 的。土小蜂的这种本领决非由学习而来,因为子代小蜂在长成之前完全与世隔绝,和上代土蜂 也无从见面。

  人们常称啄木鸟为树木的医生,因为它有惊人的为树木除虫害的天赋本领, 为任何其他动物所不及。一般鸟类的脚趾排列都是三前一后,便于抓持树枝。(鸵鸟是个例外, 因为它只在地上奔跑,从不上树,所以没有后脚趾)。但啄木鸟却是在粗大的树干上活动,所 以它的脚趾排列也非同寻常,乃是二前二后,便于在垂直的树干上攀附。啄木鸟有良好的“望 诊”能力,能够在众多的树木中发现那些有虫害的树木,并能用“叩诊”,即用它的尖嘴叩击 树干,确定害虫的所在。而后即用两脚抓牢树皮,并将尾羽展开为扇形,贴紧树干,这样便使 它的身体得到稳固的支持,然后开始除虫的“外科手术”,以将害虫取出。它的坚硬而尖锐的 鸟喙是凿木的利器。但为要凿穿坚韧的木质,它的头必须快速而有力地前后摆动,才能在树干上凿洞。但这一动作必将使它的头部承受强烈的震汤。经测定,其震汤强度足以将一般动 物的脑组织震碎,然而啄木鸟的头部却有特殊的防震结构,保护它的脑子不受损伤。在树洞凿 通之后,还要有可靠手段将藏身于洞穴深处的害虫取出。啄木鸟的舌头具有和其他动物完全不 同的构造,乃是自深洞取虫的专用装备。它的舌尖有尖利的倒钩刺,其舌根则是一条很长的弹 性软索,平时盘存于头颈内部,使用时伸出,将舌尖推送到洞穴深处,用倒钩将虫钩出,而后 将之吞食,结束深洞除虫的作业。

  你曾否想过,萤火虫为什么能够发光却不发热?蚂蚁 为什么能够预知暴雨将临,而预先将大量泥土堆积于洞口周围,一旦大雨来临,泥土便可将洞 口封闭,以色雨水灌入洞穴?是谁给了它们聪明智慧去作如此简单有效的防洪设计呢?蜘蛛结 网捕虫,几乎万无一失,为什么它自己却不被粘住呢?蜘蛛能够结网于两棵树或两座建筑物之 间,有时两者相距颇远,甚至其间可能有深沟或溪水等障碍,蜘蛛并不会飞,那么结网的第一 根丝是如何送到对面去的呢?鹰隼等猛禽自上而下捕捉猎物时,并不对准目标俯冲而下,而是 采取大约三十度左右的斜角自一侧下滑切入,这是为什么?经空气动力学试验,发现落体在空 气中下滑时,这个角度可以得到最大的速度,而且捕获食物之后,可立即升空,比直接向目标 俯冲更为有效。但当它们下水捕鱼时,却又采取大角度俯冲,因为如果以斜角切入,就将被水 面弹回,无法下入水中。猫头鹰在夜里捕食鼠类,除必须有锐敏的听觉和夜视能力以外,还必 须能作无声的飞行。一般鸟类飞行时都会产生一些噪音,鹰也不例外。不过其他鹰类均系白天 在飞行中寻找猎物,向下扑击时完全靠速度和威势制胜,有无噪音并不重要。但猫头鹰却是在 夜间静鼠类出现以后,方展翅出击,它的扑击乃从静止状态开始,不可能达到太高的速度,所 以必须悄然无声地扑向猎物,使鼠类猝不及防而将之捕获,如果噪声太大,鼠类必将闻声而遁 ,躲入洞中,猫头鹰就无可奈何了。为什么猫头鹰的飞行能够无声无息呢?经研究分析,发现 原因乃是它的翅羽后缘呈锯齿状排列,可抑制空气湍流的形成,故能消除噪声。美国最新式B-2 隐形轰炸机的机翼后缘就是仿照猫头鹰的翅羽设计的。然而又是谁给猫头鹰设计了一对无声的 翅膀呢?

  再看一下动物的行动方式。人类所造的运行器具,从古至今几乎都靠轮轴和滑板行动, 因为它们构造简单,制作容易。但它们的适应性却很差,路面稍有崎岖就窒碍难行,上下台 阶更是无能为力。近来人们开始制造“步行机”,但目前人造的步行机至少需要八条腿才能 避免倾覆,勉强行走。而且各条腿只能轮流逐一试探移动,动作迟缓而笨拙。反观人 体本身只有两只脚,却可以同时动作,能够行走、奔跑、跳跃、舞蹈,能够作踢、蹬、踹、 跺、跪等各种不同的动作,同时保持良好的平衡。其他各种动物的行动方式更是花式繁多, 众艺纷陈,却无不恰合其生活需要,而且运用自如,各尽其妙,与人工制品相比,实不可同 日而语。人们所谓“巧夺天工”,不过是聊以自慰而已。例如,走兽四足而直行,蟹族八足 而横行,蜈松、百足等足数上百,仍能互相协调,由后而前依次作波状移行。尺蠖足短身长 则曲伸而行,蟋蟀身短足长则弹跳而行。蚯蚓无足而有刚毛则蠕行,蛇类无足而有鳞片则爬 行。蛇遇树能攀升,遇水能游泳,其灵巧不亚于有足动物。在沙漠中生活的蛇类,因细沙松 软、爬行困难,便将身体弯曲为螺旋形向侧方滚进。水生动物则摆动尾巴或后肢前进,效率 远高于船桨。它们都有一个纺锤形或长水滴形(前圆而后尖)的身体,且体表光滑而有弹性, 可以消除湍流。据实验,这种形状在水中阻力最小,又便于转换方向。海豚类在水中急泳时, 速度超过全速前进的鱼雷。现代潜水艇的船体,都是模仿水生动物的体形。飞行动物都有宽大 的翅膀和相对轻巧的身体。鸟类除了有特别强大的胸肌以操纵翅膀以外,其他肌肉都相对细小 ,或根本缺失以减轻体重。它们也没有厚重的骨骼。其骨骼大多为中空的细管或弯曲的薄片, 这种结构有重量轻,强度大的特点。鸟类翅膀的羽毛甚至也是薄避状结构,乃是最好的飞行材 料。一片羽毛可以在空中久久飘浮,兽类的针状毛就不能。飞行的运动强度比地面活动大得多 ,也消耗更多的能量,所以鸟类必须有更高的代谢率。为维持高代谢率,鸟类的体温比兽类高 得多,其正常体温是摄氏42度。人如果达到这样的高温,早就命在旦夕了。飞行动物中有一怪 杰,就是其貌不扬的苍蝇。苍蝇的天敌很多,它却没有其他有效的自卫手段,所以它只能用诡 异多变的飞行技巧来摆脱敌害。飞机起飞需要跑道,多数大型鸟类起飞时也需要助跑,小鸟和 多数昆虫起飞时则需要弹跳。但苍蝇却什么都不需要,它可以随时向任何方向起飞,如果敌害 在前,它甚至可以向后方倒飞。起飞以后,其飞行径路也是变化多端,怪异莫测。一般昆虫都 有四个翅膀,苍蝇却只有一对,而且也没有长尾或长脚等维持飞行稳定,那么它在胡乱飞行时 ,怎样保持平衡,避免失控呢?其奥妙在于它的双翅下面,有两个棒状体,每当苍蝇飞行时, 这一对棒状体就高速回旋,以保持苍蝇飞行时的稳定,其作用正如现代飞机和船舰上所用之 “回旋陀螺导向仪”(代替旧式罗盘)。小小苍蝇的飞行技能曾使多少航空工程学者为之叹服 而甘拜下风,因为迄今为止,尚无任何人造物体能以其飞行的巧妙与苍蝇相比。



科学研究彰显神的作为




自然界智慧的来源

  类似上述的事例,可谓不胜枚举。放眼天地之间,随时随地都可看到造物主的无穷奇妙。工 艺科学中的仿生学,就是专门研究生物体的结构和功能,进而加以模仿。因为人们不得不承 认,生物体的天然结构和功能,远远超乎人造物体之上,人类可以从中受到深刻的启发。总 之,我们所看到的世界并不是一个盲目的,无意识的,仅由无数偶然事件堆积而成的杂烩, 而是处处充满高超智能的巨大体系。这种智能既不是人的智能,更不是那些鸟兽虫鱼、花草 树木本身的智能,那么这种智能究竟由何而来的呢?生物学称之为“本能”,但这只是一个 名称,并不是答案,因为本能也应有个来源。




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