熱力學定律
文章來源: insight7772013-10-29 08:37:36

《遊子吟》6章4節 熱力學定律

熱 力學第一定律和第二定律是科學界公認的宇宙普遍規律。能量守恒定律是說,能量可以由一種形式變為另一種形式,但其總量既不能增加也不會減少,是恒定的。二 十世紀初愛因斯坦發現能量和質量可以互變後,此定律改為能質守恒定律。這個定律應用到熱力學上,就是熱力學第一定律。這一定律指出物質和能量既不能被消滅 也不能被創造,一度曾被無神論當作宇宙永恒的根據。

  熱力學第二定律是描述熱量的傳遞方向的:分子有規則運動的機械能可以完全轉化為分子無規則運動的熱能;熱能卻不能完全轉化為機械能。此定律的一種常用的表達方式是,每一個自發的物理或化學過程總是向著熵(entropy) 增高的方向發展。熵是一種不能轉化為功的熱能。熵的改變量等於熱量的改變量除以絕對溫度。高、低溫度各自集中時,熵值很低;溫度均勻擴散時,熵值增高。物 體有秩序時,熵值低;物體無序時,熵值便增高。現在整個宇宙正在由有序趨於無序,由有規則趨於無規則,宇宙間熵的總量在增加。

  熱力學第二定律告訴我們,宇宙不是在進化,乃是在退化之中。曾長期在美國西北大學執教的物理學家貝克博士(Dr. Edson Peck)指出,“我們的宇宙中熵值有增高的傾向”, “我們有充分的理由相信,宇宙象一個發條逐漸慢下來的大時鍾” 1。誠然,我們也可以觀察到一些暫時逆熱力學的自然現象,如生命現象。動、植物由受精卵開始,從簡到繁、從不分化到分化,最後成為一完整的動物或植株。之所以說“暫時”,是因為這些動、植物最後也要衰老和、死亡和解體。

  暫時逆熱力學的生命現象需要兩個必備條件。第一是要有藍圖或指令。這就是在精子和卵子的DNA中所攜帶的來自父母雙方的遺傳基因。在這些基因的調控下,一顆綠豆發芽長成一株綠豆苗,雞蛋孵化後成為一隻小雞。第二是要一個能量轉化係統,以供給發育時期所需的能量。光合作用、消化作用、血液循環和呼吸作用等都是這樣的轉化係統。

   進化論者認為,地球是開放係統,可以不斷從太陽吸收能量以彌補在熵增高的過程中所消耗的能量,因而進化與熱力學第二定律並不矛盾。但是,他們把能量的多 寡與能量的轉化相混淆了。問題不是太陽是否有足夠的能量維持進化過程,而在於太陽的能量怎樣用來維持進化過程。如果把一頭野牛放進一家瓷器店,野牛用它巨 大的能量在店內作功的結果隻能是一場破壞。同樣,如果蓋一座樓房沒有設計圖紙,沒有建築師統一指揮,乃是讓各種機器自由運作,讓人們把水泥、磚頭隨意堆 砌,樓房根本無法蓋成。

  如果進化是宇宙的普遍現象,那麽在宇宙中一定有宏大的指令係統和能量轉化係統,使萬物能逆熱力學第二定律,由無序到有序、由低級到高級不斷地進化。但是,人們在宇宙中找不到這樣的係統,故進化的模式是與熱力學第二定律直接相衝突的。

   創造的模式則與熱力學第二定律相吻合。起初神創造天地時,“神看光是好的,就把光暗分開了”(創一4)。這告訴我們神起初創造的世界是冷熱分開的低熵世 界。世界被創造後,即慢慢開始退化。熱力學第二定律的提出隻是近一、二百年的事,但《聖經》早在兩千多年前清楚地指出了宇宙中熵不斷增高的自然趨勢,“天 地都如外衣漸漸舊了”(詩一○二 26);“天必象煙雲消散,地必如衣服漸漸舊了”(賽五一6)。

   熱力學第二定律還告訴我們,宇宙不是永恒的。因為按此定律,宇宙的熵值在不斷增高;總有一天,當宇宙各處的溫度完全均勻一致時,熵增到最大值,一切能量 都不再能作功,隻剩下分子的隨機運動。此時宇宙就到達等溫熱死階段,一片死寂荒涼。這就是宇宙的終點。現在宇宙還沒有進入最後階段,說明宇宙的過去還不夠 長;即,宇宙必有一個起始點。宇宙必有起點和終點,不是永恒的。創造模式相信宇宙是神創造的,故宇宙不是永恒的。

   如果把熱力學第一定律和熱力學第二定律結合起來,可以引伸出一個十分重要的結論。第一定律說:質能不能被創造也不能被消滅,也就是說,宇宙不能自己開 始;熱力學第二定律卻說宇宙必定有一個開始。這樣,宇宙隻能有一個不受第一定律支配的超然的開始。這樣的開始不可能是自然進化而是神超然的創造。



注釋

1. 海弗來著,《科學家相信神》, 劉家玉譯(台北:中國主日學協會, 1980),頁35-36。

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