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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。李誌航博士在《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。
宇宙不是永恒的
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；或者由於什麽尚不清楚的原因，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係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恒定的結論。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係外還有千千萬萬個天河係，而且這些天河係明顯地不斷迅速向外擴張。在事實麵前，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。盡管他感到有些刺激，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，隻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-273oC以上約五度的微光3。隻是，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係的電波時，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-270oC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-263oC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餘留至今的微波幅射！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。美國太空總署發布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曆史，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。我這裏隻簡要地舉出幾點。
第一，現在多數宇宙學家都認為，在大爆炸之前，隻有虛無，連時間和空間也沒有。可是，如果什麽都沒有，爆炸怎麽會發生呢？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，前麵提到，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10^31米/秒遠遠地超越了相對論中的光速極限(3x10^8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10^32℃，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，就象炸彈的爆炸一樣。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，隻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，它們隻相差萬分之三度！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、星係得以產生，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10^55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。10^37分之一是什麽概念呢？Hugh Ross有一個形像的比喻。把十億個北美洲大小的麵積鋪上硬幣，從地球一直鋪到月亮那麽高，其硬幣的總數就約為10^37 。把其中一個硬幣塗上紅漆後，再混到硬幣堆裏去。在這個堆裏找到這枚紅漆硬幣的可能性就是10^37 分之一！隨著對宇宙精妙的不斷認識，科學家們不能不麵對宇宙的創造者。“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“、 “超自然機製”、“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。這裏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，敢於在真實麵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恒、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，心裏仍感到別扭。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，複變成原始火球，於是又發生大爆炸。如此膨脹、收縮，周而複始，所以宇宙仍然不需要有開始。循環論也並沒有什麽事實根據。李誌航博士在《科學對基督教的挑戰》一書中指出，循環論麵對兩大難題。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周期，每一周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。因發現大爆炸餘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致，那樣精美絕倫時，他們說這好象是親眼看到了神一樣！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。
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. 李誌航著。《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。
5. 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。
