哥白尼主义的变奏

自从哥白尼的太阳中心说得到伽利略和约翰-开普勒的证实以来,人们普遍认为地球乃至人类在宇宙中并非独特。也就是说,自然科学,特别是天文学和宇宙学的一个重要哲学基础乃是地球和人类在宇宙中并没有特殊地位。虽然哥白尼本身是一个虔诚的修道士,然而哥白尼的太阳中心说被其追随者推广为一种自然哲学,这种自然哲学主张宇宙的无目的性,它和进化论一起将人类从自然界的神坛上推倒。哥白尼的太阳中心说在上个世纪初因着河外星系的发现而被推广为哥白尼主义,即宇宙没有中心。这里的中心不仅仅是指空间上的,也是时间上的,不仅仅是时空的,也是形而上的。也就是说,地球以及在其上繁衍的人类和生命在这种世界观里没有任何特殊地位。这样一种哲学也引导着Carl Sagan之类的自然科学家去寻找地外生命,去进一步证实哥白尼主义同样适用于生命乃至智能生命。

然而,与之相反的是,人类传统的价值观和世界观都是人类中心说,人造的宗教都是以人为中心,古希腊的神明都是人类自己的翻版,人类的文学都是对人类社会的模拟,人的艺术都是反映人的价值体系,人的法律反映了人对道德的理解,等等。所以,哥白尼主义其实是在向整个人类的传统价值观挑战。虽然哥白尼主义常常被无神论者用于支持他们的立场,但是在某种程度上它其实契合了基督教世界观。虽然基督教世界观非常强调人的得救,上帝是成为人的样式来拯救人类,然而,圣经处处强调上帝的主权,上帝的荣耀,人得救不是最终目的,最终目的乃是荣耀上帝。所以,圣经是上帝中心说,而非人类中心说,这和哥白尼主义的基调是一致的。两者都强调客观真理的存在,两者都认为人类应该顺从于客观真理,两者都注重寻求真理,增进人类对自然的认识。然而,两者根本的不同在于对真理的基本假设,哥白尼主义追求认识非位格化的真理,而基督教寻求真理的位格,因为耶稣就是那个成为人的位格化真理。换句话说,前者所要认识的是柏拉图式的理念界的上帝,而后者要认识那通过圣经和自然向人类启示祂自己的上帝。所以从这个意义上说,在圣经所启示的世界里,人类既是中心又不是中心。人类拥有上帝的形象,是上帝启示的对象,所以他是中心。人类的存在和救赎是为了荣耀上帝,所以他不是中心。上帝完全可以不用创造和救赎人类而借着其他受造物来彰显祂的荣耀。

所以,我在这里要探讨是什么样的哥白尼主义是符合圣经启示的。更具体说,就是地球,生命和人类在上帝创造中的独特性和唯一性问题。有很多神学家和护教学家认为这三个唯一性是等价的。我们说人类唯一,既是说地球上的生命唯一,也就是说地球唯一。但是这样的一种假设是没有圣经根据的。如我在《圣经对行星可居性》一文中所提到的,创世记一章中上帝给人类生养众多的使命很可能暗含了地球的非独一性,生命的非独特性。而上帝成为人类的样式表明了人类的独特性。注意,独特性并不等于独一性,独特性表明一种稀有的与众不同的存在,而独一性表明完全没有类似的存在。我说人类是独特的,并不表示人类作为一种智能生物在宇宙中是唯一的。但是他作为上帝成为肉身的载体是独一的。然而,据我所知,圣经没有一处启示乃至暗示地球生物的独一性,虽然它们有可能是独特的。而地球作为上帝启示和道成肉身的行星必定有其特殊性,然而,如果我们将这种特殊性进一步诠释为地球是宇宙中唯一一个适合生命存在和人类居住的星球显然是一种没有很强说服力的假说。正如生命树的果子和善恶树的果子和其他伊甸园的果子并不一定有本质的区别,但是上帝却可以赋予这两棵树独特的目的。同样,伊甸园也许和地球其他地方没有本质区别,但是上帝可以将它设立为独特的与人相交的地方。这样,地球不一定和其他系外行星有本质区别,但是上帝赋予它独特的地位,成为上帝道成肉身的地方。这样,我认为圣经确实启示了地球,地球上生命和人类的独特性,但是并没有启示它们的独一性。

不过,即然上帝启示了两本书,自然和圣经,我要从另外一本自然之书来探讨这个问题。虽然,我们不知道宇宙中是否有其他生命,是否有其他智能生物,但是这种不知道或者未探测本身就是一种证据。比如,如果我们要验证独角兽是否存在,我们需要搜索地球上很多地方来证明它是否存在。我们搜寻的地方越多,就越证明它的不存在。所以,这种一无所获其实不是一无所获,而是支持了反面的观点。这有点像数学里的证伪法或者反证法。那么,我们在宇宙中搜索智能生命有没有正面结果呢?现在的数据给出的答案是No。比如,最近SETI公布了达拍字节(10的15次方字节;相当于一首长达1千年的MP3歌曲)的射电数据 (https://breakthroughinitiatives.org/news/25),通过分析数据得到没有探测到任何系外智能生命的迹象。虽然,没有探测到会发射无线电信号的智能生命不能证明更高等或者低等的智能生命不存在,这种一无所获起码让我们对人类独特性的假说有了更多的数据支持。而我在《从SETI到GOD》探讨过费米和哈特(Hart)的关于人类有可能是唯一一个智能到可以星际航行的物种论据,我们没有接触到外星人这样一个“一无所获”也同样支持了宇宙中智能生物的稀有。除此以外,我还要提出另外一个证据,就是人类是所有物种中唯一的智能生物,这本身就表明智能生物的稀有。不仅人类在所有生物物种中是独一的,而且人类的存在在地球生物发展史上也是非常短暂的,如果将地球生命存在的时间尺度视为一天,那么人类的存在不过一秒钟。所以,从时间上来看,人类也是独特的。如此看来,人类的独特性似乎是一个非常有吸引力的假设,哪怕这种独特性并不等价于独一性。

然而地球上生命的独特性是否有很强的证据呢?我想现代行星科学并没有给出明确的答案。无论是我们在火星还是其他太阳系内行星的探索,都给出地球生命唯一性的答案。然后,太阳系以外有亿万颗行星,有很多行星在可居住带以内,可能会有液态水,也可能会有板块运动和大型的月球。这样太阳系里的水星和火星没有生命并不能强有力地支持地球生命的独一性。不仅如此,地球生命早在地球诞生之初就已经出现,表明生命产生所需要的环境并没有那么苛刻。那么我们有理由相信,上帝同样可以在别的星球通过赋予生命所需要的原始信息来创造生命。当然,如果上帝不输入原始信息,其他星球也同样没有生命,因为第一个生物大分子的出现就像宇宙大爆炸一样是那么不可思议,近乎奇迹。如果没有信息的输入,我们很可能不会看到生命通过信息掌控物质的现象。

如果生命不是那么稀有,那么我们有理由相信地球作为生命的载体可能并不是那么稀有。如果我们把地球的所有特征都定义为其稀有性的一个方面,地球显然是唯一的,因为世界上没有同样的两个人,哪怕双胞胎也有不一样。但是,如果我们把地球可居性视为其独特性的根据,我们似乎没有很强的地球独一性的证明。我们知道有很多系外行星在可居带以内,很有可能有液态水,我们现在在火星极地底层也探测到了液态水的痕迹,所以,水的存在并不那么稀有。然而,水的分布和陆地的分布有可能会影响生物的抗灾变能力。设想如果地球的陆地都是小岛,那么小的自然灾害就可以灭绝岛上的物种,显然这样的地球不具有抗灾能力。同样,如果地球上的水都以湖泊的形式存在,那么水里面的生物就不容易通过迁徙来抵御气候变迁。如果海洋生物不存在,整个陆地生物圈就不足以有足够的调节能力抵挡更大的气候变迁,进而地球可居性会大打折扣。所以,地球上的海洋和陆地必定有一个精细调节的比例才能够抵御自然灾害。所以,地球虽然不一定是唯一的可居星球,然而,它必定是独特的。这样的独特性同样适用于太阳系,如果太阳太活跃,地球自然灾害太多,不适合生命生存。如果完全没有自然灾害,地球就像温室花朵没有调节能力,那么通过陨石撞击带来的自然灾难就会灭绝生物。

如果我们严肃地对待圣经中创世记第一章上帝用话语创造地球和生命和人类的启示,我们就知道地球,生命,和人类的独特性启示是反映了上帝创世时所输入的信息的独特性。那么同样上帝也可以输入类似的信息来创造其他星球和生命。然而,上帝是否这样做了呢?天文观测给出的答案似乎是,地球是特别的,生命是独特的,而人类似乎是独一的。这和圣经的启示是一致的,上帝的创造是一步步深入,上帝输入了初始信息创造地球,并进一步输入了信息创造生命,最后输入信息创造了人类。这样信息的独特性一步步提升导致地球,生命到人类的独特性一步步提升。于是,我们从两种启示的角度来看到哥白尼主义的局限和成功。哥白尼主义要排除人类中心说,然而上帝所启示的是上帝中心说,一个是简单的否定,一个是肯定。上帝中心说透过基督的救赎肯定了人的价值,哥白尼主义否定了人类在宇宙中的特殊地位,而在探索的不确定中失去了方向和意义。所以一个被洗礼的哥白尼主义应该看到人类的独特性,在否定人类独一性的狂妄的同时,看到造物主对人类乃至对地球和地球生命的眷爱。我相信这样一种哥白尼主义的变奏会给自然科学探索带来全新的动力和方向。

基督教科学设想之三——行星科学

这个时代似乎从以神为本的时代走向了以人为本,以个体为本的时代,这种走向和世界观的发展是分不开的。哥白尼的日心说取代了托勒密的地心说,不仅是一种科学上的革命,也导致了世界观的演变。更彻底的世界观革命是由达尔文的进化论触发的,这个理论把人在受造界中的特殊地位从神坛上拉了下来。哥白尼的革命让我们看到地球在宇宙中的渺小,达尔文的革命让我们看到人类只是所有生命体中的一般个体。在这种世界观的引导下,我们自然会问,这个宇宙是否存在其他世界,其他世界是怎样的,生命如何在其他行星上生存并演化。

如今,在开普勒卫星的巡天数据中,人们发现了上千颗行星,它们的轨道具有多样性,表明太阳系的轨道系统并非特别,只是一个大样本下的一例。事实上,由于行星所反射或者发出的辐射太微弱,当前的望远镜很难在类太阳恒星附近发现类地行星,所以,人们往往选择在不太亮的褐矮星附近去发现行星。这些行星往往对恒星产生微弱的引力作用,我们可以透过观测光谱发现这种作用;有些行星刚好经过恒星,这种现象被称为掩星。很多类木星行星都是透过这种方法探测到的。当然还有很多方法可以探测地外行星,如今最fancy的一种方法是透过星冕仪遮住恒星的辐射来直接探测其行星系统。而伴随着这种方兴未艾的地外行星的探测而来的是对地外行星的理论研究。

开普勒卫星

由于我们只知道地球上有生命,所以人们往往以地球上生命所生存和繁衍所必需的环境来衡量地外行星的可居住性。其中一个最重要的指标就是液态水在类地行星上的存在,因为水不仅是新陈代谢所必须,而且也是生命繁衍所必须(至少地球上的生命是如此)。而液态水的存在是与行星表面所接受的辐射相关的,辐射太少,水不能以液态存在,辐射太多,水都被蒸发并且被过量的紫外辐射分解了。这样便存在一个在行星周围的球壳,只有在这个区域里面的类地行星可以允许液态水的存在。当然,生命所需要的条件可能比这个更多,但是这起码给了科学家一个探索的方向。在这种背景下,我们再来看基督教世界观如何推进行星科学的发展。我首先要来挑战目前行星科学的理论假设。

太阳系的可居住带

第一,现在的理论研究往往假设地球只是一颗普通的行星,也就是说,形成太阳系的初始条件并没有什么特殊的。甚至当前的最流行的成功的NICE模型已经可以解释太阳系很多行星的轨道结构。但是这种假设是基于一种对太阳系演化的统计性理解。比如说一个语言学家用统计的方法分析林肯的演讲,他得出的结论很可能是林肯的用词和其同时代的人的用词并没有什么不同,进而得出结论,林肯的演讲所产生的特殊影响只是一种偶然,或者别人在他那样的位置也可以产生同样的影响。这显然是很荒谬的,因为每个历史事件都是独特的,你不能简单地抽出事件中的一个环节进行统计性的研究。正确的研究方法应该是对每一个历史事件做具体的分析,分析其发生的环境和历史人物的个人特点。同样,行星的形成,特別是太阳系的形成,也应该从这样一个方面进行分析。那么圣经可以给这种历史性的行星科學有怎样的指导呢?我认为正如宇宙的形成,太阳系的形成的初始条件也是不能由上一级的结构演化所导出的。也就是说,虽然太阳系的结构在整个银河系中并不是一个outlier,但是這個系统明显是与其他(至少)是现在所观测到的地外行星系统有明显区别的,比如地球有一个很大质量的卫星——月亮,所有太阳系行星的轨道都近乎圆形,而且还有两个大质量的行星——木星和土星——在类地行星的外围。这样的构造就好像一个建筑,它是具有一定的功能和目的的。比如说,月亮的作用在于稳定地球的自转,使地球上四季的变化趋于稳定;大质量行星的存在有可能可以帮助地球幸免于过多的小行星撞击等等。由于现在对地外行星的统计性忽略个体的特殊性,所以往往无法对个体行星的演化真正地进行还原,而且这在理論上似乎也是做不到的,因為恒星系统是一个复杂系统,也存在类似于蝴蝶效应的非线性现象。那么我们是否真的没有办法还原太阳系的演化呢?这涉及到下面一个论点。

解释太阳系最成功的NICE模型的结果

第二,现在的理論研究往往假设计算机模拟的精确度足以模拟行星的演化。但是正如我在一次学术报告中所听到的,一个初始条件在一个计算机上模拟得到的是一个结果,在另外一台计算机上得到的是另外一个结果。甚至在同样一台计算机上得到的结果也不一定相同。其实在计算机模拟里面有很多近似,而且计算机的精度不够往往导致很大的误差。比如一个模拟对两个天体的引力作用可以精确到1公里,那么在這個尺度里的引力差异往往可以导致在几百万年之后完全不同的行星轨道,这种现象被称为混沌。对于研究行星形成的科学家,混沌现象可谓不可避免。因為一个自恰的行星模型必须从分子云坍缩开始模拟,那么在這個尺度上,分子力是非常重要的。如果刚好某个分子和另外一个分子在量子作用下结合在一起,而且刚好又发生在分子云从稳定态到不稳定态的“相变”阶段,那么很有可能這個事件决定了该分子云将会产生哪些恒星以及行星系统。也就是说,太阳系的结构是没法重演的,这正是为什么科学家们进行统计性研究的原因,而这似乎与前面一个要求相反。一方面,我们需要研究每个恒星系统的历史性演化;而另一方面,我们又不能还原行星系统的初始条件。那么我们到底该如何研究呢?

混沌現象的经典例子:數值r = 28,σ = 10,b = 8/3的勞倫茲引子圖形。

第三,我觉得我们可以进行行星系统的历史性研究。我们不一定要还原太阳系形成的初始条件,但我们可以从某种初始条件出发,去研究在分子云层面的量子效应或者信息是如何影响恒星和行星的形成的。这种研究需要有高精度的模拟,比如精确到128位或者256位。其实量子层面的效应往往只会在非线性系统高度相变的过程中才会被放大,进而产生宏观尺度的影响。所以,关键是知道哪些时刻在行星形成中具有类似一種材料在居里点从铁磁性到顺磁性的相变的作用。这样,我们就可以知道一个行星系统的结构所对应的量子信息。对于这样的信息的演化进行理論上的量化,我们应该就可以明白隐藏在太阳系背后的量子信息,这就我之前所定义的“不可约信息”,这正是上帝在創造太阳系时所说的。

晶体和气体从順磁性到铁磁性的相变

如果太阳系在形成过程中,上帝确实输入了信息,那么其他行星系统虽然和太阳系类似,但绝对不是真正可居住的环境,因為那些系统并没有上帝话语的输入。但是上帝是不是一直在输入信息呢,在我看来很可能不是,因為上帝在创世纪第一章所启示的是他阶段性地输入信息,而非一直输入,况且祂在第七天安息了。这并不表示上帝不做护理的工作了,他一直在做工,只是祂没有做創造的工作。上帝創造如此美妙的太阳系和地球实在是对人类极大的恩惠,而上帝创造这一切是为了让我们人类在其上与上帝同行。而如今人类堕落,上帝差遣祂的独生子恢复了我们和天父的关系,让我们重新在这地球上建立祭司的国度,并进而盼望那更美的家乡,那完全的安息!愿上帝的国度和安息也临到行星科學的研究中!

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