由“星际穿越“想到的

一直听说“星际穿越“这部电影有某某科学家的指导,所以拍得很科学,所以, 我也一直想看,但一直没有时间。在这次回国的飞行途中终于得便在飞机上一睹为快。也许是由于飞机上电视屏幕的问题,我对这电影的画面效果一直没有很震撼的 感受。不过对于一个科学现实主义的我来说,这种科幻电影的特技效果显得并不那么重要。与其在屏幕上观看宇宙,还不如直接用肉眼或者望远镜在没有光污染的夜 晚亲自感受星空的壮观。

A ringed spacecraft near a wormhole, here depicted as a massive reflective sphere.
星际穿越海报

这个电影讲述的是一个退役宇航员库珀寻找地外可居住行星的故事。由于地球上的气候越来越不适合作物生长,人类正面临粮食短缺和饥荒的严峻考验。越来越多的人不再从事科技工作,而是转向农业生产。人们不再向太空进发,而是抓紧地球上的最后一道生命线。但是库珀作为一个有宇航经历的农民,虽然精于农业生产,但是对于拯救人类的途径显然有不同看法。在一次偶然的沙尘暴当中,他在女儿书房吹入的沙子当中发现了重力异常,进而发现前NASA总部的秘密坐标。在与布兰德教授的相遇中得知他们发现了在外太空有虫洞的迹象,并且已经派遣了一些宇航员进入虫洞,寻找地外行星,并且发回了一些有价值的资料。资料显示其中有三个星球有可能是宜居的,这次他们将派遣库珀和布兰德教授的女儿艾米莉亚以及其他两名科学家以及机器人驾驶永恒号与永续号对接去探索地外行星并发回数据。库珀和她女儿艰难地分别了,并顺利地驾驶永恒号穿越了虫洞并进入了另一个星系。他们发现曼恩所发现的行星不是适合人类居住的,不过后来艾米莉亚发现了之前一个宇 航员爱得蒙所发现的星球是可居住的。出于节省燃料,曼恩离开了永续号并进入了黑洞。但是他似乎并没有被强大的黑洞潮汐力撕扯成意大利面,而是进入了五维时 空,四周都是他女儿的书架和她不同时间发生的事情。为了从五维时空向四维时空传输数据,他通过引力波(可以进入五维时空)把机器人里的信息编码进入他临行 前送给他女儿的手表的秒针里。这些信息帮助人们移居地外星球,解决了人类生存困境。

这部电影虽然仍然有很多科学上的不精确性,但是也确实利用电影技术再现了当今科学所讨论的一些前沿理论问题,比如虫洞,黑洞,高维时空以及行星的可居住性等问题。而且这个电影有些比较romantic的台词,比如艾米莉亚提出一个大胆设想,爱是可以让人们进入高维空间并且传递信息的一种途径,因为爱是超时空的。当然后来库珀得以在高维空间向四维时空传递信息得益于爱所产生的动力,但并不是爱本身有什么神奇的能力。而且,这个电影把多维时空的概念演绎得很好,并且让我们直观到相对论中时间的相对性对人类个体所产生的巨大存在主义式的考验。一旦星际旅行成为可能,这种科 学理论所带来的世界观的冲击是不可估量的。但是,我要说的是,这个电影对我们认识上帝进入和护理世界的方式的一些启发。

首 先,高维时空中时间的相对性问题。从五维时空来看,时间只是和空间一样是具有双向性的,也就是说对五维时空的人来说,时间不再具有单向性。但是我们依然要 问,五维时空中的生物是否存在,如果存在,是否也具有时间性。这个问题让我想到基督徒的祷告。比如我们为一个罹患重病的人祷告,也许由于某种原因,我们祷 告的时候,他已经死了,那么我们在他死后做的祷告是不是没有效力呢?上帝有没有预见我们的祷告并因此而决定那人的生死呢?我想上帝既然是预知的,祂也是超 越时间的,祂当然可以因着将来的事件而决定当下的事件的进程。跨越时间在上帝看来确实就是跨越一个个山坡而已。我们通过五维时空的视角就可以对上帝的预知 有形象的认识。

有些东西是超越时空的。正如我们爱一个人,不仅爱他的现在,也爱他的过去和将来,也爱他在远方,也爱他在近处,无论见与不见。仔细考虑这个问题,我们就会很 奇怪,因为我们所观察的东西都是局限于时空的,但是人意识中所产生的东西,或者说是“抽象”的某些概念和动机或者目的,却可以超越时空。同样,我们唯有凭 信心才能来到主的面前祷告,信心如同一个虫洞一样,让我们向另外一个世界传输信息,那是一个不可见的世界,而上帝可以透过灵魂这个信道并通过圣经这个摩尔 斯电码从高维时空(灵界)向我们传输他的话语。既然我们可以想象人类穿越时空,为什么那么多人却认为基督徒和上帝的互动是不可能的呢?

库珀在一个地外行星上

最后,我想谈谈人类的生存处境与地外文明的问题。其实,人类现在已经或者正在面临一些严峻的考验,比如气候变暖,冰川融化,污染加剧,能源短缺等。按照圣经 的说法,这是人自身罪恶所产生的结果,是我们没有做好地球的管家而把地球搞得一团糟。而人类要解决这些问题,并不是靠找地外文明,我的想法和电影中的那种 乐观主义的想法恰恰相反。我们要走向自己内心去找问题,而不是去用望远镜寻找解决之道。即便我们找到第二个地球,正如当下媒体所鼓吹的,我们也不能确信它 是否真的可居,即便知道,我们仍然没有能力去那个地方;即便我们能够去,我们也将同样破坏那个星球而带来新的危机。人类的危机是个体的危机,正如病毒会不 断出现和变异,人类的危机也会如此。与其寻找地外星球,不如改善地球的居住环境并控制人类自身的罪恶。当然,寻找地外星球还有很多科学价值,但是我们不能 过于夸大这种价值。

总体而言,这部电影和我之前谈到的那部“接触”有很多相似点,都是星际航行,都是虫洞,都是地外星球。这种科幻电影可以 扩张我们想像的边界,甚至让我们对上帝的护理有更深入的思考。事实上,基督徒的信仰本身就是超验的,有时候需要适当的想象力来理解,比如对耶稣再来的盼 望,对死而复活和天堂的盼望。也许我们不明白某 些教义实现的机制,比如因信称义,但是我们依然没必要因此而沮丧。因为基督教的世界观是理性的世界观,而且是超越的世界观。这种超越性正表明它是正确的, 因为启示的真理总高过我们想象的真理。基督教世界观不仅告诉我们如何解释这个世界,而且告诉我们如何挑战其他的世界观,乃至运用其他的世界观来丰富基督教 世界观。

基督教科学设想之二——宇宙学

在这一篇博文中,我想谈谈如何根据圣经进行宇宙学的研究。在William Lane Craig和Sean Carroll的辩论中,Carroll说当今宇宙学家中没有一个是因为研究宇宙学而成为基督徒的。我对他说的并不感到吃惊,因为无论是宇宙学还是其他自然科学领域,即便有学者是基督徒,也一般不会在公共场合发表自己的宗教观点。当我知道宇宙学家当中有一些还是有信仰的,比如最早提出宇宙大爆炸理论的乔治-勒梅特神父以及南非著名宇宙学家George F. R. Ellis(贵格会)。其实,我觉得一般得过Templeton奖的科学家都有一定的信仰。不过,包括勒梅特在内的宇宙学家中,据我所知,没有一个宣称圣经对他们的科学成就有显著影响的。所以,也难怪很多宇宙学同行认为他们的领域中只有无神论者和不可知论者。 那么,宇宙学,这个兴起于上个世纪中叶的学科分支,能否从圣经得到养分来突破当今的瓶颈呢。我之所以说宇宙学有瓶颈是因为我们已经到了精确宇宙学的时代,也就是说我们可以把宇宙的组分和年龄等参数测量到非常精细的程度。一旦一个学科到了这种阶段,就表明它已经很成熟或者(负面地讲)已经止步不前了。无论是暗物质还是暗能量,无论是超弦理论还是暴涨学说,宇宙学的观测数据似乎已经不能带来进一步的突破。相比于之前的COBE和WMAP卫星,现在的Planck卫星所得到的CMB观测数据已经很难做出之前两个卫星所做出的突破。Planck所要做出的重大发现将是引力波的发现和非高斯扰动的量化。而这两个发现都将是为了验证暴涨理论,但据我所知,暴涨理论只是一个图景或者现象学理论,也就是说,这个理论太复杂而繁多,而不能被观测证实或者证伪。那么这个理论最终变成了一种哲学假说。而对于宇宙学那些关键问题,也绝对不是一个暴涨理论所能解决的。所以,我想从圣经的科学观来提出一些有关宇宙学的研究方向。

我觉得一个很重要的方向就是重新定义精细调节问题。宇宙学的精细调节问题一般被定义为一系列的基本物理学常数必须被精细调节到一定程度才能允许生命的存在,而我们所在的这个宇宙就是一个精细调节的宇宙。为了解释这个问题,一般宇宙学家会引入多重宇宙学说。也就是说除了我们这个有生命存在的宇宙,还有很多其他宇宙可能没有生命的存在,因为它们拥有不允许生命存在的物理定律。受“Counting To God”的作者Douglas Ell启发,精细调节问题其实可以以另外一种方式来定义,也就是说这种小几率的物理学参数的存在与信息的存在是等价的。想想,如果我们的宇宙的存在只有10的100次方分之一的几率,那么这可以理解为随机产生100个英语字母而产生一个有意义的句子的几率。也就是说精细调节本质上表明了信息的存在,而如果这个信息的存在本身是不能约化的,也就是说它是不能由其他的信息或者定律所导出的,那么这个信息就是“不可约信息”或者“原初信息”。这和创世纪中上帝用言语创造世界有惊人的吻合。而这信息可以在量子物理中得到合适的诠释,所以如何将量子信息引入到早期宇宙的研究,特别是对CMB的解读当中,是研究这种宇宙信息的关键。

另外一个宇宙学的重要课题是理解暗物质,暗能量和黑洞。到目前为止CERN并没有发现暗物质粒子,这让人们重新猜测暗物质的本质,很有可能它并不存在,而是暗示了当前引力理论的缺陷。很有可能引力本身是不存在的,而是一种涌现出来的现象。因为在小尺度里我们只看到量子物理的作用,但是从量子世界到宏观世界,我们存在理论上的空白。我们很难从量子物理来导出经典物理,包括化学和生物学的现象,乃至天体的运行。而如果我们可以从量子物理导出宏观物理定律,也许我们会发现引力作用只是一个自然而然的结果。一个很重要的线索是量子纠缠系统中纠缠粒子的相关性会产生比单个粒子叠加起来要多的信息,这就是所谓的量子信息的整体性——“Holism”。另外,我们从麦克斯韦妖的理想实验可以得出结论,信息可以从一个系统提取功或者能量,而能量又等同于质量,那么信息必然与质量有某种等价性。结合量子信息的整体性和信息与质量的等价性,我们可以提出理论构想暗物质和暗能量是一种从微观世界涌现出来的量子信息。

也许还有很多宇宙学的课题可以从这“道”的科学得到启发,但是上面两个,在我看来是很有代表性的。这些宇宙学课题的一个重要目的是为了发现宇宙诞生时的“不可约信息”以及宇宙结构中的信息。

基督教科学设想之一 —— 范式

既然这个宇宙是上帝创造的,而人堕落之后又无法借着这个受造界去认识上帝,因为人的理性也是堕落的,那么当一个人认识上帝,确实重生之后,他能否在科学研究中体现他的信仰呢?换一句话说,基督徒能否在科学研究中做神的见证呢?基督徒能否做出比非信徒更好的科学呢?基督徒也许可以做出很好的科学,然而,他的科学方法和思想是否受到圣经的深刻影响呢?这是我一直思考的问题,我相信在实证主义和理性主义至上的科学领域,这个问题对每一个基督徒科学家都是一个拷问?如果我的信仰和我的工作是分开的,我又怎能说我是在尽心尽意尽力地在爱上帝呢。也许我可以说我在我的工作中为人谦卑,温柔,也尽力去爱人,但是我的科学成果却不能体现出信仰的影响,我就没有尽意去爱祂。如果一个基督徒从事生物学研究而理所当然地认为唯物进化论及其背后的自然主义是正确的,却罔顾创世纪第一章中上帝在创造过程中的超自然作为,他又怎能得上帝的喜悦呢?最起码他应该像神导进化论者一样经过详细的圣经研究而做出合乎理性和良心指引的选择。那么究竟一个基督徒如何在科研中荣耀上帝呢?我在之前的一篇博文中已经讨论过一些与信仰一致的科研方法,在这里我想提出一个范式来讨论基督教科学的内容。这个范式就是“道”的科学,这种基督教科学是“本于道,依靠道,归于道”,这与圣经中所说的万物都是“本于祂,倚靠祂并归于祂”是一致的。 https://i0.wp.com/www.pewforum.org/files/2012/07/biblescience.jpg 这种基督教科学的设想是受创世记第一章的启发。上帝在六日内阶段性地创造出天地海和其中的万物。姑且不论这里的“日”是一段很长的时间还是24小时,我们可以肯定地是上帝借他的话语阶段性地创造了这个世界。那么我们可以肯定的是,在无神论或者自然主义的封闭式的科学体系中是不可能真正解决起源问题的,这些问题包括宇宙的起源,银河系和太阳系的起源,地球的起源,生命的起源以及人的起源。有很多基督徒认为基督徒不应该去研究起源问题,因为那是神迹,是我们用科学方法无法研究的。他們人为基督徒只能研究实验科学,比如传统的电磁学,力学等。但是这种将实验科学于起源科学截然分开的说法是肤浅的。比如在病毒学研究中,我们需要知道病毒的起源和传播途径才能有效地研究出解决办法。如果我们不去追究起源问题,我们也无法真正找到突破口。同样地,如果我们对地球起源一无所知,而只是把化石当成一堆死了的动物遗体而不去追究其原因,最终我们也无法理解现在地球的气候问题和物种灭绝问题。而上帝给亚当,也就是给人类的一个首要使命就是去治理万物。如果我们不懂这个世界是如何产生的,又怎能明白该如何管理它呢? https://i0.wp.com/asa3.org/zine/wp-content/uploads/2011/01/originoflife2.jpg 但是在研究起源问题的过程中,我们势必考虑到上帝的话语。也就是说,在自然主义的封闭体系中不可能解决起源问题,因为他們没有考虑超自然的因素。有人说,科学只讨论自然的问题,不讨论超自然的问题,这确实是很多科学研究的理论前提。不过,我们也当注意到现在的地外生命的搜索就已经超出了这个前提。在我看来研究超自然的信号在自然界中的遗迹和研究外星人在地外行星乃至地球上产生的信号并没有本质区别。理论上,我们可以认为上帝就是一个外星人,只是这个外星人的智慧和能力远远超越我们。 https://i0.wp.com/img2-1.timeinc.net/people/i/2014/sandbox/news/140609/et-600x450.jpg 那么问题是我们该如何进行这道的研究呢?我提出一个6阶段创世模型,这六个阶段是:宇宙创生,银河系形成,太阳系形成,地球系统的形成,第一个生命的产生,人类的出现。这六个阶段大致地与上帝六日创造相对应。上帝在每个阶段中输入了不同程度的信息,进而产生了我们所观测到的宇宙-银河系-太阳系-地球-生命-人类的层级结构。上帝通过量子系统输入信息,进而通过系统的“相变”放大这些信息并产生各个系统的结构。各个系统的演化并其与环境的互动都在上帝的护理中,这种护理可以通过自然定律进行研究乃至反演。但是各个系统的初始阶段不能由上一级系统的状态完全决定。 https://i0.wp.com/new.huji.ac.il/files/fcc920070e411ff81e2a1142181ce54b/styles/half-page-image-short/public/field/image/qua_1.jpeg 在我看来,宇宙早期微波背景辐射,银河系的结构,太阳系的结构以及DNA, RNA所蕴含的信息都是上帝所输入信息的外在表现。这只是一个非常粗略的设想,目的是为了激发更多基督徒科学家去思考这些问题。

说有就有,命立就立

和大多数古代神话不同的是,圣经的创造故事里面只有一位神,而这个独一神是从无创造出有(ex nihilo)的神。除了创世纪第一章,在圣经中其他经文中我们也可以看到对这ex nihino的创造的记载:

亚伯拉罕所信的,是那叫死人复活,使无变为有的上帝。 (罗马书4章17节)

另外一个独特之处,在我看来是上帝用祂的话语创造了宇宙万物而非其他神话中广泛使用的神与神之间的媾和,这也是Sproul B.C.(司布尔)的观点。虽然其他神话中也有用话语创造的例子(Shaw, I., and Nicholson, P., The British Museum: Dictionary of Ancient Egypt (London, 2003), p.284),但是没有一个神话是独一的上帝用祂的话语从无(即没有任何物质或能量)创造出有(物质或者能量,包括定律)。我们在其他神话中或多或少都可以找到圣经创造故事的某些影子,就如中国的女娲造人故事等,但是没有一个故事具有圣经创造故事中所有这些关键的独特性。而这种独特性对于我们理解上帝的两种启示:普遍启示和自然启示是至关重要的。

上帝的成文的特殊启示是用圣经的形式传递的,而肉身的特殊启示是透过基督显明的,这肉身的基督又是上帝创造宇宙的话语,所以自然启示并非只具有物质的实体,它还具有上帝话语的某些特点。正如诗篇19篇2节所言,“这日到那日发出言语,这夜到那夜传出知识”。这些言语和知识不仅仅只是科学研究所发现的这些定律,而且还彰显了上帝的永能和神性,以至于让人无可推诿。虽然科学研究的目的常常不是为了寻找意义,但是那些不信的科学家也在运用上帝给他们的能力去发现那些隐藏在万物背后的奥秘。而常常我们会再这些发现背后找到话语,以及这话语所承载的意义。

一个很有名的发现就是DNA双螺旋结构,只有特定类型的碱基才能配对,而不同的序列可以表达成不同的蛋白质,不同蛋白质的组合可以形成不同的器官,最终表达出一个物种出来。在这整个表达当中,DNA只是一个载体,而DNA序列才是信息。所以,生物体并非只是蛋白质的堆积(如某些还原论所言),而是信息的表达。正如我现在所使用的windows系统,它虽然是承载于我的笔记本电脑这个硬件之上的,但是更重要的乃是它是由一个具有高度组织性和目的性的程序员团队创造出来的一个信息系统。这个信息系统不是封闭的,而是开放的,它可以根据我的指令执行操作。同样,上帝的创造不仅是物质性的,更是信息的,言语的,而且这言语是透过物质表达的,不是分开的。也许有人说这信息是自然涌现出来的,就像我们观察云朵的时候也会偶尔发现一些有意思的形状,就像某些动物或者符号。但是,我们在基因世界里看到的不仅是或是或非的符号,而是一系列存于不同染色体中的DNA分子的有机并且精确的表达。这就好比计算机程序,如果出现一个小错误,或者各个部分不能按次序彼此协作运行都会出现bug,甚至死机。但是我们发现新生儿的健康出生在任何时代都是再平常不过的事情了。我在这里并非要支持“智慧设计论”的方法,但我支持他们的结论,那就是这个宇宙乃是由上帝用言语从无中创造出来的。这也是人类基因组首席科学家Francis S. Collins在他的“The Language of God”中所讲的。

那么,上帝除了用言语创造生物物种,祂还用言语创造了非生命的存在,那么这些物理的存在是否也具有某种信息呢。在我看来物理世界的信息也是很丰富的,但是这些信息需要某些复杂的手段才能呈现出来。一个很有名的信息就是宇宙学里面的里程碑式的发现:宇宙微波背景辐射(CMB)。如果你Google一下就会了解这张图的重要含义,它是由宇宙诞生后大概38万年光子(它让我们可以看见)和重子物质(它组成我们所看见的东西)脱偶后所遗留下来的辐射(或者光子;就是我们的单反相机拍照所收集的光子一样,但是波长更长,因为温度更低)。

File:WMAP image of the CMB anisotropy.jpg

这张图包含了许多信息,这些光子的角向分布告诉我们一些关键的宇宙学常数,比如宇宙年龄,宇宙中物质,暗物质,暗能量的密度乃至最近比较火的引力波的存在等。正如DNA分子的发现一样,这张图也是宇宙学乃至整个物理学的里程碑式的乃至偶像式的标志性信息图。我们为什么要研究它呢,因为它里面有信息。这信息不是我们赋予的,乃是上帝赋予的,而且上帝给我们能力去发现。所以这张图的发现对那些不信的科学家而言并非什么好事,因为上帝在审判的时候会用他们每天所膜拜的画作来质问他们为什么不信画的作者。耶稣再来若真的有这样的责问也并非意外,因为正是这张图告诉我们这个宇宙是一个精细调节的宇宙。也就是说,这张图不只是像我们看天上的云一样可以随意变换的,而是像DNA分子的表达一样差之毫厘谬以千里。如果改变这张图一点点,比如1亿亿分子一,以至于暗能量或者宇宙学常数改变这个量级,那么宇宙要么膨胀太快要么坍缩,星系将无法形成,我们也就无法欣赏这美丽画作了。虽然暴涨宇宙学模型通过所谓的标量场相变等等理论涂抹了某些精细调节常数,但是却引入了宇宙学常数这个更可怕的精细调节常数。不仅如此,这张图的表达也是至关重要的,这图中的有的地方亮有的地方暗意味着某些地方密度高某些地方密度低,而这些密度高的地方通过引力作用就不断坍缩最后形成星系,星系与星系并和产生如今我们所看到的星系。这些星系里面的恒星不断形成,恒星的死亡不断产生新的元素,最终形成了适合我们生存的地球。当然,要形成适合人类生存的地球并非宇宙学常数的精细调节可以做到。因为生命体的存在需要极其苛刻的条件,比如温度(日地距离),潮汐力(月亮的距离和大小适中),季节变化(地球自转轴的角度),冰河周期(地球长周期轨道变化)以及对星际环境的要求,比如太阳不能在星团里,不能有太多的小行星和彗星撞击,但也不能太少,不能接近银心,不能靠近分子云,不能在谐振带内等。总而言之,宇宙学里面的这张图和生物学里的那张图一样重要,无论是它的设计,还是它的表达都关乎到你我的性命。而在上帝的护理下,你我可以享受美好的生命,并且可以去认识祂,这真是不可思议。

最后,我还想介绍一张图,这张图可能并不为许多人所知,但是也是非常重要的,而且也是关乎我们的生死存亡,这张图也是我现在的研究课题。我要介绍的其实是一系列的周期性或者半周期性的曲线,这些曲线与曲线之间常常会有某种联系,但是这种联系又是随时间变化的。还是别卖关子了,我说的就是地球上300万年来的气候变迁。

上面这张图记录了地球轨道参数的变化(曲线1-4)所引起的地球日照的变化(曲线5)以及所产生的气候变化(最后两条曲线)。如果你仔细观察就可发现上面这张图中曲线5和后两条观测到的数据有一定的关联,也就是所地球的长周期轨道变化(如十万年)引起了气候的长周期变化。但是有时你会发现日照最大值会落后温度最大值,而且在100万年之前,气候变化以4万年周期为主,而到了100万年以后,气候变迁以10万年周期为主,而且全球气候平均而言在不断降低(不包括最近百年来的认为的气候变暖)。不仅如此,这些周期性的变化在270万年以前是没有的,只有270万年以后才有这样的周期性变化。这些周期性变化不仅出现在全球温度当中,也出现在地磁强度,宇宙线强度和二氧化碳丰度当中。虽然,现在的理论还是以地球长周期轨道的变迁来解释气候变迁,但是不可否认的是其他因素,比如宇宙线,陨石撞击,火山爆发也对气候有一定影响。例如6亿5千万年之前的恐龙灭绝已经定论为小行星或者彗星撞击。所以地球不是一个封闭系统,特别在考虑长期演化的时候。那么这些和上帝的话语有什么关系呢?我觉得大有关系。我们看到由不同的同位素或者生物沉淀物记录的曲线都有各自不同的频率,而且这些频率随时间而变。受造物生存的系统可以被视为四个系统的共同协同作用,地理系统(包括洋流,冰川,火山等),生态系统,气候系统(包括降雨,季风,温度等)以及地外系统(包括太阳活动,小行星,彗星,其他行星等)。在这些系统的协同作用下产生的冰河期和间冰期以及不同的周期,而这些时期对人类的生存是很重要的。如果没有小行星毁灭恐龙,人类及弱小哺乳动物将无法生存;如果没有冰河时期,可能某些生物不能灭绝(上帝很可能用自然的手段来毁灭某些物种),以至于不能生成新的物种,也有可能冰期的存在可以让地球的石油和煤炭储量增加来供应现代人类的需要,当然也许上帝有其他意图。在我看来,以上这些系统的相互协调,相互影响,就像不同的乐器的相互协作才产生了交响乐,同样这些系统的协作产生了气候和物种变迁,并且为人类预备了最合适的气候,生态和地理环境。

当我以圣经的世界观来观看这个世界的时候,我真地看到它的美,我也越来越享受在这样的科研当中,因为我知道我在解密上帝的语言。在我看来,物理定律,生物的机理和地球系统的变迁都是信息,这些信息承载于实体当中,为要传递知识和言语,并且目的是为了颂赞上帝的智慧和荣耀,并服务于人类的福祉。

基督教天文学课程设想

在这个科学被自然主义绑架的时代,基督徒们有一种使命去拯救科学,那就是重新将科学放在上帝设立的本位上。科学就其本质而言应该是本着荣耀上帝的心态去追求上帝启示的客观真理,并把这客观真理和上帝所启示的救赎真理有机地联系起来。我们生活在上帝的启示当中,要么是有形的启示,要么是无形的启示,而科学乃是人对上帝有形启示的回应。所以,罪人也可以利用上帝所赐的创造力认识上帝所创造的世界,就像不信者所产生的艺术一样反应了部分真理,值得我们去欣赏。在我看来,基督徒科研工作者和科学教师的任务乃是以基督徒的世界观去解释并推进科学。耶稣基督教导我们要尽心、尽性、尽意、尽力爱主你的神,也就是说 不仅是教导我们有正确的工作精神,而且要有正确的工作内容。如果一个敬虔的基督徒做的科研是以无神论为前提的,他就并没有尽意荣耀神。既然科学是为了荣耀神,我们就要以基督徒的世界观为前提去教导并研究科学。正如彼得后书所言,“     有 了 信 心 , 又 要 加 上 德 行 。 有 了 德 行 , 又 要 加 上 知 识 。 有 了 知 识 , 又 要 加 上 节 制 。 有 了 节 制 , 又 要 加 上 忍 耐 。 有 了 忍 耐 , 又 要 加 上 虔 敬 。 有 了 虔 敬 , 又 要 加 上 爱 弟 兄 的 心 。 有 了 爱 弟 兄 的 心 , 又 要 加 上 爱 众 人 的 心 ……”这样看来,基督徒科学教师和科研工作者应该首先有对基督教传统信仰的认信(信心),并且要良好的行为可以作为学生的榜样(德行),除此以外,还要有正确的对上帝启示的认识或者所谓的科学素养(知识)等等。总而言之,要让学生有正确的世界观,教师必须自己首先有正确的世界观及相应的行为。而科学教育只是这整个世界观当中的一个环节。

在当下,基督徒的生命常常脱节,就是理性思考和行为方式的脱节,工作与生活的脱节。而且在如今教会当中,有一种对科学敬而远之的态度,这种态度加剧了基督徒远离学术职业的倾向。这也导致科学界基督徒寥寥无几,而敢于发生声讨自然主义者更是少之又少的境地。基于以上两种考虑,基督徒的科学教育是当务之急。不仅在于沟通信仰和科学的隔阂,更在于给每一个信徒一个整全的世界观。那么,基督徒老师除了德行之外,还要具有什么样的科学素养呢?在我看来,首先是需要有一种通过科学教育敬拜上帝的心态。因为老师所教导的不仅是客观知识,而且是爱我们的上帝所启示的,是荣耀祂自己的知识,所以基督徒老师需要对科学所发现的每一个真理有一种热爱,因为热爱真理就是热爱启示真理的上帝。另外,基督徒老师所教导的是一个个上帝所创造的灵魂,而这些灵魂可以透过老师所传授的在基督徒世界观框架下的知识来更好地认识神,这本身就是非常神圣的工作,所以,可以视为仅次于牧师的非常值得追求的工作。然后,教授科学的老师需要具整全的基督教正统世界观,也就是说学生所问的无论什么问题都可以在这一整套世界观当中得到适当 的回应。比如,学生问宇宙是如何产生的,老师不仅要回答大爆炸宇宙假说,还要让学生知道上帝为什么创造宇宙,以及人应该如何回应这样的创造。最后,基督徒老师必须具备专业的科学背景知识,包括对邻近学科的了解。这位老师必须自己有严格的科研素养,有实事求是的态度。这位老师也需要有广泛的阅读,可以将科学知识和日常生活联系起来,激发学生的兴趣。

作为一个研究天文热爱天文的基督徒,我就以天文作为了一个案例来研究如何更好地教导学生基督教天文学。之所以选择天文作为案例,是因为天文是一门非常具有实践性并且可以激发学生兴趣的科学。学生既可以在长大后成为一个天文爱好者,也可以进入科研领域,进一步研究天文。而且,天文让人可以非常直面上帝的创造,让人产生对上帝永能和神性的直观认识。所以,天文比其他学科更易于让人对上帝产生敬畏。基于中国基督徒有一种普遍要办基督教学校的倾向,我在这里就简单探讨一下基督教天文学的教学课程。这个课程是为基督教家庭学校或者基督教小学,中学设计的,目的不仅是教授相应的知识,而且是培养一批能够以基督教整全的世界观来回应将来世俗思想利用科学对信仰的质疑。所以,在这样的课程熏陶下的学生长大后应该普遍具有一种护教意识。这个课程包括小学4-6年级,初中三年和高中三年的天文授课大纲,仅供参考和探讨。

小学四到六年级

四年级课程

主题:认识星座

目的:让学生认识到星空和聖經的关系,并且将认识星空与认识聖經理的圣约联系起来

内容:根据 E. W. Bullinger的“The Witness of The Stars”和E. Walter Maunder的“The Astronomy of the Bible”所描述的星座和聖經故事的关系,让学生认识星座中这些记号是如何描述聖經中的圣约的。

方法:对全天88个星座中有关聖經的星座有个介绍,并介绍星座的简单来历。然后,将学生带到野外进行对星座的辩认并让学生回顾相应的聖經经文。这个过程需要指星笔和简单的星图。

参考书籍:“The Witness of The Stars”by E. W. Bullinger 和 “The Astronomy of the Bible” by E. Walter Maunder

课时:每周一课,一学年一共40个课时。每周平均四个星座,  并且隔周进行野外观测。

考试方式:在野外进行,让每个学生指出与聖經相关的一个星座(由老师指定),并讲述相关的聖經故事。

五年级课程

主题:认识太阳系

目的:让学生认识太阳,月亮,地球和其他六个行星的基本知识,并对上帝所创造的地球的独特性有所了解,并明白上帝给人的恩典。

内容:教导创世记中上帝创造太阳和月亮的目的,以及地球在太阳系中的独特性。介绍阳历和阴历的区别,观测太阳黑子以及其他行星的位相,视运动等。

方法:最好有一个模型来描述太阳,月亮和地球的运动关系,并描述日食和月食的发生过程。结合创世记第一章,对阳历和阴历有所阐释。在野外,介绍基本的望远镜操作,并由老师指导学生对太阳黑子和行星进行观测。

参考书籍:”Why the universe is the way it is”  by Hugh Ross及RTB的网站

课时:每周一课,一学年一共40个课时。每周一颗星,  并且在之后的一周对该星进行野外观测。

考试方式:在室内,让学生描述阴历,阳历的区别,及其和上帝创造太阳和月亮的目的有什么样的联系; 在野外,让学生对指定的行星用手动的望远镜进行观测,并指出位相或者土星环等特征。

六年级课程

主题:使用望远镜

目的:让学生学会使用并制作望远镜,学会找星,并了解不同望远镜的区别以及天文望远镜的发明者加利略的信仰,让学生对科学与信仰之争有一个初步的了解,并明白真科学和真信仰的统一性。

内容:天文望远镜的简单历史,折射,反射和折反的区别以及优劣,伽利略与天主教会的争论以及加利略对科学和信仰的看法,结合以上两学年的背景知识以及对地球自转和天球坐标的简单了解,用望远镜找到指定星座中的指定恒星。

方法:参考《伽利略的女儿:科学、信仰和爱的历史回忆》和《自伽利略之后:圣经与科学之纠葛》介绍伽利略的信仰。用赤道仪对极轴,用经纬盘和寻星镜找星,手动跟踪天体进行观测,并作简单的观测记录。收集制作望远镜的材料,在老师指导下进行望远镜制作。

参考书籍:《伽利略的女儿:科学、信仰和爱的历史回忆》,《自伽利略之后:圣经与科学之纠葛》

课时:每周一课,一学年一共40个课时。1-5周,介绍望远镜及其历史。6-10周,在野外教授用望远镜寻星。11-15周,介绍伽利略和祂的信仰。16-20,进一步介绍并使用有单轴和双轴跟踪的赤道仪并寻星。21-30周,自己制作一个小型望远镜,不带跟踪。30-40周,用这个望远镜进行手动寻星。

考试方式:室内,回答作为一个基督徒如何回应不信者提出的教会对伽利略逼迫以及教会反科学的问题;  野外,用自己制作的望远镜找星并比较望远镜的优劣。

初一课程

主题:认识其他恒星

目的:认识太阳系的独特性,以及地外行星和地球的区别,了解上帝创造太阳系的美意。

内容:1. 太阳的星等,类型,地球在太阳系中得位置独特性,其他行星对地球的保护,月球对地球的作用,太阳系元素的独特性,太阳系中小行星和彗星的作用,水的产生,太阳周围的星际环境如宇宙线等。2. 其他恒星的类型,及其周围产生可居住星球的可能性,地外行星的类型和可居住性。

方法:观测不同恒星的颜色,确定不同恒星的类型,观测太阳颜色,确定太阳类型。介绍地外行星的观测方法,尝试观测地外行星,利用网络资源介绍行星大气及元素丰度的测量等。观测方法:用望远镜手动观测不同的恒星亮度和颜色,有条件可以画一下赫罗图。由老师指导学生用自动望远镜对各类恒星,变星,超新星遗迹(如蟹状星云)以及各种星团和星云进行拍照,形成一幅完整的Messier星图。

参考书籍:”Why the universe is the way it is”  by Hugh Ross

课时:共40课时,理论和观测交替。

考试:室内:描述太阳的独特性;室外:观测一个球状星团,描述其中的各类恒星。

初二课程

主题:认识银河系

目的:了解银河系的独特性,知道地球在银河系中的位置对地球生命和人类文明进程的重要性以及上帝创造星系的目的。

内容:1 星系的分类,星系的演化,星系群和星系团的形成,简单宇宙学,活动星系核以及类星体的简明介绍。2.本星系群,银河系的位置,仙女星系和银河系的关系,银河系的独特性。3.观测银河系的盘面,仙女星系和大小麦哲伦星云以及一些著名的星系。

方法:以理论为主,观测为辅,介绍太阳在银河系中的位置,银河系在不同的神话中的描述,银河系在上帝创造次序中的重要性。太阳位置对天文观测的有利位置,太阳碰撞其他天体的可能性,太阳系遭受宇宙线辐射的强度。观测部分以老是带领学生为主,可以对银河系进行天文摄影,对某些天区重点摄影,比如尘埃或者星系核心等。对仙女星系和大小麦哲伦云摄影,对其他本性系群天体摄影,观测其中的新星以及和银河系不同的部分。

参考书籍:”Why the universe is the way it is”  by Hugh Ross

课时:共40课时,理论和观测交替。

考试方式:室内:说明银河系的独特性; 室外:观测并拍摄仙女星系并进行简单图像处理。

Portrait of Galileo

初三课程

主题:信仰与科学的历史

目的:让学生详细知道与天文相关的信仰与科学的争论,并提出解决方案。对 东西方天文学发展差异有所了解,并且学会使用古天文仪器观测天空,制定历法。

内容:哥白尼的理论和教会的反对,布鲁诺的理论和信仰问题,牛顿的信仰,开普勒的信仰以及拉普拉斯的無神論思想,介绍机械宇宙观和自然神论以及著名的“钟表匠”理论。了解浑天仪,日晷,漏壶,圭表,天体仪以及中國的天文学。并对李约瑟 问题进行解答。

方法:描述科学家的信仰及其偏差,以及该信仰在他们科研中的体现,并且介绍此种科学思想所产生的影响。将拉普拉斯的机械唯物主义和自然神论进行比较,并提出基于聖經的批判。介绍中西科学的差异,解释为何基督教信仰是生发现代科学的温床。带学生参观北京或者南京的古观象台,购买或者制作简单的古天文仪器进行观测,了解历法的制定。

课时:每两周理论和实践交替进行。

参考书籍:《科学的灵魂》,《中國科学技术史:天文卷》。

考试方式:室内:回答现代科学为何起源于西方基督教国家; 野外:用日晷观测太阳视运动并计时。

 

高一课程

主题:创世记

目的:明白上帝创世的目的,知道各种关于创世记前几章的解释并做出合理的判断。

内容:介绍关于创世记的各种解释,比如婴儿语言理论,24小时每天,诗体说等等。同时简单介绍古老地球论,年轻地球论和神导进化论有所了解。系统介绍天球坐标系,学会用自动赤道仪跟踪天体并进行天文摄影。

方法:利用RTB的网上”Creation and the Bible”课程进行对创始记的讲解和对不同理论的介绍。同时让学生学会基本的天文摄影,明白天体的不同测距和测龄的方法,比如三角视差,造父变星,球状星团等。有机会可以参观当地研究所对同位素测龄和地球岩石年龄有进一步了解。

参考书籍:“Science and Faith” by John Collins, “Three views of creation and faith” by Nelson, Newman and Van Till.

考试方式:室内:让学生回答如何回应有神导进化论倾向的基督徒的看法,从科学和神学方面回答。室外:选择一种测距方法,让学生借用基本的自动望远镜对相关天体进行测距或者测龄。

 

高二课程

主题:精细调节

目的:明白上帝所创造的宇宙的精妙以及对人类的意义,以及人如何回应上帝的恩典。

内容:明白基本的宇宙学精细常数及其意义,结合前面的课程了解上帝在各种宇宙学尺度(宇宙大尺度,星系团,星系,太阳系,地月系)进行的精心护理。观测宇宙大尺度结构,进行基本的巡天,验证宇宙学原理,明白暗物质,暗能量对宇宙演化的重要意义,了解CMB的原理和验证宇宙模型的重要意义。

方法:通过从宇宙到地球的不同尺度的精细调节的介绍明白上帝是如何地看顾人类。通过观测超星系遗迹介绍哈勃常数的测量,有条件可以用光谱仪进行不同星系的红移测量,可以自己进行基本巡天或者利用SDSS的数据对宇宙学原理进行验证,利用实验室的射电望远镜或者其他机构的望远镜,测量微波背景谱(只需测到大概的黑体谱温度即可)。

参考书籍:“Just six number” by Martin Rees, “Why the universe is the way it is” by Hugh Ross

考试方式: 室内:详细说明一种精细调节的参数或者结构或者历史; 室外:有条件的可以去天文台测量星系红移,没条件的可以分析SDSS或者CMB的数据验证宇宙学原理。

 

高三课程

主题:科学护教学

目的:了解不同的护教学,学会用假设检验的方法结合前设派和证据派的优势利用科学证据进行护教。

内容:介绍前设护教学,证据护教,假设检验,统计方法,贝叶斯分析及其圣经根据,人择原理,智慧设计,创造论模型。用计算机编程实现用精细调节的科学证据进行对多元宇宙和创造论模型的假设检验。

方法:用贝叶斯分析节后前设派和证据派的观点利用精细调节进行护教。步骤:1.处理科学证据,精细调节常数的类别和精度; 2. 提出不同的模型,包括人择原理,多元宇宙和创造论。 3. 对不同的模型用贝叶斯的方法进行检验。4 测试不同模型对模型参数范围的敏感度。5 做出合理的结论。

参考书籍:”More than a theory” by Hugh Ross, “Science and Evidence for Design in the Universe” by William A. Dembski, Michael J. Behe and Stephen C. Meyer, “An Essay towards solving a Problem in the Doctrine of Chances” by  Thomas Bayes; “The Mathematics of Changing Your Mind” by Sharon Bertsch McGrayne. 本人拙文《本于信以致于信的哲学原理》。

考试方式:室内:详细说明贝叶斯方法如何结合前设派和证据派; 室外:编程实现用精细调节常数检验多元宇宙和创造论模型。

 

aiming-telescope

护教自愿者实习:

主题: 利用天文野外观测进行护教实践

目的:学会以天文观测的方式帮助基督徒建立对上帝两种启示的关系的认识,并接着天文观测通过介绍宇宙学,银河系,太阳系,地球的精细调节传福音。

内容:讲解信仰和科学的关系,比如澄清历史上所谓教会迫害哥白尼,伽利略的理论,观测某些星系,恒星和太阳系内行星。介绍这些天体和银河系,太阳系的区别并介绍我们所在星球的独特性。

方法:接着伽利略和哥白尼入手,讲解科学和信仰的关系。观测仙女星系和银河系,介绍银河系的独特性; 观测某些拥有已知地外行星的恒星系统,说明太阳系的独特性;观测太阳系内行星,说明地球的独特性;观测月亮,说明月亮的独特性。进一步讲解宇宙的存在和人的生命的意义和目的,并讲解上帝的拯救和审判。这个过程需要一些望远镜,志愿者拥有具有天体摄影功能的自动望远镜,口径在200mm左右,参与者需要一些手动或半自动的望远镜,口径在100mm左右。

考试方法:室外:实地按照教课方式向非基督徒或者基督徒进行讲解和演示。

我对以上这些课程的设计非常宽泛,具体的方案需要进一步研究。但是,这个课程设计只是提供一个平台或者样板以供日益兴起的教会学校参考如何进行基督教科学教育,并培养将来的科学护教志愿者。其他学科也可以有同样类似的课程设计,比如物理可以将设计电路版作为实践,并结合物理与信仰的关系进行课程设计;生物可以以观察动物,植物以及生物学与信仰的关系进行课程设计。总之,我们可以借着这些课程让下一代和我们一起通过自然和圣经认识上帝的永能和神性,并通过圣经明白得救的道理。

“签放在怀里,定事由耶和华”的统计学含义

在圣经箴言书16:33节,有这样的一节经文,“签在怀中,定事由耶和华”。这节经文的上下文都是教导言行的,而这句话看似与上下文没什么联系。不过,看第一节,“心中的谋算在乎人,舌头的应对由于耶和华”;第二节,“人一切所行的在自己眼中看为清洁,唯有耶和华衡量人心”; 第九节,“人心筹算自己的道路,唯耶和华指引他的脚步”。这些经文和33节形成互补和对应,也给其他经文勾画了一个框架。也就是说,人要行善止恶的前提并不在于眼前的利益,而在于上帝永恒中的旨意,在于上帝的主权。人似乎是凭己意为自己捞得好处,但是唯有上帝主宰一切,祂也监察人的良心。也就是说,基督徒行善的动机和智慧乃在于相信耶和华主权的护理。这样,成圣和信心联系了起来,若一个人总是信心软弱,总是生命不长进,很可能是祂不信上帝护理的主权。这往往和我们想象的不一样,我们常常认为人没有信心需要祷告求圣灵帮助,但是圣灵却是靠圣道在人心里面工作的。那么关键在于找到那个软弱的基督徒对哪些真理没有信心,然后对症下药。我越来越发现人所信的,决定了他如何生活,这对于不信主的人也同样适用。哪怕对于基督徒,他生命的问题肯定是某些真理认识不清楚造成的。这也就验证了改革宗为何如此强调讲道的原因,因为信心唯有抓住真理才能活出真正的生命。言归正传,那么这个“签放在怀中,定事由耶和华”与统计学有什么联系呢?我认为是大有联系。

首先,这句话所讲的是一个人要行善的动机问题。既然对上帝主权护理的信心如此重要,那么我们就更应该重视这句话到底在讲什么,表明这句话并不是圣灵随意放在圣经里面的。那么,这句话包含的意义必定涉及到一个人的世界观的问题。既然是世界观的问题,那么很有可能也正如“本于信以致于信”的经文一样,是一种方法论的问题。我们常常看到这样的经文,如“并且被造的没有一样在他面前不显然的,原来万物在那与我们有关系的主眼前,都是赤露敞开的”。我常常思想这样的经文到底意味着什么,现在看来和这节经文一样,都显明了上帝对人心的监察。那么既然人的心思和意念似乎有很大的偶然性,为什么上帝以确定性的口吻来描述祂的预定?“签放在怀中,定事由耶和华”,这句话不正表明在这个看似无序的自发的偶然的随机的世界背后有一个主宰一切决定一切的造物主吗?正如马丁路德曾说,上帝是隐藏的上帝,因为祂的旨意何其难寻,祂的脚踪无人知道。这也让我想到了爱因斯坦的“上帝不掷色子”的问题,爱因斯坦认为量子力学的不确定性原理背后一定有决定性的隐变量存在。虽然爱因斯坦的上帝并非圣经中的上帝,但是我们也可以借用他的话来说明上帝是统计背后的主宰,上帝才是那个真正的隐变量。无论是宇宙中的精细调节问题,还是生物起源问题,归根到底乃是上帝在随机性中做决定性的创造和护理的问题。既然人的问题和自然的问题都源自于同一个问题,那么这个问题就很有趣了,而且很严肃。

然后,我要谈谈我对统计学中的outlier的看法。为什么会有outlier呢?因为我们在一大堆数据中,找到大多数数据都符合一种分布,无论是高斯分布还是伽玛分布,但是只有一两个点不符合这种分布,那么我们就定义其为outlier。也就是说,这种outlier是在这个我们采取了某个分布或者模型之后所预言的世界中发生的几率非常小的一种事件。而科学尽量避免去阐释outlier,因为科学所需要的是一个框架或者模型,也就是我所说的那个把大多数数据点都能够拟合得很好的分布或者函数。那么在这样一种科学框架下,人们要么忽略outlier,要么重建一个框架,把outlier也纳入到他们的模型当中。在我看来,暗物质和暗能量的产生就是为了解释这样的一种outlier,而且看起来解释得很成功。而且这些outlier随着观测的深入和发展已经不再是outlier了,比如有越来越多的旋转曲线的异常,越来越多的引力透镜星系的质光比异常,越来越多的星系团动力学异常等。但是关键问题是这些新引进的参数和变量(两暗一黑)并没有能够恰如其分地融入到原有的体系当中,反而有一种要推翻原有统一模型的趋势。即便如此,这种outlier还是比较容易对付的,但是还有一种outlier是比较难以对付的,那就是宇宙学里面的精细调节问题。因为这个问题是模型本身的问题,也就是说物理学统一模型当中有很多参数必须很精细地进行调节,才能产生我们所在的宇宙,或者是适合人类居住的宇宙。论述宇宙学精细调节比较有名的是Martin Rees的“Just Six numbers”。他认为以下六个无单位常数需要及其精细地调节才可能才生现在的宇宙:引力强度和电磁力强度的比值,强力的强度,引力强度和宇宙中膨胀力的强度,宇宙学常数,把一个星系解体所需的能量和该星系的静止质量所包含的能量的比值,还有时空中空间的维度。而这些常数是彼此独立的,也就是说必须所有常数得到精细地调节,才能产生一个适合人类以及任何智能生物居住的宇宙。如果我们把所有的常数看作是随机产生的,那么产生如此精细常数的概率极其低,远远低于在宇宙中所有行星中随意挑选一颗行星并刚好选到地球的概率。这个精细调节的问题为什么是一个outlier的问题呢?因为很多科学家所信奉的自然主义假设不允许存在一个精细调节的常数,因为要得到如此精细的常数,必须有一个无限智慧的存在。在自然主义的框架下,物理学的基本常数应该是随机分布的,而且产生一个适合人类居住的宇宙应该是几率不太小的。也就是说他们的模型无法解释一个几率几乎为零的宇宙的存在,于是就产生了人择原理,多重宇宙还有膜宇宙等种种猜想。这些猜想的本质要么是把这种情况归结与一种偶然,也就是说刚好被我们碰到了;要么是设想有无限多个宇宙,我们刚好在一个比较适合居住的宇宙当中。在我看来,这些理论完全成了智力游戏,完全缺乏观测事实,至少现在我们很难看到比CMB更早的宇宙图像。不过这一切在我看来只是把科学家们奉为圭臬的自然主义假设一并抛弃了,因为他们设想一个我们所能观测的宇宙之外的宇宙来弥补理论的缺陷,这和神话并无本质区别。那么这样一个outlier就其本质而言,在自然主义的假设下,却是就是一个极致的outlier,而且由这个outlier衍生出来的模型就其本质也是自然主义假设的outlier。不过,“签放在怀中,定事由耶和华”告诉我们,就算我们拋一亿次硬币全为正面也不算outlier,因为那是由全能的上帝所决定的。

最后,我想谈谈进化论当中的生物进化的概率问题。已经有很多人讨论过物种进化的概率问题,其中最有名的是对寒武纪生物大爆炸的讨论。寒武纪大爆炸出现在公元前542百万年前,在20百万年中产生了基本上现在所有的生物门,进化速度是一般进化速度(不知道这种速度是模型预测还是根据化石拟合出来的)的十倍。首先暂且不论宏观进化论是否正确,那么在极短的事件里产生十倍的进化本身就是一个进化论模型的outlier,否则也不会称其为生物学里的大爆炸了。还有一个问题就是第一个生物大分子的产生,就如RNA或者蛋白质或者DNA。而这些大分子的产生哪怕在现在的实验室中尚且不能事先,更不要说在早期地球恶劣的大气和地理环境当中。当然生物起源说有很多中假说解释第一个生物大分子的起源,但是这些理论大多假定了早期地球有比现代实验室更加精细调节的环境来实现我们在实验室中尚且不能实现的化学过程,其中著名的算是米勒-尤里实验。这样看来物种起源的问题和宇宙学精细调节问题是同一个问题,那就是说人们无法把这些精细调节的参数纳入到自然主义的或者唯物论的工作假设当中。也就是说唯物主义者们自己的模型无法解释这些outlier,于是就有了多重宇宙或者地外可居住行星的假说。

“签放在怀中,定事由耶和华”就是上帝作为的方式,outlier也只有在上帝模型中才能得到解释。因为这个宇宙并不是自足的,我们不可能在宇宙和自己的理性中找到所有的答案,否则,人们就不必有信仰了。这正是“本于信以致于信”的方法论所预言的,本于正确的信仰会不断加深正确的信仰,本于错误的信仰只能得到不自洽的结果。对于这个宇宙和自己的认识本于对在这个宇宙和自我之外的不可见的世界的信心,这正是人为什么需要信仰以及需要什么样的信仰的关键。科学的终极假设绝对不是科学所能证明的,所以科学需要对一个不可见的信念的信心;同样,人每日的生活源于对于某种世界观的信心,而这种世界观是不可见的。对于这个世界观的信心产生了人的生活形态和社会形态。既然上帝是创造outlier的上帝,这也就说明科学不可能在自己封闭的系统中寻找到真理的本体——就是上帝自己。

“本于信以致于信”的哲学原理

在罗马书第1章17节,我们读到如此对信心的描述,“这义是本于信,以致于信”。而对于这句话,释经学家和神学家有很多话要说。正如对于亚当和夏娃偷吃禁果一样,对这样一节聖經的解释可以上升到世界观层面。首先,“本于信以致于信”是前设护教学的本质;其次,“本于信以致于信”是科学研究的方法论。

对 于任何一套自恰的信仰系统,它本身其实不需要证据去证明才可以让人相信。这种信仰系统普遍存在于我们的意识当中,比如我们对于逻辑的信任,我们对物理定律 的信任,我们对于记忆的信任。对逻辑的信任是数学研究的前提,对物理定律的信任是日常生活的前提,对记忆的信任是认知的前提。如果人们不再相信光线延直线 传播,那么人们就无法确定物体的位置;但是光线延直线传播的物理定律只是后来才被人发现并以数学的方式描述的。也就是说,在这个定律以知识的方式形成之 前,人们已经在头脑中本能地把它视为“自然”或者“理所当然”,而这个信仰并没有以数学的方式去证实,但是却时时被人经历着,虽然人不知道它是什么。如果 人们不再相信记忆是可靠的,那么我们就没办法学习历史,也没办法建立知识系统,甚至连生存都成困难。而阿尔文 普兰丁格认为对聖經所启示的上帝的信仰就是这些最基本的信仰系统中的一个。而且这个信仰系统不仅被认为是合理的,而且被一些护教学家如范泰尔等人认为是惟 一正确的世界观。他们所使用的方法论,在我看来,就是“本于信以致于信”的方法,而这个方法常常被冠以“前设护教学”的称号。不过,范泰尔更进一步地说, 人对上帝的顺服和爱有多少,人对上帝的认识就有多少。也就是说,这个“本于信以致于信”的方法论只有真正的基督徒才能掌握。换句话说,方法论和本体论是连 在一起的,信的内容和信的方法是彼此关联的。不信上帝的人其实也是以有神论为前提,所以他们无法贯彻他们的无神论信仰的前提。也就是说,不信上帝的人的世 界观是不自恰的,而大多数人并没有意识到,但是他们在自己的生活中经历到了这种不自恰。想要在这世界上伸张公义,但无神论世界观认为没有绝对“公义”;想 要自己的生命有永恒的价值,但无神论世界观否认任何的灵魂不死之说;想要被爱,但无神论告诉他说这些情感只是进化的幻象……所以一个口称无神的人很有可能 是时时刻刻以有神为前提的。如果要描述得更彻底,那么罗马书第一章18节至末尾就是对人类全然败坏最精辟的诠释。所以,严格来说,这种“本于信以致于信”的方法论只有基督徒才可以掌握,任何的无神论乃至其他异教徒只能以不自恰的方式诠释有神论。

虽 然,无神论者并不真的相信无神,但是他们可以把“本于信以致于信”这个最基本的方法运用到其他方面,比如科学。有的人说科学研究是最中性最没有个人偏见 的,这只是说对了一半。科学研究确实追求这个目标,但是它永远无法实现在科学研究中。首先,科学研究的前提在于这个世界是独立于人类之外而且是可以被认识 的。这个前提并不是那么显而易见的。至少李约瑟就认为中国之所以没有产生现代科学,与儒家和道家当中对自然的哲学观念有关。其次,科学研究必须相信这个物 质世界背后是有规律可循的,也就是说是有智慧在里面的,而且这种智慧是人可以通过理性思维认识的。这种规律也可以被视为中国哲学里面的“天道”。也就说自 然界背后的规律是可以被认识,并且是普适的恒常的。虽然,现代科学也认为自然定律的常数也许是可变的,但这种可变性其实也是一种规律,因为它必须以函数的 形式呈现。这两个基本前提是一切科研工作者所默认的。无论科学理论如何标新立异,也必须以这两个前提为默认的工作假设。既 然这是整个科学研究的工作假设,那么具体到一个个小的领域,这个假设也就是默认的,所以一般不会出现在文献当中。不过,在每个领域都会有一些标准模型之类 的理论,而这些理论一般是有一定的前提的。比如宇宙学的标准模型就是以宇宙学原理(各向同性和各向均匀)为前提的。无论如何,科学是有前提的,而且有一种 统计学方法以数学的方式呈现了这种前提,这种方法就是“贝叶斯分析”。虽然贝叶斯本人是牧师,但他并没有用它来证明上帝的存在,不过Richard Price却非常推崇用他的方法证明上帝的存在。

File:Thomas Bayes.gif
1701 – 7 April 1761

现代科学根据“本于信以至于信”的方法论发展出了一套系统的模型论证方法,即贝叶斯分析。这种分析方法的精髓在于合理地考虑了先验概率和后验概率的差别。在贝叶斯定律中,P(M|D)=P(D|M)*P(M)/P(D). P(M)是模型M发生的先验概率,P(D|M)是模型预言得到数据D的概率或者称为似然函数,P(D)是模型D的概率,P(M|D)是模型M的后验概率。一般的模型验证理论并没有考虑到P(M)在计算模型后验概率的作用,只有在贝叶斯分析中才被认真对待。如果要比较两个模型,一个复杂,一个简单,那么一般而言如果只管P(D|M),一般是复杂的模型占优。但是如果考虑P(M),我们就会发现在复杂模型中P(M)发生的概率很低,因为复杂模型需要调节很多参数才能正确预言数据。这样看来考虑了模型的先验概率得到的认证是符合Occam剃刀原理的。这样P(M)就是我们对M的信心(可以称为信仰M),而P(D|M)就是我们因着这个信仰产生出的对某个事件的解释。这两者的乘积就得到了P(M|D),可以称为我们经过了某件事情(D)之后所得到的对信仰M的更新的信心。这样不断反复地经历事件D,我们就不断丰富并巩固我们对信仰M的信心。如果要比较信仰M和信仰M‘, 我们就得考虑到这两个信仰的先验概率和他们对事件的解释力。据我看来,普兰丁格所论证的基督教信仰的合理性其实是在论证P(M)的概率有多大,当然他肯定也熟悉贝叶斯分析这一套。所以,P(M)的大小关键看这个信仰是否自恰,这是逻辑的范畴。而范泰尔认为,只有基督教信仰才是正确的合理的,这就是说P(M)=1, 而任何P(M’)=0。不过,如果能够结合前设派和证据派的优势,即结合P(M)和P(D|M)的优势,基督教护教学,在我看来,才真正的既合理,自洽,又合乎逻辑,并且有很强的说服力。

这样看来,聖經中的信仰原理也应用在科学中,是普适的。而且这套原则完全可以用在护教学里面,有效地结合前设派和古典派的优势。

换个角度理解合理化前设

我听John Frame讲基督教护教学的时候,对前设(presupposition)的Justification(或者叫合理化)有一些领悟。他区分了“合逻辑”,“合理”和“有说服力”三种状态。合逻辑并不一定合理,合理并不一定有说服力。比如,所有的马都是黑色的,这个动物是一匹马,所以它也是黑色的。这个完全符合三段论的逻辑,但是并不一定合理,因为并不一定所有的马都是黑色的。只有在所有的马都是黑色以及这个动物是一匹马的条件满足的情况下,我们才有理由相信这个论断。

这里涉及到大前提和小前提,大前提是所有的马都是黑色的,小前提是这个动物是一匹马。如果我们给出小前提的理由,并且足够充分,那么我们可以认为这个论点确实是合理的。但是我们仍然没有证实大前提,对大前提的证实或者合理化有助于我们给出一个有说服力的论点。当然大前提,比如圣经是绝对的权威,是不能被证实的,因为它本身是信仰的对象,在此前提下我们才可以进行推论。但是,基督徒承认“圣经无误”这个大前提进行护教必然缺乏说服力,因为我们需要给出这个大前提的合理化论证。这种合理化推理并非证明,如同证明三角形内角和等于180度一样。这种推理是一种假设检验,就是检验这个假设的推论是否合理。比如,上面那个“所有的马都是黑马”的大前提所延伸出来的推论就是这匹马也是黑马。如果这匹马经过证实真实黑色的,那么我们对前设的信心就会增加,否则信心就会降低。做这种假设检验的最好方法就是贝叶斯分析,它充分考虑了前设的存在,并且考虑到假设的不确定范围,可以通过和其他假设进行比较来确定假设的合理性。

不过这种检验并不是基督徒建立信心的主要方法,而是基督徒进行护教的有效途径。基督徒的信心必须通过听道,祷告以及圣礼,圣徒交通来操练,这也是蒙恩的方式。而护教主要是针对那些不信者,所以基督徒需要用圣经这个大前提来与不信者不信的大前提进行比较。比较的方式不是去证实,而是去看它们的推理是否合乎事实。当然,也许有基督教不同的派别和哲学,那么我们可以把这些不确定的教义因素考虑在内,也把不信的世界观的不确定因素(或者不同流派)考虑在内,然后通过平均(或者加权)的方法对他们的似然函数进行叠合,进而得到每个假设的总体似然函数(或者证据“evidence”)。这种方法非常数学化,不过已经有一些在哲学的运用。

关键在于如何量化一些数据来做假设验证,比如对多重宇宙和智慧设计的比较,就可以用到一些物理常数的精细调节来做数据。不过,其他方面的证据,比如社会,文化以及哲学方面的数据则需要更细致地加以辨别。

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