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September 7, 2008
月亮的秘密
        月亮跟許多西方神話故事有關(東方的神話故事也不少)。雖然月亮離我們很近,但還是有許多謎題等待我們解開,從月亮的誕生到地球生命的起源及未來移民的可能,都吸引我們去了解。
月球的起源
        大部分的科學家認為月球是由一起巨大的撞擊而來。大約四十五億年前,當時年輕剛形成約三千萬年的地球被一個火星大小的新生行星擦撞,這個新生行星(撞擊者)跟地球的殘礫融合成月球。最新的電腦模擬暗示月球大部分應該是由撞擊者所組成,但有趣的是,從阿波羅號及其他幾次任務所得到的月岩樣本,其成分卻與地幔(mantle)相似。
        其中的解釋可是由於這個新生行星的組成成分與地球相似。九月十三日日本發射的月球軌道船Kaguya及印度在明年發射的探測器Chandrayaan-1應該可以傳回更多關於月球組成成分,演化過程及起源的細節。
月球上有水嗎?
        幾十億年前月球曾經被慧星及富含水分的小行星無情的轟炸過,所以應該會有水分殘留在月球表面,特別可能隱藏在月球南北極處的隕石坑。而且1999年的軌道船Lunar Prospector也發現高得不尋常的氫含量,雖然這些氫可能是由於太陽風所造成。然而地球上的望遠鏡綜合推測冰應該不會在極區形成沉積而是以結晶的方式與土壤混合。明年NASA會派出Lunar reconnaissance軌道船跟兩個探測器在月球南極尋找冰、水。
月球的劇烈變動(Lunar Cataclysm
        四十二到三十八億年前月球被彗星一連串毀滅性的撞擊稱之為Late Heavy Bombardment,在月表造成現在可見約50個巨大盆地。這場大轟炸的形成原因推測是由於木星及土星軌道轉換所產生巨大的重力拉扯慧星及小行星造成。
       
所有的內行星在同時期都可能受到衝擊,地球推估承受較月球約2530倍的撞擊。科學家無法非常確定Late Heavy Bombardment發生及持續的時間,但它很明顯的發生在地球生命起源的時候。
       
在衝擊發生的當時將月球牽制在我們身旁,有助於了解原始的生命是否因為衝擊而消散或是反而有些化學物質幫助生命成長。彗星衝擊地球所產生數以百萬噸的岩石可能有些會掉落在月球,這些岩石可能藏有生命起源的秘密,甚至會有些微生物細菌的化石。這些岩石都值得科學家挖掘及研究。月球擁有一些資源在礦物質中,包括金屬和氧,但卻沒有碳。如果想在月球上種植植物就必須先肥厚那裡的土壤,像是碳、氮及磷
資料取材:http://scimonster.blogspot.com/2007/09/blog-post_20.html
June 7, 2008
光的本質之探討
        話說早在古希臘時代,便有哲學家認真探討光的本質,不過他們的結論只能算哲學與科學的混血,還不能稱為純粹的科學理論。阿拉伯文明固然也留下一些光學研究的斷簡殘篇,卻沒有觸及本質方面的問題。一直要等到文藝復興之後,惠更斯(一六二九~一六九五)於十七世紀末正式提出「波動說」,主張光線是一種特殊的波動,「光波」這個概念才算真正出現。
        與此同時,大物理學家牛頓(一六四二~一七二七)做了許多光學實驗,得到的結果卻使他傾向「粒子說」││認為光線是由許多會發光的小顆粒所組成。此後兩百年間,「粒子說」雖然不乏支持者,卻不斷遭到「波動說」一波波實驗證據的圍剿,而逐漸有式微的趨勢。
        一八六四年,馬克士威(一八三一~一八七九)這位與牛頓齊名的物理大師發表電磁波理論。這個理論有個重要的副產品,亦即將光波明確解釋成高頻電磁波,可算是新版的「波動說」。牛頓的「粒子說」至此受到致命的一擊,眼看就要淪於萬劫不復之境。
        不料正當「波動說」門徒清理戰場之際,卻發現電磁波理論並非萬靈丹。不知道為什麼,電磁波無論如何解釋不通「光電效應」這類的物理現象。這是十九世紀末的一大懸案,卻給二十世紀物理學帶來嶄新的契機。一九五年,愛因斯坦(一八七九~一九五五)雖然忙著發明狹義相對論,又忙著撰寫與相對論毫無關係的博士論文,卻仍然有時間提出「光的量子假說」││根據剛剛出現的量子理論,推測光的基本單位是有能量卻沒質量的「光子」。
       「光子說」是「粒子說」的一次絕地反攻,也可說是二十世紀的「新粒子說」。物理學家從此相信:至少在某些物理現象中,我們不該將光視為電磁波,而應視為眾多光子的集合體。換句話說,物理學家從此以兩手策略來研究光……
        任何人回顧這段歷史,必定都會產生一種反反覆覆的印象,覺得物理學家始終在波動與粒子之間搖擺不定,從「看光是波」,到「看光不是波」,到「看光又是波」,最後再到「看光又不是波」。局外人或許會說禪意十足,但是對物理學家而言,這種反覆絕非什麼光彩的事。
        直到一九二八年,量子物理開山祖師之一的波耳(一八八五~一九六二)提出「互補原理」,才終於圓滿調解波動說與粒子說各占山頭、互不相讓的局面。
        在量子物理出現之前,連物理學家都深信波動與粒子涇渭分明,一個物理實體若是波動,就不是粒子;若是粒子,就不是波動。可是藉由探索光的本質,他們終於瞭解任何波動都具有粒子性,任何粒子也都具有波動性。這就是量子物理的兩大基石之一「波粒二象性」:自然界沒有單獨存在的波動,也沒有單獨存在的粒子;波動與粒子總是成對出現,不過我們一次只能觀察到其中一面。舉例而言,電子在一般情況下只能顯現粒子性,可是根據「波粒二象性」,電子一定也具有波動性,而這正是電子顯微鏡的基本原理。
        如何用最生活化的方式來理解「互補原理」呢?利用正面、背面為例,「波粒二象性」可解釋為:當你面對某人的時候,雖然你只能看到他的正面,可是你會確信他一定有後腦勺;反之,倘若看到某人的後腦勺,你也會確信此人必定有一張臉孔。
        由於「波粒二象性」已有許多堅實證據,如今物理學家堅信自然界最基本的實體,不是波動,也不是粒子,而是一種名為「波粒」的混合體。換句話說,波動或粒子都只是表相,而不是實相。

資料取材:http://tw.knowledge.yahoo.com/question/?qid=1406010420830
May 5, 2008
達爾文的進化論~呂應鐘教授
        達爾文的進化論已經創立140餘年了,在其誕生之初,是作為一種假說被提出來的。除達爾文本人從對一些植物、動物形態的觀察得出的推論外,並沒有什麼化石證據。達爾文在《物種起源》書中論及化石時,標題為〈不完美的地質記錄〉。他承認在當時的化石研究中並未有證據顯示有物種間過渡類型的存在,並指出這可能是最易於檢驗而又具有殺傷力的反進化論的理由。 
        他看到了進化論的先天缺陷,並希望後人能予以驗證。但是時至今日,進化論已成為一個公理、一個信仰、甚至一個宗教。不能討論、更不能批判,只能無條件接受,否則就將招致無情的圍剿,甚至被貼上「僞科學」,「反科學」的標簽,而斷送自己的研究前程。
        在當今任何一本生物學雜誌上,已經找不到任何質疑進化論的論文了。ScottCole80年代初,檢索了當時的4000多種學術刊物,未發現任何一篇反進化論的論文,在68種與生物起源有關的學術期刊中,也未發現任何一篇是質疑進化論的。Goerge W. Gilchrist 1997年調查了世界上最大的5種期刊資料索引,也未發現反進化論或非進化論的論文。
        進化論者自豪地宣稱,進化論對神創論已取得了決定性的勝利。似乎進化論的合理性及不言自明性又得到了一次證明。事實真的如此嗎?進化論已是絕對的真理了嗎?
        其實不然,ScottCole的工作還發現,在1985年提交的135,000篇論文中,確有18篇論文是反進化論和非進化論的。而這18篇論文無一例外地遭到拒絕發表。進化論並非無懈可擊,而是它的維護者不允許任何針對它的挑戰。這更加給人一種印象:進化論並非確立於自身學說的科學性和完美程度,而是確立於衆多崇拜者的信仰。進化論並非Karl Popper意義上的「經驗科學(Empirical Science)」,而是一個假說、信仰和並不完美的證據的雜合體。
        事實上,我們今天科學研究所發現的東西,已經足以讓人們重新考慮進化論的正確性了。但這些事實要麼被迴避,要麼被抹殺,人們在思維定式的驅使下,自覺或不自覺地成為盛行理論的衛道士,而喪失了獨立思考的能力。這是不符合理性的科學精神的。
        一個真正的科學家,應正視舊理論的缺陷及其面臨的挑戰,並勇於擺脫束縛。只有這樣,科學才能向前發展,人類才能向前推動。
一、達爾文主義自身的缺陷
()比較解剖學
        進化論者通過動物的器官在形態和功能方面的類比,定了所謂的同源器官,並由此說明在進化樹中某一譜系的動物該器官在進化中發生的形態與功能的變化是自然選擇的結果。首先,同源器官的定義就非常牽強,你必須首先承認動物是進化的,才能找到同源器官。因此這絕不能算做進化論中的一個證據,而只能是一個推論。即我們只能說因為進化論正確,所以進化樹中某一譜系中的動物存在同源器官,而不能說同源器官的存在證明進化的存在。
        現代基因學和遺傳學誕生後,對生物體形態與功能的關係在更本質的層次--基因及分子水平有了嶄新的認識。形態和功能只是表相,它們是由基因決定的,相同的形態可能對映于完全不同的基因。如果認為從鳥類的翅到哺乳動物的前肢是進化的話,那麼它們的基因也應表現為對映於形態相同程度的進化。但實際上並非如此,如果現在仍有人試圖從表面現象說明問題,只能被認為是膚淺的。 
(
)古生物學
1、凌亂的化石證據
        無論是進化論者還是反進化論者,都希望古生物化石能輔證自己的觀點。如果說達爾文時代缺少化石記錄的話,那麼到今天為止,人類已收集了數以萬噸的化石,是否已證明進化論的正確了呢?事實上依然不能。芝加哥自然史博物館的古生物學家 Raup本是進化論者,但後來不得不放棄自然選擇學說,而支援幸運者生存說。他說該館擁有現有已知化石物種的近五分之一,可是已經確證的中間過渡類型的化石比達爾文時代還少。現有化石記錄混亂不堪,人為按進化論組成的譜系漏洞百出,根本不能說明問題。進化論者們所使用的分類方法及標準又不同,因此對某一化石的斷代也經常爭論不休,得不到一個統一的結論。
        進化論者常用的一個較為完備的進化譜系證據是脊椎動物序列 (Vertebrate Sequence),包括從魚類到兩棲類、爬蟲類、鳥類、哺乳動物、直至人的進化。從魚類到兩棲類,曾發現一種叫 Rhipidistian 的魚化石,其骨骼特徵類似於兩棲類,因此被認為是魚類到兩棲類的過渡類型。但當另一種叫 Coelacanth 的活化石發現後,這種觀點立即被推翻,因為這兩種動物在進化譜系中的親緣關係是極近的,但研究表明,Coelacanth 並無任何上岸的可能性。
        曾經轟動一時的始祖鳥 (Archaeopteryx) 曾被視為進化論的鐵證,因為它即具有爬行動物的特徵,又具有鳥類的特徵,而被視為一個著名的過渡類型。後來發現,始祖鳥所具有的爬行類特徵,如爪和牙齒,在現代鳥類中也存在,如南美洲的 Opisthocomnshoatzin 和非洲的 Touracocorythaix。也就是說這個證據並不能用於判定鳥類與爬行類的過渡類型。
        另外,Jensen 早在1977年《SCIENCE》上發表的論文指出,與始祖鳥同一地層出土的化石被懷疑為近似于現代鳥類動物的股骨,因此,始祖鳥即非「始祖」,也非種間類型。1991年在中國遼寧發現的年代與始祖鳥相同或更早的鳥類化石更加深了始祖鳥的地位危機。 
        在從猿到人的進化過程中,拉瑪古猿 (Ramapithecus) 具有重要意義。它的下頜骨兼具人類與猩猩的特徵,牙床結構類似於人,不具有猩猩的門齒與犬齒,但上下頜的距離與頜骨的長度又近似於猩猩,這被視為是進化論的一個鐵證。然而後來在非洲發現的一種狒狒 (Theroithecusglade) 與拉瑪古猿具有相同的牙齒及面骨特徵,但卻被視作一種狒狒。由此可見,這個判據也是模棱兩可的。
 
2
、寒武紀生物大爆炸
(Cambrain Explosion)
         達爾文對自己理論的最終歸宿評價道:「如果可以證明任何複雜的器官不能通過無數的、持續的、微小的改變形成的話,我的理論將絕對失敗。」
        寒武紀生物大爆炸(呂註:指生物在此時大量出現。)恰恰提供了一個極好的例證。大約在五億三千萬年前,在短短的幾萬年內,幾乎現在所有生物的門同時出現在地球上。從海洋裏巨大的管狀蠕蟲、甲殼類到較為高級的脊索動物並存。如果進化確如達爾文所言,由點滴的漸進的方式進行,那麼數百萬年的時間無論如何也不足以完成這一歷程。雖然寒武紀之前的多細胞生物化石也有發現,但按進化論的觀點,它們與寒武紀生物並無承傳關係。 
        現代達爾文主義者 Stephen J. Gould 亦無法解釋,稱之為「迷中之迷(Enigma of Enigmas)」,事實上寒武紀生物大爆炸是進化論不可逾越的障礙。
 
3
、人類的起源
        在《物種起源》發表之際,達爾文曾說:「只有人類的進化,怎麼都不可能用我的進化論來說明。」的確,從進化論的觀點來看,人類的進化太快了。以人為例,進化論者認為,人類誕生的歷程為:南方古猿 (Australopithecus200萬年前)----原人(代表為 Beticonturops50萬年前)--舊人(代表為 Neanderthalian10 萬年前)----新人( 5萬年前)----現代人類 (5千年前)
        在這一過程中,人腦容量以爆炸般的速度增大。而現代人類産生後,進化又仿佛突然消失了,五千年來人的腦容量基本未變。再看腦細胞數量,現代類人猿為10億個,而現代人類約為140億個。單從數位上看是增大了14倍,但智力水平卻發生著跳躍性的變化,這些證據強烈地暗示:這個進化樹是不正確的。這些物種也許根本沒有任何親緣關係,而進化論者只是按時間順序把它們拼湊在一起而已。
        另外,六十年代以來,肯亞 Olduval 峽谷和Rudocf湖附近地區的考古發現,也給進化論提出了許多反例。1972 年出土了一具類人動物的頭骨化石,編號為 KNM-ER-1470,簡稱 1470 號人。按其分類特徵,它類似於現代人,屬於人屬 (Homo Genus),比南方古猿和直立猿人 (Homo Erectus) 要進步得多,但它卻處於290萬年前。1470號人比進化論者所公認的人類始祖南方古猿早90萬年,比直立猿人早200萬年。這從根本上動搖了進化論的證據,成為古人類學中的一件懸案,至今沒有一個進化論者能夠歸屬1470號人在進化樹中的位置。
()胚胎學
        與比較解剖學類似,胚胎學從生物發育過程中形態的變化,推論出高等動物的胚胎在發育中重現其進化歷程。如人類胎兒在發育之初與豬和鼠的胎兒都具有鰓裂和尾,形態也很相似,其實,這只是表面現象。首先,人類胎兒的「鰓裂」事實上不是鰓裂,而是快速發育的皮膚的褶皺;其次,人類胎兒的尾狀結構也絕不是尾,而是神經管。在蛙胎發育過程中的尾狀結構亦是神經管。
        再次,形態這一表像是由基因決定的。較為普遍接受的HOX基因調控理論認為,動物形態雖然豐富多彩,但在分子水平上的調控都是一致的,因此,動物胚胎發育之初形態相似,是由於HOX基因調控水平相同而已。這是近年來發育生物學最為重大的發現之一。也就是說,從形態相似仍不能得出本質亦相似的結論。
        近年來(20年前的時候)美國有好幾個州和學校當局反對在課堂上教授進化論,因為有關人士認為進化論只能算是「學說」,不能稱為「事實」。當然,這種立場遭到正反雙方的激烈反應,支持者認為進化論毫無疑問是一件事實,就像一位典型的人士所說的:「我相信進化論,因為科學已徹底研究過這個題目,他們的記錄證明是可靠的,你豈不同意?」
        說這種話的人之所以一廂情願的相信進化論,並非基於自身的經驗,而僅是接受科學家的意見,然後像鸚鵡般加以重述,並不撥出時間去查考事實真相。 
我們不可盲信
        當筆者與師大生物系某位兼任副教授談進化論的疑點時,他說:「你有什麼資格反駁科學家的發現呢?」
        也的確,在「權威講的話才可信」的社會風氣下,一般人只有當啞巴的份,但我還是回答:「當然,我不是權威,不過我想回答你關於我的資格問題。你也知道,法官是沒受過醫學訓練的,但他有資格去審理一件與醫學有關的案件,不是很矛盾嗎?如果法官明辨且客觀,他會聆聽正反雙方專家的論據,然後根據他們的作證來判決。在這專業化的時代,一個人還有什麼方法可去判斷各方面的知識呢?更何況,在歐美,進化論學家之中,正彼此互相反駁,他們對進化發生的時候、發生的原因、發生的方式、發生的速度,甚至曾否發生過而爭辯不已,進化論到目前並未成定論,國內專家就百分之百的相信它,實在缺乏科學的精神。」
        這段話使對方無法反駁。我又說:「著名的進化論學家辛浦森說過,盲信是違反道德的,人有責任去考驗專家們的發現,然後加以決定。一個人未必要成為生物學家才能檢討進化論的證據。」包括這位副教授在內,我發覺一般人都相信進化論,事實卻對它一無所知,這種現象完全是以前的進化論專家造成的,他們的著作常以武斷、洗腦的語句來迷惑一般人,像底下一本進化論作品的句子,就是典型(括號內的句子是筆者註語):
       「進化論已為具有判斷力的科學家所普遍接納(所以你只有乖乖的接納),它已為一切負責的科學家所承認(所以你要承認),所有著名的生物學家都同意這是一件確立的事實(所以你也要同意)。證據是壓倒性的(所以你不可反駁),任何不為古老幻想和偏見所惑的人都不需要進一步的證據(所以你不用費神去求證)。」
        這是欺矇世人的專家論調,也正顯示出一些專家學者正企圖以虛聲恫嚇的煙幕來嚇退別人的反對和質問。可是,為什麼有人對一種學說提出質問就被稱為沒有資格、沒有學識呢?真正擁有事實的科學家會採用這些不科學、不合理的恐嚇手段嗎?
        一百多年來,進化論所塑成的生命譜系並不完整,達爾文自己也承認此點,但為何日後的生物學家一致盲目地相信進化論所言,他們該知道後天獲得的特性絕無法藉遺傳傳給後代,進化學說裏有許多失落的環節根本找不到理由、證據和事實來支證。人類對進化論真不該如此的盲目。 
毫無幫助的化石記錄
       「化石紀錄」一向是進化論的主要證人,正如辛浦森所言:「證明進化論真確性的最直接證據,必然來自化石的記錄。」然而,化石證據完全沒有顯示生物是以科學家所聲稱的過程進化而來的。事實和證據仍然付之闕如。
        可靠的化石記錄首先出現在地質學家所稱的「寒武紀」的岩層中,在此以前的岩層,任何假定的化石都極為罕有,可是在寒武紀岩層中,化石卻突然大量出現,不但種類繁多,而且極為複雜,誠如辛浦森所說:「化石突然大量出現,是生物史上最大的神祕。」
        以昆蟲化石為例,它出現於化石記錄中時,不但已高度發展,而且種類極多,在此以前,我們找不到「原始昆蟲」的化石,昆蟲生物是以複雜形態「突然產生」的。可是,進化論學家卻說昆蟲已經歷了數千萬年的進化。此種說法有何依據?毫無依據。大美百科全書對化石記錄有這一段話:「化石記錄對昆蟲的起源沒有提供任何資料。」
        進化論學者認為昆蟲已經歷一段長時間,只是要符合他們的進化假設而已。否則,進化論就不足信了。對於脊椎動物,化石記錄也提不出脊椎動物出現的鐵證。例如魚的出現,進化論學家無法一致同意牠是那一類祖先所產生的,據他們推理,第一條「似魚」生物出現到實際的魚存在大約相隔一億年,為何要一億年?因為他們根據進化論認為要如此的久才夠「進化」成魚。
        進化論學家又說,有些魚進化為兩棲類,有些兩棲類進化成爬蟲類,有些爬蟲類變成哺乳動物,有些變成鳥類,這些過程長達數億年。可是,化石記錄有沒有如此證明?我們找得到魚與兩棲類或哺乳類與爬蟲之間「進化中」的化石嗎?毫無疑問,各類生物進化過程充滿了難以置信的空白,化石記錄只告訴我們生物各從其類,並未說明牠們之間的演變關係。
突變也沒辦法解釋進化論
       「突變」被稱為是進化論的證據之一。科學家有時會突變來補化石記錄的不足,一般人也深信突變會產生新品種。事實果真如此?
        一位台大生物系畢業的朋友在談到生物時,總喜歡搬出像轉位、染色體、有絲分裂、去氧核糖核酸等專門名詞來嚇唬人,而且認為只有蠢人才不信進化論。有一次他說:「突變使支配遺傳的遺傳因子發生變化,自然選擇保留了有益的特徵,累積了許多代之後便進化成新品種。」這句話其實不是他說的,只不過是他從書上學來的,相信進化論的人都相信這句話。
        我說:「突變是遺傳因子的一種盲目胡亂的變化,並不具任何意義。大多數的突變是隱性的,而且是累積在遺傳因子內,它們會屢次在後代出現,造成殘廢,遺傳學家也承認累積的遺傳因子負荷促成了退化、衰老和死亡。」
        他反對地說:「大多數的突變誠然有害,但偶爾也會碰到一次有利的,自然選擇會發揮作用,它會排除有害的突變,保留有利的。」
        我問他:「你有沒有用科學實驗方法來證明這一點?」
        他說:「這是進化法則,不是可證明的。」
        我說:「進化論學家的確如此說,但事實上,這個觀點站得住腳嗎?有很多的書都談到突變會造成遺傳疾病,而且是自然選擇未能排除的,像貧血、色盲、血友病、聾啞、糖尿病、兔唇、侏儒症等。當然,也許突變能改變舊的東西,卻不能創造新的品種。」
        我們知道某些蚊蠅經突變後能抗拒殺蟲劑,有些蘭花經突變後能變得更美麗。但蚊蠅還是蚊蠅,不可能變成飛鳥;蘭花仍是蘭花,不會變成大樹。一個聾子對城市的噪音處之泰然,但聽覺正常的人常會受不了;一個斷足的人不愁染上香港腳,正常的人卻要小心提防。耳聾和斷足並不是進步的跡象,反而是殘廢的例子。
        相信進化論的人看到的突變並不是有利的進化,他們看到的只是生物類別中的少數變異。以蚊蠅或蘭花的突變來證明人是魚突變進化而來,實在是不負責任的說法。
        我們由各從其類的化石記錄可以看出生物的變異相當有限,生物各有其品種,絕不會越過本身族類的範圍而變成其他東西。
進化論不是科學事實
        進化論學家常用「類似」作為支持進化論的證據,如果他們的發現與自己的見解一致,就拿出來歸類;若對他們的主張不利,就棄而不用。像人、猿猴、猩猩等的骨頭相似,他們就說人是猿猴進化來的。但對於人眼與章魚眼的極端相似,卻絕口不提,他們絕不說人是章魚進化來的。
        進化論學家的武斷與專橫,常脫離了科學精神,他們常以權威自居,把不接納他們意見的人一律看作無知之輩,這種態度相當明顯。奇怪的是從來沒有人點出這個假科學煙幕。
        進化論者用魔棒一揮,就把鱗甲變成羽毛,鰭變成腿,雖然在蛇身上消失了,卻在鳥的身上變成翼,在馬身上變成蹄,在貓身上變成爪,在人身上變成手。這些都未經證明,只是推論,奇怪的是,大家都相信。
        進化論者使人對進化論產生一種盲目的信仰,在無法證明的進化方面,他們就用專橫的權威理論來補充。可是他們常不敢正視自己的難題,像化石記錄表明進化論並不足以解釋複雜生物大量突然出現的難題,進化論者就避開不言。
        達爾文的「物種原始」是用歸納法加上想像寫成的,並不是依靠嚴謹的科學實驗得到的結果。達爾文本身只是喜愛生物的業餘博物蒐集者,並不是科班出身的生物學家,他的進化學說只能代表個人的見解,無法給大自然提供有力的線索。可以說「進化論」只是「科學想像」不是「科學事實」。
        然而,一個世紀來,無數的科班生物學視達爾文為宗師,他們盲目地為進化論下註腳,不經過實驗與求證,一廂情願地宣揚進化論,碰到不接納進化論的人,就視之為「不科學」。事實上,他們相信的只是科學想像下的產物,並非科學事實的理論。在這個時代,我們必須用全新的觀點來看進化論了。
        我在 1977 12 就發表過〈為何要相信進化論?〉一文,堅決相信進化論是錯的。廿多年來仍然如此觀點,在我出版的《宇宙科學與生命哲學》一書中,也對達爾文的進化論提出極科學的批判。
        1998 6 6 日《民生報》編譯賴慧芸報導法國生物學家雷米夏文最近發表了〈達爾文主義:一個神話的破滅〉,提出達爾文的進化論發表已經 100 多年了,科學家非但無法繼續發揚這個理論,還開始懷疑這個理論的真實性。讓我這位長久以來反對進化論的人大為振奮。夏文說〈創世紀〉理論告訴我們,一切都是上帝所造的,但是上帝從此不再創造,我們也無從得知這個理論是否正確,達爾文理論最大的功勞是啟動了科學對生命起源的研究,一百多年來,我們對生命、對世界有了更深的了解,卻無法證實達爾文理論的真偽。
        譬如生活在深海中的章魚和烏賊。其生活環境中一片漆黑,這裡大部份的魚類也都盲目,卻生活得很自如;但是章魚和烏賊的眼部構造,為何又和人類的眼睛雷同?啟人疑竇的是,在漆黑的環境裡,擁有一雙亮眼有什麼作用?而且生活環境相同,為什麼會產生兩種完全不同的適應法呢?可見為了順應環境所強調的「適者生存」理論,並不一定成立。
        又如寄生在羊肝中的肝吸蟲,母蟲每次產 1500 萬個卵左右,卵會隨著糞便排出,這時必須有一種蝸牛爬過,卵附著上蝸牛,經由蝸牛移生於植物上,再由羊隻吃下植物,回到羊肝中繁殖。在此過程中,1500 萬個卵大約有十多個卵能存活,這種繁殖過程簡直太荒謬,早該在物競天擇中被淘汰,但是肝吸蟲幾百萬年來.都是用相同的方法繁殖。
        生活在澳洲樹上的樹獺,行動非常緩慢,排泄時必須爬到地上來,這個舉動非常可笑,雖然它在土地上的排泄有助於增加樹木的養份,但是由於它行動緩慢,地面上的捕食者很容易得逞。為了排泄,冒生命危險,也太不合理了。還有很多動、植物的繁殖、生存過程,很類似這樣不合理的情況,按照物競天擇的說法,早就滅跡了,但是它們比人類在世間的時間還久遠,而且許多動、植物的結構在百萬年間都沒有重大改變。「物競天擇,適者生存」的原則,就如同上帝造物一樣,也只是一個我們無法證明的神話。
        此外,依據達爾文的演化理論,生物由簡單演化到複雜的過程中,中間應還有許多階段,但是根據化石的研究,這一演變過程的脈絡至今仍無法建立起來。現在有很多的物理學家、生物學家開始認為,宇宙有一個目的、有一個方向。他並沒有提出上帝的說法,他說的是電腦中使用的「程式」,一個簡單的程式,常會有出人意料的發展。尤其是當電腦有了內部的邏輯之後,常會出現設計人意想之外的反應,我們的世界可能也早已有這樣的「程式」。
        我相信到下個世紀,就會證明進化論的謬誤的,不過目前我說此話,會有不少自認為科學的學界人士會反對我,但我要說「時間會證明我是對的」!
資料取材:http://www.thinkerstar.com/lu/essays/darwin.html
March 10, 2008
量子力學的產生與發展
        量子力學是描述微觀世界結構、運動與變化規律的物理科學。它是20世紀人類文明發展的一個重大飛躍,量子力學的發現引發了一系列劃時代的科學發現與技術發明,對人類社會的進步做出重要貢獻。
        19世紀末正當人們為經典物理取得重大成就的時候,一系列經典理論無法解釋的現象一個接一個地發現了。德國物理學家威恩通過熱輻射能譜的測量發現的熱輻射定理。德國物理學家普朗克為了解釋熱輻射能譜提出了一個大膽的假設:在熱輻射的產生與吸收過程中能量是以hV為最小單位,一份一份交換的。這個能 量量子化的假設不僅強調了熱輻射能量的不連續性,而且與輻射能量和頻率無關由振幅確定的基本概念直接相矛盾,無法納入任何一個經典範疇。當時只有少數科學家認真研究這個問題。
        著名科學家愛因斯坦經過認真思考,於1905年提出了光量子說。1916年美國物理學家密立根發表了光電效應實驗結果,驗證了愛因斯坦的光量子說。
        1913年丹麥物理學家玻爾為解決盧瑟福原子行星模型的不穩定(按經典理論,原子中電子繞原子核作圓周運動要輻射能量,導致軌道半徑縮小直到跌落進原子核,與正電荷中和),提出定態假設:原子中的電子並不像行星一樣可在任意經典力學的軌道上運轉,穩定軌道的作用量fpdq必須為h的整數倍(角動量 量子化),即fpdq=nh,n稱之為量子數。玻爾又提出原子發光過程不是經典輻射,是電子在不同的穩定軌道態之間的不連續的躍遷過程,光的頻率由軌道態之間的能量差AE=hV確定,即頻率法則。這樣,玻爾原子理論以它簡單明晰的圖像解釋了氫原子分立光譜線,並以電子軌道態直觀地解釋了化學元素週期表,導 致了72號元素鉛的發現,在隨後的短短十多年內引發了一系列的重大科學進展。這在物理學史上是空前的。
        由於量子論的深刻內涵,以玻爾為代表的哥本哈根學派對此進行了深入的研究,他們對對應原理、矩陣力學、不相容原理、測不准關係、互補原理。量子力學的幾率解釋等都做出了貢獻。
        1923年4月美國物理學家康普頓發表了X射線被電子散射所引起的頻率變小現象,即康普頓效應。按經典波動理論,靜止物體對波的散射不會改變頻率。而按愛因斯坦光量子說這是兩個“粒子”碰撞的結果。光量子在碰撞時不僅將能量傳遞而且也將動量傳遞給了電子,使光量子說得到了實驗的證明。
        光不僅僅是電磁波,也是一種具有能量動量的粒子。1924年美籍奧地利物理學家泡利發表了“不相容原理”:原子中不能有兩個電子同時處於同一量子態。這一原理解釋了原子中電子的殼層結構。這個原理對所有實體物質的基本粒子(通常稱之為費米子,如質子、中子、誇克等)都適用,構成了量子統計力學~費米統計的基點。為解釋光譜線的精細結構與反常塞曼效應,泡利建議對於原於中的電子軌道態,除了已有的與經典力學量(能量、角動量及其分量)對應的三個量子數之外應引進第四個量子數。這個量子數後來稱為“自旋”,是表述基本粒子一種內在性質的物理量。
        1924年,法國物理學家德布羅意提出了表達波粒二象性的愛因斯坦~德布羅意關係:E=hV,p=h/入,將表徵粒子性的物理量能量、動量與表徵波性的頻率、波長通過一個常數h相等。
        1925年,德國物理學家海森伯和玻爾,建立了量子理論第一個數學描述~矩陣力學。1926年,奧地利科學家提出了描述物質波連續時空演化的偏微分方程~薛定愕方程,給出了量子論的另一個數學描述——波動力學。後來,物理學家把二者將矩陣力學與波動力學統一起來,統稱量子力學。
        量子力學在低速、微觀的現象範圍內具有普遍適用的意義。它是現代物理學基礎之一,在現代科學技術中的表面物理、半導體物理、凝聚態物理、粒子物理、低溫超導物理、量子化學以及分子生物學等學科的發展中,都有重要的理論意義。量子力學的產生和發展標誌著人類認識自然實現了從宏觀世界向微觀世界的重大飛躍
資料取材:http://tw.knowledge.yahoo.com/question/?qid=1005020700001
June 19, 2007
困擾科學家的反常科學現象
        十三個反常現象:安慰劑,熱平衡,宇宙射線,順勢療法,宇宙暗物質,“四中子”粒子,“海盜”測量結果,“先鋒”號軌道,暗能量,庫伯帶,射電信號,阿爾法常數,冷核聚變。據英國《新科學家》雜志報道,目前,有13個反常科學現象正困擾全世界科學家。這些現象如果最終得到解釋,有可能導致一些理論被改寫,或導致一些新理論出現。
一、安慰劑效應
        如果你一連幾天、一天幾次進行實驗:誘發某人身感疼痛,再用嗎?啡為他止疼,到最后一天,悄悄用鹽水取代嗎啡,你會發現,此時鹽水也能止痛。這就是所謂的安慰劑效應。 意大利都靈大學科學家拜尼迪蒂在完成上述實驗時,最后一天,又向鹽水中增加了一種抑制嗎啡效力的藥物Naloxone。奇怪的是,鹽水減輕疼痛的能力消失了!也就是說,其安慰劑效應不知何故沒有了!
        多年來,醫生已知道存在安慰劑效應。增加Naloxone的實驗結果似乎表明,安慰劑效應其實是某種生物化學過程,但目前沒人知道安慰劑的作用機理。研究人員現在需要鑒別出安慰劑何時、何地起作用。可能有的疾病并不存在安慰劑效應,但不同疾病也可能存在共同的安慰劑效應機制。
二、熱平衡問題
        宇宙似乎是難以理解的均勻。如果從一端到另一端觀看可見宇宙,我們會看到,微波背景輻射充滿整個宇宙,而且其溫度處處皆同。 據科學家估算,宇宙的年齡僅為140億歲,而可見宇宙的範圍約為280億光年,所以,在如此之大的空間內,微波背景輻射的溫度居然處處相同,實在使人感到驚訝。
        沒有什么東西能走得比光還快,因此,沒有什么辦法能讓熱輻射在兩個溫度相同的點之間更快地傳播,形成所謂的熱平衡。由于存在熱平衡,宇宙學家很難解釋宇宙為什么會發生膨脹。所以,微波背景輻射的溫度到處都相同,屬于反常科學現象。
三、超高能宇宙射線
        宇宙射線大部分是一些質子,有時是一些重原子核,它以接近光的速度穿過宇宙。 在地球上探測到的一些宇宙射線,是在諸如超新星爆發等極端事件中產生的。但日本科學家發現,宇宙中似乎也存在一些來源不明的極高能宇宙射線。10年前,日本物理學家曾觀測到從理論上講似乎不應該存在的一些宇宙射線。
        當宇宙射線粒子穿過空間時,會同充滿整個宇宙的低能質子相碰撞,從而損失能量。按照愛因斯坦的狹義相對論,來自銀河系以外、到達地球的宇宙射線,將遇到如此之多的減能碰撞,以至于它們最大可能的能量為5×1019電子伏,這個數值被稱為GZK極限。
        10年來,東京大學的“Akeno宇宙射線簇射陣列”(在100平方公里內布設111個粒子探測器),已多次探測到超過GZK極限的宇宙射線。 理論上它們僅能來自銀河系,但天文學家在銀河系卻未曾發現這種宇宙射線源。這是怎么回事? 一種可能性在于“Akeno宇宙射線簇射陣列”測量結果有誤,另一種可能性則是狹義相對論錯了。為此,在阿根廷進行“皮埃爾.奧格實驗計劃”的物理學家在3000平方公里內布設了1600個高能粒子探測器,以研究上述問題。這項計劃應該能測定宇宙射線的能量,更好地闡述Akeno探測結果。
        奧格計劃發言人、英國利玆大學的天文學家沃森說,他們已經通過探測高能粒子,證實存在著某些有價值的東西。他說:“我毫不懷疑存在超過1020電子伏的超高能宇宙射線。”問題是,這些高能粒子是什么?它們來自何方?
四、超稀釋溶液的新“順勢療法”
        英國皇后大學的藥物學家艾尼絲聲稱,她將一種化學藥物溶液稀釋到這樣程度,以致這種溶液里除了水,不可能包含任何其他單一分子。但這種溶液居然仍有治療效果。 在最近發表的論文中,艾尼絲描述了她所領導的研究小組如何觀察到超稀釋組胺溶液對涉及炎症的白血細胞的影響。當白血細胞受到攻擊時,這些“嗜■性”溶液釋放組胺,而且在幾個實驗室重復上述實驗后發現,這種“順勢療法”溶液已極為稀釋,以致它們可能不包含一個組胺分子,卻還仍能像組胺分子一樣起作用。這是一種什么樣的作用機理?
        盡管艾尼絲對這種現象仍持懷疑態度,但她在論文中說:“我們無法解釋我們的發現,希望其他人來研究這種現象。”她說:“如果我們的實驗結果是真實的,意義則將十分深遠:我們可能必須改寫物理學和化學理論。
五、宇宙暗物質
        20世紀70年代末,美國卡內基研究所的女天文學家魯賓報告說,星系中沒有足夠的質量以產生可觀測到的星系自旋。為此,科學家提出宇宙存在暗物質理論,但沒有人能解釋暗物質到底是什么。所以有人認為,或許我們不能解釋暗物質,是因為它實際上不存在。 魯賓說:“如果我有自己的選擇,我想要聽到如下說法:牛頓定律必須被改寫,以正確描述在很大距離內的引力相互作用。”她說:“這比提出宇宙充滿新亞核粒子的理論更加吸引人。”
六、“海盜”的測量結果
        1976年7月20日,“海盜”號火星登陸器從火星表面取了一些土壤,并將其同碳-14標記的營養物混合。科學家認為,如果登陸器所攜帶的儀器能夠探測到來自火星土壤、含碳-14標記的甲烷排出物,那么,火星上必定存在生命。結果,登陸器所攜帶的儀器發現,某些“東西”正在吸收營養物,并讓其進行新陳代謝,然后,噴發出帶有碳-14的氣體。與此同時,另外一臺鑒別有機分子的儀器卻沒什么發現,而這種有機分子的存在,被認為是重要的生命■象。因此,參與“海盜”號探測項目的大多數科學家認為,“海盜”號僅發現了一種“假的”正面結果。
        最近,美國宇航局發射的“勇氣”號和“機遇”號火星登陸車探測結果表明,火星表面過去肯定有水,因此適于生命存在。所以“海盜”號火星登陸器的設計師、美國科學家萊文說:“每一次探測火星的任務,都產生支持我的證據(即火星存在生命)。”
        南加州大學的細胞生物學家米勒現在已在重新分析“海盜”號收集的數據。他認為,甲烷排放物已顯示生理循環的證據,這表示火星存在生命。萊文已請求歐空局和美國宇航局發射另外一艘航天器,以尋找“手性分子”。據稱,如果能在火星上找到手性分子,將會提供火星上有生命的最好證據。
七、四中子”粒子
        4年前,法國的一臺離子加速器探測到“不應該”存在的6種粒子,它們被稱為“四中子”粒子:即4個中子以一種對現行物理學提出挑戰的方式,被束縛在一起。利用Ganil加速器進行研究的馬蓋斯和他的同事,目前正打算再次進行這一探測。如果成功的話,這些“四中子”粒子束將可能迫使人類重新思考將原子核束縛在一起的作用力。
        根據“泡利”不相容原理,即使同一系統中的兩個質子或中子,也不可能具有相同的量子特性。事實上,強相互作用無法讓兩個單獨的中子束縛在一起,更不用說讓4個中子束縛在一起了。馬蓋斯等人對他們的實驗結果感到驚奇,以至在研究論文中甚至不敢公開認為,未來能夠找到“四中子”粒子。但支持物質由多個中子構成的理論證據依然存在:即中子星。含有大量束縛中子的中子星表明,當中子聚在一起時,以目前尚不能解釋的作用力在起作用。
八、“先鋒”號飛船軌道
       “先鋒”號-10飛船于1972年發射升空,“先鋒”號-11飛船于1973年發射升空。目前,這兩艘飛船已進入深太空,但它們的軌道卻十分令人稱奇。可能有某種“力量”在推或者拉它們,使這兩艘飛船不斷加速,但所產生的加速度很小,低于1納米/秒2,相當于地球表面引力的100億分之一。但是,這足以讓“先鋒”號-10飛船偏離原軌道40萬公里。
        美國宇航局已于1995年同“先鋒”號-11失去聯系,它也像“先鋒”號-10一樣,偏離了設計軌道。人們不知道這種現象是由什么原因引起的。有些解釋已被排除:如認為飛船軟件的誤差;太陽風或燃料泄漏。如果是因為某種引力效應引起,它也是人類尚不了解的一種引力效應。也有人認為,“先鋒”號軌道偏離與暗物質有關。洛斯.阿拉莫斯國家實驗室的尼托說:“人類最終將找到軌道偏離的解釋。當然,我希望是用一種新的物理理論予以解釋。”
九、宇宙暗能量
        1998年,天文學家發現,宇宙正以越來越快的速度膨脹,科學家正在尋找原因。 而在這之前,科學家一直認為,“大爆炸”以后,宇宙的膨脹速度正在減慢。
        美國密執安大學的福利斯說:“我們全都希望,未來對超新星及大量星系的觀測將會為我們提供更多線索。”宇宙學家認為,宇宙膨脹不斷加快是因暗能量引起的。也有科學家認為,把廣義相對論用于極大尺度的宇宙中,廣義相對論就可能需要修改。
十、“庫伯”峭壁
        太陽系的最遠邊緣存在著“庫伯帶”現象,即在充滿冰岩石的庫伯帶之外,就幾乎什么東西也沒有了。天文學家將這個邊界區稱為“庫伯”峭壁,這是因為冰岩石的密度突然大量減少。 那么,這是由于什么原因引起的呢?明顯的答案是,太陽系似乎存在第10顆行星。這里所指的不是曾在媒體上熱鬧一時、被稱為有可能是太陽系第十顆行星的“賽德納”天體。
        存在“X行星”的證據特別吸引人。盡管計算表明,這樣一個天體可能位于庫伯峭壁,但沒有人曾發現該第10顆行星。所以如果能發射一個探測器到這一區域,則會確認太陽系是否存在第10顆行星。美國宇航局計劃向冥王星和庫伯帶發射一顆“新地平探測器”。它將于2006年發射,而在2015年前,該探測器不會到達冥王星。
十一、“射電信號”
        1971年8月15日,美國俄亥俄州立大學的天文學家埃曼在稱為“大耳朵”的射電望遠鏡的打印機上,發現了一個37秒長、來自外層空間的十分有趣的“射電信號”。28年后,仍然沒有人知道是什么東西產生了這一信號。埃曼說:“我們仍然期待對這一觀測結果做出有意義的解釋。”
        來自“人馬座”方向的輻射脈■,被確定是1420兆赫周圍很窄範圍的射電頻率脈■,按國際協議,這一頻率是被禁止傳送的無線電頻譜的一部分,諸如行星的熱輻射等天然輻射源,通常包括更寬的頻率。
       是什么產生這一頻率的信號呢?“人馬座”方向的最近恆星,離地球也有220光年遠。如果它是信號源,它可能必須是發出極強功率的天文體,或者是采用極大功率發射機的先進外星文明。但“探索地外文明計劃”首席科學家維特海默認為:“這個十分有趣的信號幾乎肯定是一種污染:來自地基發射的射電頻率干擾。”目前科學家仍然爭議的是,這一有趣的信號到底來自何方。
十二、精細結構常數
        1997年,澳大利亞新南威爾士大學的韋伯等人,對遙遠類星體射向地球的光進行了分析,這些超遠方來客在120億年的行進過程中,會通過由鐵、鎳和鉻組成的星際雲。研究人員發現,星際雲的一些原子已吸收了類星體發出的光子,但不是他們正期待的這些原子。如果觀測是正確的,明顯合理的解釋是,稱為精細結構常數或α常數(阿爾法)的物理常數,在光通過星際雲時有不同的數值。
        但是在光同物質相互作用時,精細結構常數是十分重要的常數,它不應該變化。另外,精細結構常數與電子電荷、光速及普朗克常數有關。所以,沒有一位物理學家願意相信韋伯的測量。韋伯等人多年來曾試圖找到他們測量結果中的誤差,但目前一直未找到。對20億年前還在發生核反應的、唯一已知天然核反應堆(在加蓬的Oklo)的分析表明,有關光同物質的相互作用已發生變化。美國洛斯.阿拉莫斯國立實驗室的拉莫里克斯認為,自Oklo反應堆開始啟動以來,精細結構常數可能已減少4%。但大多數科學家對精細結構常數發生變化仍持异議。巴黎天體物理研究所的皮蒂特安,利用超大型望遠鏡分析了類星體發出的光,沒有發現精細結構常數變化的證據。
十三、冷核聚變實驗
        1989年,美國兩名科學家宣稱觀測到了冷核聚變現象。16年來,科學家對冷核聚變的研究從未中斷過。最近10年間,美國海軍研究實驗室對所謂冷核聚變進行了200多次試驗,研究這種核反應產生的能量是否高于它所耗用的能量。
        美國能源部對冷核聚變也很感興趣。去年12月,在對實驗證據進行長期調查后,據稱,能源部已公開接受新的冷核聚變實驗計劃的申請。15年前,美國能源部對冷核聚變的第一份報告進行調查后認為,由弗里施曼和龐斯所產生的最初冷核聚變的實驗結果,不可能進行重復,因此可能是假的。按已知的科學理論,在室溫下實現核聚變是不可能的。喬治華盛頓大學的工程師尼格爾稱:“人類花了40年對超導體的運行機制予以解釋,所以,沒有理由不去研究冷核聚變。”
資料來源:科技日報~駐美國記者張孟軍