第一章 《圣经》与物理学 8. 《圣经》中“热力学第二定律”的科

诗篇第102篇第26-27节

成书时间：公元前1040-970年

26天地都要灭没，祢却要长存；天地都要如外衣渐渐旧了，祢要将天地如里衣更换，天地就改变了。27惟有祢永不改变，祢的年数没有穷尽。

以赛亚书第34章第4节，第51章第6节

成书时间：公元前740-690年

34：4天上的万象都要消没，天被捲起，好象书卷；其上的万象要残败，象葡萄树的叶子残败，又象无花果树的叶子残败一样。

51：6你们要向天举目，观看下地；因为天必象烟云消散，地必如衣服渐渐旧了，其上的居民，也要如此死亡。惟有我的救恩永远长存，我的公义也不废掉。

希伯来书第1章第11-12节

成书时间：公元前60-70年

11天地都要灭没，祢却要长存；天地都要象衣服渐渐旧了；12祢要将天地捲起来，象一件外衣，天地就都改变了。惟有祢永不改变，祢的年数没有穷尽。

把能量守恒定律应用到热力学上，就表述为热力学第一定律（First Law of Thermodynamics）了。它指出热可以转化为功，功也可以转化为热，一定量的热消失，就必然产生一定量的功；消耗一定量的功时，也必然出现与之相对应的一定量的热的增加。

人们通过对自然现象的长期实践又发现，热不可能自动地、不付代价地从低温物体传至高温物体。这就是热力学第二定律的表达方式。

我们知道热能是由分子无规则的运动而产生的，如何把无规则的分子运动转变成有规则的整体运动，也就是机械能呢？对这个问题的研究，可能由萨蒂·尼古拉斯·列昂纳德·卡诺（Sadi Nicolas Leonard Carnot, 1796-1832，法国著名军事工程师、物理学家）开始，他是波拿巴特·拿破仑（Bonaparte Napoleon, 1769-1821）手下一内政部大臣之子。1824年，他发表了一篇关于由热能转变成机械能 -- 热机的文章，即名著：《谈谈火的动力和能发动这种动力的机器》（Rlexions sur la puissance motrice du feu et sar les machines spropres delopper cette puissance）。但是，他天才的想象力直到25年之后才得到公认。卡诺后来所发现的蒸气机原理，最后被归纳成物理学上这一个极其重要的原理 -- 热力学第二定律（Second Law of Thermodynamics）。德国著名物理学家鲁道夫·朱理斯·艾玛纽尔·克劳修斯教授（Prof. Rudolf Julius Emanuel Clausius, 1822-1888，气体论和热力学的主要奠基人之一）在1850年提出：“不可以制造一个不由外界帮助，自动把热能由低温带到高温的机器。”英国伟大的物理学家、发明家、电学家、数学家威廉·汤姆森·开尔文教授、伯爵（Prof. Lord William Thomson Kelvin, 1824-1907，苏格兰人，热力学的主要奠基人之一，一位虔诚的基督徒）在1851年对此陈述：“不可以制造出一个能把热能完全转变成机械能，却没有能量损失的机器。”37这是热力学第二定律在小的封闭系统中所反应出来的一个特殊真理。它是19世纪最具震撼人心的科学发现。

热力学第二定律不但指出了一个非常重要的热量传递方向、条件和限度，同时也引出了熵的概念。克劳修斯用熵（Entropy，希腊字，表示改变）来量度宇宙间有用能的多少。当高、低温度各自集中时，便得低熵；当温度扩散均匀时，便得高熵。熵的改变量 = 热量的改变量 / 其绝对温度，而绝对温度就是摄氏-273.15oC。它指出，每一物理或化学过程中，熵是不会自动减少的，而热量的转移，便一定会使宇宙间熵的总量增加。换一句话说，熵就是无法做功的那一部份自由能。这就是物理学里著名的“熵恒增定律”（Principle of Entropy Increase），通常描述为：在孤立系统内，任何变化不可能导致熵的总值减少，即：dS>=0。如果变化过程是可逆的，则dS=0；如果变化过程是不可逆的，则dS>0；故熵有增无减。专业表述为：有序和规则的排列总是自动地趋向于无序和弥散。38显然，该定律显示了整个自然界变化的过程为衰败趋势，且是不可逆向性。例如，随着时间的推移，机械设备会磨损锈坏；一幢新屋，总是自动地趋向于剥蚀和垮塌；死亡的生命体，总是自动地趋向于腐朽；社会，总是自动地趋向于动荡和无政府主义（法律越来越严越细、警察越来越多、战争武器越来越精良）……

卡尔·弗瑞德里希·高斯教授、博士（Prof. Dr. Carl Friedrich Gauss, 1777-1855，德国著名数学家、天文学家和物理学家，被人们赞誉为“数学王子”— Math Prince，近代数学奠基人之一，被公认为18、19世纪之交最伟大的数学家，一位虔诚的基督徒；名言：小学问使人远离 神，大学问使人接近 神）于1835年首先估计地磁场（the earth's magnetic field）的强度。其后的量度数据显示地磁场在减弱中，约每1400年，地磁场会减至原来的一半。在过往的130年内，科学家测定到地球磁场大约衰减了14%。39-41地磁场强度的逐渐减弱，显示地球是被造的，它是有一个开始的。这个结果准确地证实了热力学第二定律确实是宇宙间一个普遍的真理 --“天地都要如外衣渐渐旧了”。

所以，热力学第二定律不只应用在热力学上，它也是宇宙间一个普遍的真理。即当物体有秩序时，熵的数量小；而当物体无秩序时，熵的数量大。

众所周知，宇宙中每一个星球都在不停地运转着，这意味着，每一个星球和星云都无时不刻地消耗着自身的能量。太阳每秒钟释放出4.0×1026焦耳的能量，即每秒钟放出的能量约等于115亿吨煤炭燃烧产生的热量，而送给地球的能量相当于100亿亿度电力，为太阳总放射量的20亿分之1。1980年4月，美国物理学家观测到太阳以每100年缩小1/1000的比例正在进行。42太阳每天消耗的能量我们暂且不敢计算，每个银河系里大约有1000亿个恒星，大多数比太阳大几十倍，甚至上百倍以上会发光的星球，2005年1月12日报道，美国天文学家观测到宇宙中迄今最大恒星周长为太阳的1500倍。43它们每天所发放出来的能量无人能计算，甚至无人能想象。2007年5月，美国天文学家宣布一颗超新星（2006gy，位于2.4亿光年之外的英仙座NGC1260星系）的发现；2006年9月，这颗超新星忽然爆发，亮度达到太阳亮度的500亿倍，而其亮度也是一颗典型的超新星的100倍，被认为是迄今为止能量最大和亮度最高的超新星爆发。442010年7月21日，《每月皇家天文学会通报》（Monthly Notices of the Royal Astronomical Society）报道，英国科学家发现迄今已知质量最大的恒星。这颗恒星名为R136a1，估计其质量为太阳的320倍，其发出的光芒比太阳强烈1000万倍。4520世纪上半叶，科学家用希尔（Hale）望远镜可以看到宇宙中有100亿个银河系，爱因斯坦估计，比这个数字还要大十倍。我们知道，相对于浩瀚无穷的宇宙，希尔望远镜不但有限，当然是太有限了。有报道指出，宇宙中已有不少大小星球互相碰撞或自我爆炸而销毁。当某个天体系统里的星球销毁之后，不但释放出无法计算的巨大能量，而且该系统里其它星球之间的相互引力就要重新调整，甚至可能会因此带出许多其它问题来。20世纪后叶，法国科学家测定出，由于地球转动放慢，时间少了一秒钟。21世纪初的今天，科学家测定到，地球正在以每年15厘米的距离逐渐远离太阳，月球轨道每年扩大约4厘米，地球运转则减缓了0.000017秒（一天的长度每年变长约15微秒），太阳的转动率每世纪减少3毫秒（每年0.00003秒）。46,47在跨过2009年1月1日的钟声前，全世界的人都亲身经历、见证或感受到地球又少了一秒钟。每个星球和星云都不停地消耗着自身的能量，故万有引力也随之不断地减弱着。

当今时代，由于人类过度地开发和滥用地球上的资源，战争以及核武器试验等诸多因素的影响，使整个地球上的生态环境（包括大气层）遭到了严重的破坏，早已不是几十年前的较自然状况了。科学家测定出，从1970年代到2000年，全球平均气温上升了近一度；科学家还预测，百年之后将平均上升6-7度。全球气温的不断上升将导致一系列不可预测的重大灾难，其后果不堪设想。本来春夏秋冬四季分明的气候，现在已经开始混乱了；本来非常稳定的自然生态环境，现在日益被人类破坏；本来该下雨的地区，现在常出现旱灾，而不该多下雨的地区，却常成为洪灾。地球产生的温室效应以及正不断出现的各种严重自然环境灾难，正是热力学第二定律“失序”原则的一个强大明证。有报道指出，2004年12月26日上午8时在印度尼西亚苏门答腊岛（Sumatra Island, Indonesia）以北海域发生9级强烈大地震，其发放出来巨大的能量所产生的震动，甚至影响了地球的转动速度。2008年8月15日， 美国维吉尼亚海洋科研所（Virginia Institute of Marine Science, USA）的罗伯特·戴尔兹教授、博士（Prof. Dr.　　Robert J. Diaz）和鲁特尔·罗森伯格教授、博士（Prof. Dr.　　Rutger Rosenberg, 1943-），在《科学》杂志发表论文，指出全球的海洋死亡地带（ocean dead zones）现在已有400多个，比联合国两年前统计的数字增加了一倍。戴尔兹教授说：“最近，据报道中国长江口附近发现一个死亡地带。它可能从20世纪50年代以来就缺氧，只是我们没有发现而已。”48这方面的研究报道已越来越多……这些证据都清楚地告诉我们，宇宙和地球正由有秩序趋向无秩序，由有规则趋向无规则，由纯正走向混淆。这是热力学第二定律在宇宙万物中所反应出来的一个普遍真理。

2010年6月19日，美国《地球物理学研究快报》（Geophysical Research Letters）报道，地球的一个上层大气层（热层）最近以出人意料的大规模发生“塌陷”，后又再度反弹。虽然这种“塌陷”并不罕见，但规模之大让科学家震惊不已、百思不得其解。49

令人感到万分惊讶的是，《圣经》不但在创世记、诗篇和以赛亚书等书卷里清楚提到宇宙天地会慢慢败坏，在近2000年前成书的启示录这卷预言书里，更是把宇宙天地将来败坏的情形具体化来。启示录第6章第12-13节：12揭开第六印的时候，我又看见地大震动，日头变黑象毛布，满月变红象血；13天上的星辰坠落于地，如同无花果树被大风摇动，落下未熟的果子一样。（还可参见：以赛亚书第24章第1、3-4、18-20节，第34章第4节；马太福音节第24章第29、35节；马可福音节第13章第24-25、31节；路加福音节第21章第11、25-26、33节；启示录第8章第12节等）毫无疑问，这是描写宇宙中关于“热力学第二定律”最清楚、最直观的科学真理了。当我们拜读 神的这些话语时，我们无法不屈膝拜服在祂的脚前！

因此我们要问：是谁把一些杂乱无序的字符进行有序化的组织，使它们成为有意义、目的和情感化的词句？是谁能把残垣败瓦自动恢复为华屋、并自我装饰得越来越漂亮？是谁能使一大堆废物产生各种各样大小美丽的天体，并运行得如此有规律？又是谁可让这一堆毫无生命气息的物质（碳、水分子等）有序化为结构和机能极为复杂的活的生命体、并赋予灵魂？当然，我们清楚知道，这一切的背后绝对少不了有为它们买单（付出代价）的主人。

所以热力学第二定律也是达尔文进化论者的当头棒，因为从变形虫进化到人，是一个有序增加的过程，也就是熵减少的过程，而这个过程违反热力学第二定律，故是不可能的。它明确地指出：世界不是在“进化”中，而是在“退化”（degeneration）中。20世纪90年代初，在中国云南省澄江县帽天山所发现的古老生物化石群，即动物界中所有不同体形构造，属于“门”（phylum）一级的动物有50多“门”，比现存的30多“门”更多，也是一个非常明显的例子。

曾经长期在美国西北大学（North Western University, USA）执教的物理学家爱德森·贝克博士（Dr. Edson Peck）根据热力学第二定律，在他的《科学家相信 神》（Scientists Believe in God）一书中指出：我们有充分的理由相信，宇宙象一个发条逐渐慢下来的大时钟，必须有人上发条，他相信那个上发条的就是 神。50请我们再回到《圣经》里来看看，并得到印证：

希伯来书第1章第3节

成书时间：公元前60-70年

祂是 神荣耀所发的光辉，是 神本体的真象，常用祂权能的命令托住万有。祂洗净了人的罪，就坐在高天至大者的右边。

一台完整的机器需要工程师完美的设计和制造；它需要能量（如汽油等）和人的启动才能运转；同时也需要人不断的维修、维护，才能保持它的稳定和正常工作。宇宙天地万物的运行如此井然有序、天衣无缝，只能是创造者“常用祂权能的命令托住万有”的结果。

热力学第二定律不过是公元1850年之后，才被科学家提出来的。这里实实在在地告诉我们全人类，宇宙中确实有一位创造者管理着这一切。

其实，早在3500年前成书的创世记第3章，已经非常清楚地记载了热力学第二定律的科学事实了。当人违背 神、犯罪堕落之后，公义的 神就审判了这一切：1）人心开始变成有诡诈的智慧：他们两人的眼睛就明亮了，才知道自己是赤身露体，......2）永生的生命变成了必腐朽必死的生命：神除去了生命果；人出于泥土，还要归于泥土。3）完美无缺的宇宙天地（包括生物界）也变坏了，因此被 神咒诅了：天起了凉风。地必为你的缘故受咒诅：你必终身劳苦，才能从地里得吃的；地必给你长出荆棘和蒺藜来（生物界开始起突变；所以，突变是一定变坏的，也只能是变坏的。今天，我们所观察到的，不但是所有的生物都处在退化、衰败中，而且许多人为的工作正在加速生物的衰败，如基因食物、杂交育种或配种，药物和农药等化学品的大量滥用，对生物、土壤、环境和人体的破坏；还有人体基因变异所产生的遗传病，正在给社会带来日益沉重的负担，等等）。4）人与人之间的关系就开始复杂起来了，人间痛苦、罪恶的事也产生了：怀胎、生产苦楚，你必恋慕丈夫，你丈夫必管辖你。5）牲畜野兽（动物界）变凶恶了，并且会伤害人：必受咒诅。等等。在这里，我们看到的是：人世间罪恶的结果产生了热力学第二定律；也可以说，罪恶是导致热力学第二定律产生的本质原因。因为 神审判并咒诅了这一切，使这所有的，本来可以承受永恒的，变成会朽坏的了。（还可参见耶利米书第5章第24-25节）

神说：“其上的居民，也要如此灭亡。”任何人都逃脱不了死亡这一关，人一出生就迈向死亡，即开始了生、老、病、死的人生四步曲整个过程。幼嫩细腻的肢体逐渐变成枯干粗糙的；功能强壮、健全的内脏器官逐渐变成衰弱无能、病态百出的；乌黑众多的秀发逐渐成为白发苍苍或者“地中海出现”现象的；敏捷的思维能力最后变成迟钝或者痴呆的；口齿伶俐的慢慢变成言语不清，甚至口是心非的；耳聪目明的慢慢变成近视、远视、散光眼、白内障或者老花眼和听力迟钝的；精力充沛的脑、体力逐渐变成疲惫不堪、行动缓慢的；天真无邪、美丽纯洁的心灵慢慢变成奸诈狡猾、作恶多端的......很不幸，这不正是热力学第二定律所揭示的另一个普遍真理吗？

我们再来看看还有一种社会现象与热力学第二定律普遍真理吻合的例子，即人心不古，世风日下；美丽的变成丑恶的；文明的变成野蛮的；白的变成黑的；有秩序的变成混乱的；本来应该是民主、自由的却变成极权、专制的。虽然人是绝对要死的，也不能自救，然而， 神却为我们赐下了救赎恩典 -- 永恒的生命，即“惟有祢永不改变，祢的年数没有穷尽。”虽然人在黑暗里没有任何盼望，然而， 神却为我们创造了“太阳”-- 救恩的大光；虽然人到了走投无路的绝境之地， 神却为我们从天上降下了“天梯”-- 救主耶稣基督。这就是基督徒常常所说的，以及许多人亲身体验的真理：人的尽头就是 神的起头。 神明确向世人启示了祂话语里的热力学第二定律之宝贵科学知识，从而为物质界的需要服务； 神还透过这一科学知识让我们了解祂话语里真正的目的和永恒的意义，即“惟有我的救恩永远长存，我的公义也不废掉。”《圣经》同时启示了我们的永恒归属：这个世界为“能朽坏的”，而 神的国度为“不能朽坏的”。我们不属这个会败坏的世界，我们的家乡在 神永恒美丽的天国。

亲爱的朋友，你心灵深处的慧眼也能看到这个奥秘？你愿意打开心扉接受无限慈爱的 神为世人设计的救赎恩典吗？