科学圣经人生
石头的年龄
苏绯云博士

石 头 的 年 龄 怎 么 算 呢 ? 当 你 到 各 大 公 园 旅 游 的 时 候 , 你 可 能 会 像 我 一 样 , 到 处 读 公 园 的 展 览 牌 。 这 些 展 览 告 诉 我 们 各 景 点 的 名 称 和 特 色 , 也 常 常 告 诉 我 们 某 些 山 的 年 龄 ━ 常 是 百 万 , 千 万 , 万 万 或 几 十 亿 年 。 这 些 “ 年 龄 ” 可 靠 吗 ? 怎 么 算 的 ?

不 少 人 说 ∶ 「 我 知 道 , 是 用 碳 十 四 法 算 的 。 」 就 如 有 一 次 , 我 们 去 黄 石 公 园 玩 , 旅 途 上 见 到 些 卖 化 石 的 商 店 , 我 们 停 下 来 买 化 石 。 我 们 买 了 一 些 盒 子 上 写 著 「 五 万 万 」 年 的 化 石 。 我 问 老 板 ∶ 「 这 五 万 万 年 是 用 什 么 方 法 算 出 来 的 ? 」 两 间 商 店 的 老 板 都 回 答 ∶ 「 用 碳 十 四 的 方 法 。 」 虽 然 当 时 我 没 有 当 面 告 诉 他 们 , 但 是 他 们 的 回 答 都 是 错 的 。 因 为 “ 碳 十 四 法 ” 不 能 给 我 们 万 万 年 , 连 百 万 年 也 不 可 能 , 最 多 可 以 给 我 们 九 万 年 ; 但 是 还 没 有 找 到 九 万 岁 的 东 西 , 所 有 被 测 验 的 东 西 , 包 括 煤 碳 和 钻 石 , 都 没 有 九 万 岁 , 以 後 会 更 仔 细 的 谈 “ 碳 十 四 法 ” 。

一 般 人 以 为 “ 碳 十 四 法 ” 被 用 来 测 验 石 头 的 年 龄 , 其 实 不 是 的 。 “ 石 头 的 年 龄 ” 计 算 法 之 一 是 用 其 他 “ 放 射 性 元 素 ” 去 测 验 的 。 一 方 面 , 碳 十 四 是 碳 元 素 之 一 , 顾 名 思 义 , 只 有 含 碳 的 东 西 才 能 测 出 有 多 少 碳 ; 另 一 方 面 , 因 为 碳 十 四 法 只 能 测 到 万 年 , 不 能 测 出 更 长 的 时 间 , 因 此 对 那 些 要 求 石 头 亿 万 年 老 的 人 , 并 没 有 什 么 用 。

到 底 石 头 有 多 老 ? 其 实 只 有 一 个 方 法 可 以 告 诉 我 们 任 何 东 西 的 准 确 年 龄 , 那 就 是 历 史 的 方 法 。 有 目 击 者 看 见 它 的 出 生 , 计 算 它 出 生 之 後 到 如 今 过 了 多 少 时 间 , 才 真 正 知 道 它 的 年 龄 。 其 他 的 方 法 都 是 推 论 的 , 推 论 之 中 比 较 可 靠 的 是 类 似 的 历 史 记 载 , 比 如 说 , 历 史 上 我 们 见 过 好 几 位 小 孩 , 从 出 生 到 十 岁 。 当 我 们 见 到 一 位 新 的 小 孩 的 时 候 , 我 们 可 以 用 以 前 见 过 的 孩 子 作 参 考 , 猜 猜 这 新 的 小 孩 几 岁 。 我 们 自 己 有 四 位 儿 女 , 也 见 过 其 他 的 小 孩 , 这 给 我 一 些 参 考 。 当 我 在 机 场 见 到 不 认 识 的 孩 子 的 时 候 , 我 就 用 头 脑 存 著 的 参 考 , 猜 猜 那 孩 子 的 年 龄 。 当 然 我 猜 得 不 一 定 准 确 , 但 也 错 不 了 太 多 。 我 猜 一 个 孩 子 是 一 岁 左 右 , 不 会 错 到 那 去 , 多 数 时 候 他 真 的 是 一 岁 左 右 。

石 头 呢 ? 如 果 我 们 没 有 见 到 石 头 出 生 , 又 从 它 出 生 计 算 到 如 今 , 我 们 就 不 可 能 有 它 的 准 确 年 龄 。 又 如 果 我 们 没 有 见 过 很 多 石 头 出 生 的 历 史 , 也 不 能 有 历 史 作 为 参 考 去 猜 某 块 石 头 的 年 龄 。 因 此 , 要 知 道 没 有 历 史 记 载 的 石 头 的 年 龄 实 在 不 容 易 , 也 很 难 准 确 。 从 有 历 史 的 石 头 看 “ 放 射 性 元 素 测 算 法 ” 带 给 我 们 很 大 的 疑 惑 , 比 如 , 知 道 历 史 的 火 山 岩 , 用 “ 放 射 性 元 素 测 算 法 ” 得 到 的 年 龄 是 三 十 亿 年 , 其 实 历 史 上 只 是 二 百 年 。 为 什 么 有 这 么 大 的 差 异 呢 ? 因 为 这 方 法 事 实 上 是 有 某 些 假 设 的 , 如 果 这 些 假 设 不 是 事 实 的 话 , 算 出 来 的 结 果 可 能 就 不 对 了 。

基 本 上 “ 放 射 性 元 素 测 算 法 ” 是 用 一 块 石 头 样 本 , 将 它 磨 碎 , 计 算 这 样 本 中 有 多 少 母 元 素 , 多 少 子 元 素 , 再 根 据 现 在 母 元 素 变 成 子 元 素 的 速 度 去 计 算 , 看 看 母 元 素 需 多 少 年 才 会 变 成 这 些 子 之 素 。

让 我 用 个 很 简 单 的 方 法 来 说 明 ∶ 比 如 说 , 我 在 这 房 间 看 书 , 你 进 来 的 时 候 我 在 看 第 1000 页 。 你 进 来 之 後 算 我 看 书 的 速 度 , 发 现 我 一 分 钟 看 一 页 。 那 么 你 还 没 有 进 来 之 前 我 已 经 在 这 房 间 多 少 分 钟 ?

如 果 你 的 回 答 是 1000 分 钟 , 这 是 一 般 科 学 家 的 回 答 ( 记 得 吗 ? 科 学 家 也 是 人 , 和 你 我 一 样 , 有 自 己 的 意 见 ) 。 你 想 我 在 这 房 间 是 不 是 确 定 是 1000 分 钟 ? 可 不 可 能 事 实 上 我 在 这 只 有 一 分 钟 ? 或 是 一 秒 钟 , 而 你 进 来 时 我 确 实 在 看 第 1000 页 ?

在 讲 座 上 , 当 我 问 ∶ 「 有 没 有 人 不 同 意 1000 分 钟 的 结 论 ? 」 一 定 有 人 表 示 不 同 意 , 那 么 我 就 问 ∶ 「 为 什 么 你 不 同 意 我 在 这 房 间 一 定 是 1000 分 钟 ? 」 一 定 有 人 说 ∶ 「 你 从 那 一 页 看 起 ? 」 也 一 定 有 人 说 ∶ 「 你 是 不 是 每 页 都 看 ? 」 或 「 你 有 没 有 停 下 来 ; 出 去 吃 饭 ; 看 快 或 看 慢 ? 」 意 思 是 , 你 还 没 有 进 来 之 前 我 从 那 一 页 看 起 , 你 不 知 道 , 因 为 你 没 有 观 察 ; 我 看 的 速 度 快 或 慢 ? 你 也 不 知 道 , 因 为 你 没 有 观 察 。 科 学 是 需 要 观 察 的 , 但 你 不 在 埸 , 无 从 观 察 。 还 有 , 你 还 没 进 来 之 前 我 有 没 有 把 书 翻 到 後 面 或 翻 到 前 面 , 你 也 不 知 道 , 因 为 你 不 在 埸 , 不 能 观 察 。

当 我 们 用 这 简 单 的 方 法 来 解 释 好 像 高 深 莫 及 的 “ 放 射 性 元 素 测 算 法 ” 时 , 你 很 容 易 就 发 现 这 算 法 很 有 问 题 , 因 为 你 很 容 易 看 到 三 个 假 设 ∶

第 一 , 假 设 我 从 书 的 第 一 页 看 起 。

第 二 , 假 设 我 看 书 的 速 度 持 恒 不 变 , 一 分 钟 一 页 。

第 三 , 假 设 没 有 其 他 因 素 把 书 翻 来 翻 去 。

这 三 个 假 设 必 需 全 部 是 事 实 , 那 1000 分 钟 的 结 论 才 有 价 值 。 只 要 其 中 一 个 假 设 不 是 事 实 或 不 知 道 是 不 是 事 实 , 那 1000 分 钟 的 结 论 也 就 没 有 价 值 !

同 样 的 , 在 使 用 “ 放 射 性 元 素 测 算 法 ” 时 , 假 设 石 头 出 生 时 只 有 母 元 素 , 没 有 子 元 素 ( 比 如 ∶ 只 有 钾 , 没 有 氩 ) 。 这 假 设 是 事 实 吗 ? 我 们 若 没 有 在 石 头 出 生 时 去 测 量 它 那 时 有 多 少 母 元 素 , 多 少 子 元 素 , 我 们 就 无 从 知 道 开 始 时 有 多 少 母 和 子 元 素 ( 在 我 们 的 比 喻 中 , 不 知 道 开 始 看 书 是 从 第 几 页 看 起 ) 。

第 二 假 设 ∶ 假 设 母 元 素 变 子 元 素 的 速 度 是 持 恒 的 。 问 题 是 , 我 们 研 究 放 射 性 元 素 也 只 不 过 百 年 , 就 算 在 这 百 年 中 我 们 观 察 的 锐 变 速 度 ( 半 衰 期 ) 都 是 一 样 的 , 我 们 是 否 那 么 大 胆 , 肯 定 这 速 度 在 过 去 几 十 亿 年 都 是 一 样 的 ? ( 在 我 们 的 比 喻 中 , 你 进 房 间 之 後 我 一 分 钟 看 一 页 , 你 是 否 可 以 肯 定 你 没 进 来 之 前 , 我 也 是 一 分 钟 看 一 页 ? ) 事 实 上 , 有 一 些 证 据 告 诉 我 们 这 速 度 可 能 以 前 比 现 在 快 。

第 三 假 设 ∶ 假 设 没 有 外 来 因 素 改 变 母 元 素 或 子 元 素 的 量 。 比 如 , 石 头 的 钾 有 没 有 被 洗 掉 或 从 外 界 流 进 来 ; 石 头 的 氩 气 , 有 没 有 被 外 界 影 向 或 增 加 或 减 少 。 ( 我 们 的 比 喻 中 , 书 页 有 没 有 其 他 因 素 翻 前 翻 後 ) 。 石 头 在 它 环 境 中 , 是 否 可 能 面 的 元 素 受 到 环 境 的 影 向 呢 ?

基 於 这 些 基 本 上 的 假 设 , 我 们 只 能 说 这 所 谓 “ 绝 对 年 龄 计 算 法 ” 一 点 也 不 绝 对 。 当 我 们 看 到 公 园 或 博 物 馆 的 展 览 , 告 诉 我 们 这 些 石 头 有 多 少 亿 年 老 的 时 候 , 我 们 必 须 问 ∶ 这 是 事 实 或 是 某 些 人 的 意 见 ?

昨 天 发 生 了 一 件 有 趣 的 事 情 ∶ 我 们 全 家 一 起 团 聚 , 也 是 庆 祝 我 俩 结 婚 四 十 周 年 。 之 後 有 一 天 在 大 儿 子 和 媳 妇 家 , 我 们 建 议 他 们 俩 口 子 出 去 一 下 , 我 们 照 顾 两 个 孙 儿 ; 另 一 天 在 大 女 儿 家 , 同 样 建 议 给 女 儿 和 女 婿 。 他 们 俩 口 子 出 去 的 时 候 , 我 俩 和 两 个 孙 儿 玩 。 我 丈 夫 见 到 女 儿 买 了 未 种 的 花 , 又 见 到 已 预 备 好 的 泥 土 , 就 说 ∶ 「 我 知 道 女 儿 要 把 花 种 在 那 。 」 於 是 他 就 和 孙 女 去 种 花 , 吃 早 饭 的 时 候 才 知 道 原 来 那 预 备 好 的 泥 土 已 撒 了 种 , 是 女 儿 给 她 女 儿 观 察 种 子 怎 样 长 出 来 的 实 验 。 孙 女 ( 四 岁 ) 说 她 有 告 诉 祖 父 “ 面 有 种 子 ” , 但 祖 父 以 为 深 知 女 儿 的 心 意 , 虽 然 听 到 , 却 不 加 思 想 , 不 以 为 孙 女 在 讲 有 意 思 的 话 。 当 然 , 那 些 刚 发 芽 的 种 子 下 落 不 明 了 , 他 们 在 谈 论 这 事 时 , 孙 女 对 祖 父 说 ∶ 「 你 要 用 你 的 头 脑 , 不 要 浪 费 你 的 头 脑 ! 」

童 言 无 忌 , 却 是 金 石 良 言 ! 让 我 们 用 我 们 的 头 脑 , 不 要 浪 费 我 们 的 头 脑 。 慎 思 明 辨 , 人 家 的 结 论 是 事 实 或 只 是 某 些 人 的 意 见 ?