黃啟新

進化論其中一個主要「聖像」(icon)是「米勒-尤里實驗」(The Miller-Urey Experiment)。可是正如威爾斯(Jonathan Wells)在他的著所《進化論的聖像 — 科學還是神話?》1中指出,米勒-尤里實驗裡所模擬的原始大氣層是錯誤的。

1920年代,俄國科學家奧巴林(A. I. Oparin)和英國科學家哈爾登(J. B. S. Haldane)提出在原始大氣層(primitive atmosphere)中的閃電可以產生生命的原素。2,3

1953年米勒(Stanley Miller),芝加哥大學的諾貝爾得獎化學家(Harold Urey)的一個學生,利用電流通過一些他們認為能夠模擬地球原始大氣層的混合氣體,製造出氨基酸(amino acid)— 建構生命的素材出來(見圖)。4

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米勒-尤里實驗振撼了當時的科學界,米勒的成功引發其他科學家做了一系列類似的實驗。5 米勒-尤里實驗後來被加入差不多所有中學及大學的生物學教科書裡,作為科學家已示範出生命起源第一步的證據。

可是現時大部份地質化學家都相信米勒-尤里實驗並沒有模擬地球初期的實際情況,原因是實驗用錯了模擬原始大氣層的混合氣體。

原始大氣層的成份

米勒所用的是混合了甲烷(methane, CH4),氨(ammonia,NH3),水(water,H20)的高氫(hydrogen,H2)含量氣體,這是奧巴林和哈爾登所提出原始大氣層的成份。現時大氣層含21%氧氣,而奧巴林和哈爾登的原始大氣層卻沒有氧氣,原因是氧氣會阻礙有機合成(organic synthesis)- 這亦是為何化學家在實驗室裡合成或儲藏有機化學物品時,通常會清除密封容器裡的氧氣的原因。因此奧巴林和哈爾登推斷原始大氣層是貧氧(lacking oxygen)的,換句話說,他們所提出的原始大氣層是還原性(reducing)的。

最初科學家認為還原性的原始大氣層似乎是合理的,因為他們相信地球是由星塵和氣體凝結而成,所以原始大氣層的成份類似大部份由氫氣構成的星際氣體亦很合理。

可是在1952年,芝加哥大學的地質化學家布朗(Harrison Brown)根據地球大氣層中稀有氣體(rare gases)的成份,推論出如果地球曾經有過原始大氣層的話,那麽大氣層在地球形成後不久便消失了。6

1960年代普林斯頓大學地質化學家賀蘭(Heinrich Holland)和卡內基學院的地球物理學家艾貝爾森(Philip Abelson)獨立地提出地球的原始大氣層並非源自星際氣雲,而是來自地球本身的火山爆發。7,8火山爆發所釋放出來的氣體主要由水蒸氣(H20),二氧化碳(carbon dioxide,CO2),氮氣(nitrogen)和小量的氫氣所組成。由於氫氣太輕,地球的重力無法把氫氣留住,所以氫氣(和其他稀有氣體一樣)會流失到外太空裡去。

如果原始大氣層的主要成份為水蒸氣,太陽的紫外光會把大氣層上層的水蒸氣分解成氫氣和氧氣,這過程稱為「光解作用」 (photodissociation)。雖然科學家相信現時大氣層的氧氣主要是後來由植物通過光合作用(photosynthesis)產生出來的,但理論模型暗示光解作用產生了一些原始氧氣。

光解作用所產生的氫氣會流失到太空,所以沒有東西可以還原二氧化碳和氮氣,因此甲烷和氨便無法形成去構成原始大氣層。艾貝爾森亦注意到氨吸收太陽光中的紫外線,並會被快速分解。此外,如果原始大氣層中有大量的甲烷存在,那麽早期岩石會含有大量有機分子,但事實卻非如此。

所以艾貝爾森及其他科學家認為奧巴林和哈爾登所提出的原始大氣層成份是錯誤的,原始大氣層與米勒-尤里實驗裡所用的混合氣體相差甚遠。1975年比利時生化學家弗洛金(Marcel Florkin)宣佈「還原性原始大氣層的觀念己被摒棄了」,而米勒-尤里實驗已「不再被視為符合地質學」。9

1977年兩位主要的生命起源研究員霍士(Sidney Fox)和杜斯(Klaus Dose)改變原先支持原始大氣層貧氧的觀點,並指出還原性原始大氣層看來在地質學上「並不正確,因為種種證據證明大部份氫氣很可能流失到外太空,剩下來的甲烷和氨已被氧化了」。根據霍士和杜斯,米勒-尤里實驗不單用錯了混合氣體,而且亦不能正確地代表早期的地質學實況,因為他們並沒有把氫氣從系統中排除。在一次米勒-尤里實驗中,氫氣累積到混合氣體的76%之高,但在早期的地球,氫氣早已逃到外太空。霍士和杜斯最後總結:「人們已日益普遍知道,米勒的合成並在地質學上沒有意義。」10

1995年科恩(Jon Cohen)在《科學》雜誌寫道,很多研究生命起源的學者己經摒棄了1953年的實驗,因為「早期的大氣層與米勒-尤里的模擬完全不像。」11

水蒸氣,二氧化碳和氮氣的大氣層,即使把氧氣排除,也無法產生氨基酸。1977年霍士和杜斯公佈這樣的混合氣體加上電流無法產生氨基酸。賀蘭在1984年注意到如果把甲烷和氨從混合氣體中移除,那麽「在實驗中有機化合物的產量和種類便會大大的減少」。根據賀蘭,二氧化碳、氮氣和水的混合物完全無法產生氨基酸。12

即使產生氨基酸又如何?

"假如"科學家有一天真的能夠以真實的原始大氣層製造出氨基酸,這離開製造出一個活細胞又有多遠呢?

威爾斯在史特博的《為人類尋根》一書說:「難以置信地遠。這是一個極為複雜的過程的第一步。你需要有正確數目和正確類型的氨基酸去連接起來才能製造出一個蛋白分子,但這離開製造出一個活細胞還差很遠。然後你需要幾十個蛋白分子,按着正確的次序排列好,才能製造出一個活細胞,這樣的機會率小得驚人。沒有生命的化學物與即使最原始的生物之間的鴻溝,實在大得驚人。

「... ... 如果你想製造生命,除了要將沒有生命的化學物質變成細胞的成份,還要面對一個更大的難題,就是如何將它們按正確的次序排好 ... ... 因此,即使你能完成從米勒實驗裡的氨基酸 — 極有可能沒有在現實世界存在過 — 到製造出一個活細胞所需的元素(酵素、DNA等等)那幾千個步驟 — 你仍然離開製造生命無限遠。」13

由此可見,即使原始大氣層真的能夠製造出氨基酸,要製造出活細胞亦是不可能的事。

聖經中的答案

自從達以文於1859年提出進化論,科學家到今時今日亦未能解釋生命起源。相反,地質學、地質化學以及化石記錄的資料都證明生命在地球歷史初期迅速出現 — 造物主的概念呼之欲出。

其實聖經已經為我們提供了一個簡單而清晰的答案:上帝創造天地和生命。上帝雖然不能用肉眼看見,但衪透過大自然向我們顯露:

約伯記12:7-9「你且問走獸、走獸必指教你.又問空中的飛鳥、飛鳥必告訴你.或與地說話、地必指教你.海中的魚、也必向你說明。看這一切、誰不知道是耶和華的手作成的呢。」

詩篇19:1-6「諸天述說 神的榮耀.穹蒼傳揚他的手段。這日到那日發出言語.這夜到那夜傳出知識。無言無語、也無聲音可聽。它的量帶通遍天下、它的言語傳到地極。 神在其間為太陽安設帳幕.太陽如同新郎出洞房、又如勇士歡然奔路。它從天這邊出來、繞到天那邊.沒有一物被隱藏不得它的熱氣。」

詩篇8:1-3「耶和華我們的主阿、你的名在全地何其美.你將你的榮耀彰顯於天。你因敵人的緣故、從嬰孩和喫奶的口中、建立了能力、使仇敵和報仇的、閉口無言。我觀看你指頭所造的天、並你所陳設的月亮星宿、」

羅馬書1:20「自從造天地以來、神的永能和神性是明明可知的、雖是眼不能見、但藉著所造之物、就可以曉得、叫人無可推諉.」

 


1.  Wells, J. 2000. Icons of Evolution: science or myth?: Why much of what we teach about evolution is wrong (Regnery, Washington DC).
2. A. I. Oparin, Origin of Life (Moscow, 1924; translated by S. Morgulis and published by Macmillan in 1938).
3. J. B. S. Haldane, Rationalist Annual 148 (1928), pp. 3-10.
4. Stanley Miller, "A Production of Amino Acids Under Possible Primitive Earth Conditions," Science 117 (1953), pp. 528-529.
5. Iris Fry, The Emergence of Life on Earth: A Historical and Scientific Overview (New Brunswick, N. J.: Rutgers University Press, 2000), pp. 79-83.
6. Harrison Brown, "Rare Gases and the Formation of the Earth's Atmosphere," pp. 258-266 in Gerard P. Kuiper (editor), The Atmosphere of the Earth and Planets, Revised Edition (Chicago: The University of Chicago Press, 1952)
7. Heinrich D. Holland, "Model for the Evolution of the Earth's Atmosphere," pp. 447-477 in A. E. J. Engel, Harold L. James, and B. F. Leonard (editors), Petrologic Studies: A Volume in Honor of A. F. Buddington (Geological Society of America, 1962), pp. 448-449.
8. Philip H. Abelson, "Chemical Events on the Primitive Earth," Proceedings of the National Academy of Sciences USA 55 (1966), pp. 1365-1372.
9. Marcel Florkin, "Ideas and Experiments in the Field of Prebiological Chemical Evolution," Comprehensive Biochemistry 29B (1975), pp. 231-260.
10. Sidney W. Fox and Klaus Does, Molecular Evolution and the Origin of Life, Revised Edition (New York: Marcel Dekkar, 1977), pp. 43, 74-76.
11. Jon Cohen, "Novel Center Seeks to Add Spark to Origins of Life," Science 270 (1995), pp. 1925-1926.
12. Heinrich D. Holland, The Chemical Evolution of the Atmosphere and Oceans (Princeton: Princeton University Press, 1984), pp. 99-100.
13. Lee Strobel, The Case for A Creater (Zondervan, 2004) pp. 38-39.