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警醒!1983年
《警》83 3/8 14-16頁

化石年代知多少?

「中國人掘出五十萬年前北京人的化石」

你是否不時讀到這類的報章標題?也許你納罕他們怎麼知道化石是五十萬年前的。

科學家有若干種方法去估計化石的年代。他們最信賴的是放射性元素鑑定法。這種方法是怎樣發揮作用的?它真的準確嗎?

以這種方法鑑定的通常不是化石本身而是在與化石同一岩層中發現的放射性礦物。

鈾-鉛鑑定法。鈾是經過極長時間而變為鉛的放射性元素。鈾的普通形態,鈾-238,的衰變速度是在四十五億年後有一半變成鉛。含鈾礦物的年代可藉衡量其中有多少已變成鉛來測定。

因此藉著分析礦物中鈾和鉛的含量就可以簡單地算出它的年代。但分析的複雜之處是,鉛有若干種相異的同位素,只有鉛206才是來自鈾238的。因此化學家必須藉著物理學家和他的質量分析計之助去測定鉛中含有多少這種特別的同位素。

可是,若要獲得正確答案,兩項十分重要的假定必須是真實的:

首先,鈾礦在溶岩的岩漿冷卻之際形成時必須沒有鉛混入。鈾內若混有任何鉛的成分,那末新形成的岩石就會看來已有幾百萬年之久了。

其次,必須沒有任何鉛從礦物逸出。倘若有些被用來測定年代的鉛已從古老的礦物中逸出,礦物在分析之下就會看來新近得多了。

由此你可以看出,這種方法絕不是完全無誤的。可是,藉著適當留意到這些可能發生的缺點,若干古老岩層曾以這種鑑定方法獲得相當可靠的估計。根據此法,地殼最古老的部分被鑑定為四十億年以上。

但是鈾礦物並非與化石出現在同一的地層中。由於在赤熱的岩石中或甚至在因高熱發生了變化的岩層中,化石已被破壞了。因此化石的年代必須用其他放射性時計來加以鑑定。

鉀-氬鑑定法。鉀元素在礦物中分布得頗為廣泛。它含有一種十分罕見的同位素,K-40,它的半衰期是十三億年。大部份的鉀變成鈣,但其中有百分之十一卻以不同的方式衰變成為氬。氬是惰性氣體。它不與其他元素混合,通常只出現於大氣層中。可是有些礦物,例如長石,含有曾經長時期不受干擾的鉀,同時由於放射過程而含有密閉的氬。

在火山灰降落將化石埋藏的場合,鉀的特性可以派到用場。鉀-氬鑑定法在理論上頗為簡單。當火山爆發時,從奔流的溶岩中逸出以前在岩石中由鉀變成的氬。隨著火山溶岩冷卻,岩石凝固後,其中的鉀現時已沒有氬存在而等待再度開始形成氬。因此鉀-氬時計已校至零點,由於火山爆發而埋沒的任何東西都可藉著分析周圍的灰而鑑定年代。

理論聽來很好,可是實行起來又再度有基本假定的難題產生。一方面,氬從礦物逸出的可能性會使年代衡量起來較實際為短。另一方面,倘若火山熱力所溶的岩石未把全部的氬蒸發掉,時計便會從起初就錯誤了。

使用鉀-氬鑑定法來衡量較新近的——例如數百萬年以內的——堆積物時,難題可能特別嚴重。灰內遺留小量的氬就可以造成極大的錯誤。例如,埋藏起來的鉀礦物在十億年內所積蓄的氬在一次火山爆發中噴出,若只有百分之一的八分之一的氬留在灰內,那末新埋的骨就會被鑑定為一百萬年之物。

對於已有一億年之久的堆積物,這樣也許不算是個重大錯誤。可是,在坦桑尼亞的奧杜維爾峽谷發現,被假定為人類祖先的化石,若聲稱是一百萬或二百萬年前之物,你可以看出錯誤會嚴重到什麼程度。只有時針的鐘是很難讀秒數的。

科學鑑定法的不可靠從以下的例證可以見之。兩位科學家希望把新的發現物與先前的發現物連接起來,後者曾被鑑定為六千五百萬年之物。可是,鉀-氬鑑定法測定新的發現物只有四千四百萬年歷史——相差了二千一百萬年。不成問題——有志者事竟成。兩位科學家「把原因諉於有氬氣逸出或攙了雜質,」一九八一年七月十八日的《科學通訊》報導說。科學家在投合他們的目的時就馬虎了事,在不利於他們的目的時則武斷專橫。

放射性碳鑑定法。放射性碳時計是以碳14五千五百年的半衰期為根據的,因此對於衡量地上人類歷史範圍內的年代有用得多。在這件事上我們所用的不是一種從創造以來即已存在的放射性元素。放射性碳的衰變期既如此短促,它本應在許久之前就完全消失了。但這種同位素卻由射進地球大氣層的宇宙射線所不斷形成。

一切生物在體內的各部分都有碳存在,生時具有與大氣中的二氧化碳同一比率的碳14。死了和埋葬之後,由於與大氣斷絕關係,碳14遂逐漸衰敗和消失。因此一塊古木或炭在掘出時,可以從遺留下來的碳14測出在多久之前它曾是一棵活著的樹的一部分。

在理論上是這樣。在實行起來時,有許多事是可以造成錯誤的。其中之一是,標本很容易被含有較古或較新的碳的物質所染污。

最嚴重的問題是,尤其是標本若十分古老的話,古時的放射性碳是否與今日的比率相同。這是沒有方法可以肯定的,因為這視乎襲擊大氣層的宇宙射線多寡而定,而宇宙射線是因時而異和或有或無的。例如,倘若為了某些原因,人類歷史最初期的宇宙射線平均強度只及今日的一半,出自當時的任何標本便可能看來比實際的年代較古五千五百年。

既然我們無法知道古代宇宙射線的強度,因此只在能以三千五百年前的歷史資料來衡量的場合才接受碳14鑑定乃是明智之舉。對於愈古老的物質,不確的程度便愈高。

那末各種鑑定方法可靠到什麼程度呢?北京人的化石真的是五十萬年前的遺物嗎?讓我們看看《大英百科全書》對此有什麼說法。論到以地球其他部分地層內的相類動物化石與之相比時,該書說:

「這些證據導致一項假定的結論,那便是直立靈長類主要是在更新世中期之初出現……在化石記錄上受到接納的最年輕直立靈長類核心代表看來是出自中國的北京、爪哇的千里爾、阿爾及利亞的特尼菲里等地的化石群和坦桑尼亞奧杜維爾人類祖先9號的頭骨。在千里爾地層所作的多次鉀-氬鑑定法所得的估計是,它們的年代約為出土之前五十五萬年。……看來合理的推測是直立靈長類的存在期介乎一百五十萬年至五十萬年之間。」

請留意一切避免確定主張的閃爍之詞,例如「假定」,「似乎」,「估計」,「合理的推測」等。它沒有聲明北京人的年代確已鑑定。經過一番推斷的湊集工作之後,該文終於以分析作為最後結論,以先前積存在鉀礦物中千分之一的氬作為支持人類五十萬年歷史的全部證據。我們若越過報章的頭條新聞標題,我們實在無法找到充分證據去證明那受到廣泛宣傳的北京化石古物。

人若想反對聖經所載的人類創造史,他大可以利用科學鑑定法自相矛盾的聲稱去為自己的主張辯護。可是,說句公道話,他其實應該承認這些方法太多漏洞和並不可靠,因此無法成功地向相信聖經是上帝真理之道的人提出挑戰。

[第14頁的精選語句]

若要獲得正確答案,兩項十分重要的假定必須是真實的

[第15頁的精選語句]

只有時針的鐘很難讀出秒數

[第16頁的精選語句]

只在能以歷史資料衡量的場合才接受碳14鑑定法乃是明智之舉

[第16頁的精選語句]

我們若越過報章的頭條新聞標題,我們實在無法找到充分證據去證明那受到廣泛宣傳的北京化石古物

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