让科学的巴别塔直达真理的天空
耶和华降临,要看看世人所建造的城和塔。耶和华说:“看哪!他们成为一样的人民,都是一样的言语。如今既做起这事来,以后他们所要做的事就没有不成就的了。我们下去,在那里变乱他们的口音,使他们的语言彼此不通。”--<创世纪11:5-7>
这世界上有不少的传奇和神话,而这些神话能否给予我们正面的灵感和启发,很大的一部分是取决于我们是否能用科学与理性去认识到神话仅仅是神话。天文学家卡尔。萨根曾经说过:“科学和灵性不只是互相包容;科学本身就是灵性的泉源”。伟哉斯言!一个真正拥有丰富精神生活的人必定是能够掌握科学方法与理性思考的人。沉迷于祖先传统及宗教思维的人往往只能在幻觉与惊恐中徘徊。
安徒生的“小美人鱼”童话打动了世界上无数的读者。为了纪念安徒生的文学成就,丹麦人在哥本哈根市建了一座美人鱼铜像作为丹麦人的精神象征。美人鱼的故事被迪士尼拍成动画片之后已经成为一个家喻户晓的人物。这位虚构的童话人物如今已活在许多人的心中。
但是古代的美人鱼并不像我们现在所想像般的活泼可爱,感情丰富。在本来的古希腊神话里,美人鱼时常用美妙的声音去诱惑神与人。听到美人鱼歌声的水手们会忘记他们手边的工作而跳进海里然后被淹死。美人鱼的法力在古代英国更是被宣染夸大。据说任何看到美人鱼的人都会遭遇不幸,而美人鱼们以此为乐。美人鱼也不只待在深海里了,英国的美人鱼可以游到河川及淡水湖里去危害一般百姓。甚至曾经有人认为美人鱼可以带来暴风,也有人描述美人鱼的身高可以长至六百公尺。
什么时候这些邪恶的生物变得温柔美丽了?当我们知道他们不是真的。在一个不是真的故事里,我们才有可能对里面的情节有无限的遐思;我们才会去为这些美人鱼去雕刻美丽的铜像;我们才会有兴趣去考证这些故事的源头,从而发掘到更多,更动听的,真实的故事。
大概除了少数偏执的基本教义派基督徒,对一般人而言巴别塔的故事仅仅是个神话。不过一些考古学家们却对这个传说的真正起源很感兴趣。现在我们读到的旧约里把“巴别”解释作“变乱”,这是因为在希伯来文里“balal”这个动词相当于英文的“to confuse”;不过许多考古学家们并不满意于这个解释。一种比较合理并被学者们接受的解释是“巴别”指的就是纪元前六世纪的新巴比伦王国,在巴比伦城内有一座用来祭拜太阳神的圣塔Etmenanki。这座塔可能就是旧约中所描述的巴别塔。有不太可靠的巴比伦古诗提到了在纪元前十八世纪的汉摩拉比王时这座塔就已存在,在纪元前六八九年亚述皇帝辛赫拉纳布攻破巴比伦城时据说也毁掉了这座塔。考古学家可以比较肯定的是在尼布甲尼撒二世在位时,这座圣塔已被重建完成。这座圣塔有七层楼九十一公尺高,以当时的建筑技术来说可以算是高耸入云了。在纪元前五八六年犹大王国被攻破时有不少犹太人被掳到巴比伦去作奴隶,这些犹太人在巴比伦看到了这个“通天”的塔,就把这座塔写进他们的神话里。也有学者认为旧约里许多神话都是犹太人在巴比伦做奴隶时从巴比伦神话及更古老的苏美神话中演变而来的。
当然古人不会花这么多时间去详细考证这座塔的来历或高度。不过既然在这本“神启”的书里有暗示到这座塔是极高的,巴别塔在古人的心中就真的很高了。原来的希伯来文古经里记载巴别塔的高度为大约二千五百公尺,比北岳恒山天峰岭(2016.1m)高了将近五百公尺;十三世纪末佛罗伦斯的政治家Giovanni Villani根据诸多古经书推算出巴别塔的高度为五千九百二十公尺,这只比北美最高峰麦金利山(6193.6m)低了大约二百七十公尺;十四世纪的旅行者John Mandeville记载了他所认为的巴别塔高度为一万二千八百公尺,这大约是大气对流层顶部在中高纬度区里的高度;十七世纪的荷裔英籍历史学家Richard Lawlands考证出巴别塔的高度为七千六百公尺,这差不多是巴基斯坦北部诸山峰的平均高度。
到底古人有没有可能把一座塔造到这么高?J。E。Gordan教授曾经做过一个有趣的计算:
我们先假设古书记载的建造方式是正确的。根据旧约的记载古人用烧透的砖去造塔。这些砖的平均重量大约是一百二十磅美立方英呎(1201b/ft^3);底层砖部所承受的压力最大不能超过六千磅每平方英吋(6000lb/in^2)。以古代的建筑技术而言任何高塔都必须是尽量实心的,尤其是要建这种“通天”的塔。
我们假设这个塔是一个长方柱型或者圆柱形,底面积=顶面积。底面积为X英尺平方(X ft^2),塔的高度h。那么塔本身的重量将会是(X ft^2)x h x(120lb/ft^3)。
塔底部所承受的单位压力是(塔重量/底面积),而塔底部不能够承受超过(6000lb/in^2)的压力。
我们可以把上述资料写成不等式:((X ft^2)x h x(120lb/ft^3))/(X ft^2)=<6000lb/in^2
不等式左边的分子与分母都有(X ft^2)所以可以对消。所以整个不等式可以简化为:(h x 120lb)/ft^3=<6000lb/in^2。一英呎等于十二英吋(1ft=12 in),所以我们可以把左边分母的(ft^3)转化成(12 x 12 x 12 in^3)。现在左边和右边的分母的单位都是英吋了,所以我们能够进行对消。结果我们可以得到:
(h x 120lb)/(12 x 12 x 12 in)=<6000lb。由这里我们可以推算出h=<86640 in。我们要记住1ft=12 in,所以我们可以得到结论:h=<7200ft,塔的高度不能超过七千二百英尺,或是公制大约二千二百公尺。建到比这个高度还高时底部的砖头就会垮掉。
理论上这会比一个柱状塔安全很多,不过我们就又要考虑到塔的占地问题了。假设这座“金字巴别塔”的底是正方形,四面坡度与地平面成四十五度夹角,我们可以很轻易的算出这座塔要占地十六平方公里,比五个北京大学的面积还要大。古人再怎么信神应该也不会没事浪费这么一大片土地去造一个仅仅是为了“通天”的塔。
听起来似乎还不坏--用原始技术居然能把塔造到这么高。不过我们要记住这座“塔”实际上是实心的,说穿了也只是把砖头一层一层“叠”上去而已;而且真正的建筑学是要考虑到非常多的因素的。就算只是这种基本的叠砖块游戏,光是风作用力就是一个大难题,因为塔建的越高就越容易随风摇晃或被吹倒。事实上古人也很了解这一点,所以不论是埃及的金字塔,巴比伦的圣塔或是玛雅帕伦克的神庙都采用金字型建筑,这样一来建筑物的重心在下方,自然就稳固了。我们能不能用建金字塔的方式“叠”出一座两千公尺高的巴别塔?现实社会中的建筑工程要比仅仅用石头砖块堆成一座神殿或祭坛困难的多,因为我们要考虑的不仅仅是建筑物的高度,我们还要考虑到建筑物的实用性。一个能够住人或是供作商业用途的建筑里面必须要有楼层,楼梯与隔间,把这些问题考虑进去后,要建一座仅仅是三十公尺高的楼房在十九世纪之前都是很困难的事。而且在没有泵的年代对住在高楼顶层的人取水是一个非常麻烦的事情,所以在古代几乎所有到达十公尺以上的建筑都是用作于祭祀用途或是防御敌人攻击的城墙或碉堡。埃及的库夫王大金字塔的高度是一百四十六公尺,用途是当作法老的陵墓;十四世纪的义大利建了波隆纳双塔,塔高九十七点二公尺,用作于战争用途。这些建筑是不能住人的,所以不合现代“摩天大楼”的定义。
不过人类对于摩天大楼的追求并不是到近代才开始的。当一个地区商业发达而人口密集时,人们为了有效利用土地资源,自然会想尽办法把楼房建高。在古罗马时代时罗马城就已经有高达十层楼的公寓。公寓的最底层租给商家或是有钱的市民;楼层越高房租越便宜,因为取水及出入都要爬上数十甚至一两百级的阶梯,极为不方便;在阿拉伯世界的黄金时期时有少数清真寺拥有十层楼以上的高度,这些清真寺顶部还有用巨型牛拉水车灌溉的空中花园;十六世纪时在叶门曾经出现五百多座十层楼以上的公寓,这些公寓的目的是为了让一般民众能够自我抵御贝都因人的劫掠。
三种科技的出现使得真正的摩天大楼成为可能:冷凝合金技术的发展让我们能够控制钢条的硬度,抽水泵的发明解决了住在楼顶的人用水的问题;机械升降机的出现使得上下楼所耗费的时间及体力大为减少。第一座结合这三项技术建成的摩天大楼是在一八八五年由建筑工程师William LeBaron Jenney策划下完成于美国芝加哥市的家庭保险大楼。楼高四十二公尺。虽然这个高度在现在看来不算什么,在当时这栋大楼被视为划时代的工程。芝加哥市政府当时甚至还一度认为这栋大楼是不可能竣工而短暂停止了工程。现代的摩天大楼基本上除了钢条外还运用到了强化玻璃,花岗岩,钢筋混凝土等先进材质技术和其他技术如防火,防震,防风等。目前地球上最高的摩天大楼是坐落于台北的台北壹零壹大楼,楼高四百四十八公尺。不过这个纪录在二零零九年九月将被阿联的杜拜塔刷新,届时塔高将为八百一十八公尺。
在巴别塔的神话里还有提到这个世界本来的言语是一样的,因为人造了巴别塔,耶和华把世界的语言变乱。一般基督徒把这段神话解释为上帝惩罚人的自大傲慢。
根据Ethnilogue:15th Edition,Raymond G Gordan,这个世界上仍然有人使用的语言总共有六千一百九十二种。这这么多种的语言是如何形成的?在现代科学出现之前人们一直只能用故老相传的神话去解答这个问题。在十八世纪末期,欧洲人假设语言的发展和文明的进化程度有关--印度和欧洲的语系有先进的拼音系统,所以这两地的文明是先进的;东亚及南太平洋的语系比较接近人类原始的语言形态,所以这些地方的文明是落后的。基于这个前提,欧洲学者们开始用科学方法去研究语言的起源,希望能够找出证明欧洲文化先进的证据。当然现在的我们已经可以从分子生物学和基因,遗传,考古学上的诸多证据知道这个前提一开始就是错的,所以语言学家们在这个错误的研究方向上越弄越迷糊,以至于在一八六六年时巴黎语言学协会一度禁止所有的语言学家继续讨论语言的起源。会中认定这个问题用科学方法是无解的。
不过科学家们并没有因此停止了对语言起源的探索。在达尔文提出了演化论之后,一些语言学家开始著手从演化的角度解释语言的起源:既然所有的人类都有共同的祖先,那么人类的语言也可能本来只有一个,然后经由类似演化树的方式逐渐发展成我们现在知道的多种语言。第一个公开提出这个假设的人是二十世纪初期的义大利语言学家Alfredo Trombetti于一九零五年发表。在当时并没有得到多大的支持,不过这种假设在二十世纪中期渐渐的被主流学术界所接受。