炭14發射性測年法精度如何？

方周 譯

詢問炭14測年法的人，通常是想要知道的是關於那些據稱能夠適用於上百萬、甚至
上億年的放射性測年法的問題，而炭14測年法只適用於上千年的範圍。人們想知道
的另一個問題是，上百萬年的時間如何能夠被擠壓在聖經所記述的歷史裡面。

很清楚，這樣漫長的歷史和聖經是無法融合的，除非我們在聖經所說的神的良善、
罪的起源、死亡和痛苦(耶穌來到這個世界的原因)方面有所妥協。

按其本意，基督徒就是認真聽從耶穌基督話語的人。

他說：“但從起初創造的時候，神造人是造男造女。”(可10：6)

這句話只有放在一個只有幾千年的時間表里時才有意義。如果人的出現是創造幾億
年之後的事，那麼這句話根本沒有任何意義了。

在討論其它的測年法之前，我們將先討論炭測年法。

炭時鐘的工作原理

炭的獨特性質對於地球上的生命具有重要影響。我們所熟悉的炭的應用包括炭木中
的黑色物質、寶石、以及含鉛鉛筆中的黑鉛。炭以數種形式存在，其中一種少見的
形式比氫元素重十四倍，那就是炭14，也稱放射性炭素。

炭14的形成是外太空裡的宇宙射線將中子擊出原子核的結果。這些快速運動的位移
中子在較低的空間撞擊到常態氮，將其轉變為炭14。與通常的炭有所不同，炭14處
於不穩定狀態而且緩慢地衰竭，還原為氮，並釋放出能量。這種不穩定性使炭14成
為放射性元素。

在空氣中的二氧化碳里可以找到常態炭(炭12)。植物首先吸收這些炭，然後動物再
把這些植物吃下去。所以一根骨頭也好，一片樹葉或一棵樹也好，即使一件木製家
具也含有炭元素。炭14一旦形成之後，就像常態炭一樣與氧氣化合，釋放出二氧化
碳，以動植物細胞為媒介而加入循環。

我們可以從空氣取樣，計算相對於每一個炭14原子，存在着多少炭12原子，從而得
出炭14與炭12的比率。由於炭14與炭12混合得非常之好，我們可以預期這個比率是
不變的，無論我們的樣品是取自樹上的一片樹葉，還是你身體上的某個部分。

在有生命的機體中，儘管炭14原子不斷地還原成為氮14，它們仍舊與周圍的環境交
換炭，保持着與大氣層中的混合比例的一致。然而，一棵植物或一個動物一旦死去，
其衰退的炭14原子便不再遷移，造成其中的炭14數量隨時間的移動而減少。換言之，
這造成了炭14與炭12之比的降低。因此，我們得到一個在某物死亡之際開始擺動的
“時鐘”。

很顯然，這種推理只對曾經是有生命的東西有效，不能用來監測，比方說，火山岩
石的年代。

炭14的衰退速率是這樣的，每5730年有一半的炭14原子還原成為氮14(正負誤差為40年
)，這就叫作“半衰期”。所以在兩個半衰期，即11460年之內，一有機體中所含有
的炭14隻有11460年之前的理論值的四分之一。從理論上講，任何50000年以上的機
體裡所留存的炭14都是無法測量的。這就是為什麼放射性測年法不能用於百萬年以
上的範圍。事實上，如果一件樣品中含有炭14，那麼這是它不具有百萬年歷史的有
力證據。

當然，事情並不是這麼簡單。首先，植物比較排斥含有炭14的二氧化碳。也就是，
這一類的二氧化碳吸收得較少，使這些植物看上去比它們的實際年齡要輕。再者，
不同的植物的排斥程度也不同。這些都需要加以矯正。

其次，大氣中炭14和炭12的比率並不是常數。比方說，工業時代燒掉大量的礦物燃
料，釋放出大量二氧化碳，造成那之前的炭14與炭12的比例偏高。因此，用炭測年
法測量工業時代之前的物質時，其結果會比實際年代更早。到了五十年代，大氣中
的二氧化碳14又因核試驗而有所增加，使得用炭測年法檢測的物質看上去比實際年
齡來得年輕。

測量古蹟中(例如古墓裡面的種子)的炭14含量可以得出被測年代裡大氣中炭14的程
度，從而有可能獲得一隻擁有局部刻度的“時鐘”。這樣，將炭測年法謹慎地用於
某些遠古時期的史物是可行的。然而，即使局限於這樣的歷史刻度，考古學家們也
因常見的不規則現象而不將炭14測年法視作絕對的方法。他們更多依賴的是將測年
法與歷史記錄相結合的方式。離開文字記錄的範圍，炭14時鐘就失去了準確的刻度。

影響炭測年法的其它因素

進入地球大氣層的宇宙射線數量也會影響炭14產生的數量和計年系統。到達地球的
宇宙射線量因太陽的活動和太陽系圍繞銀河系旋轉時地球所穿越的電磁雲的變化而
變化。

地球磁場的強度也影響進入大氣層的宇宙射線的數量。一個較強的磁場會令地球排
斥更多的宇宙射線。從總體上講，地球磁場的能量在減少，使現在產生的炭14比過
去要多，使古老的事物看上去比實際的更老。

再者，聖經記載的洪水對於炭的平衡也有極大的影響。洪水淹沒了大量的炭物質，
產生出媒、油等物質，降低了地球生物圈內(包括大氣層，洪水後重新生長的植物吸
收二氧化碳)炭12的總量。當時的炭14總量比例偏低，並且不依賴於炭的程度(來自
氮)。所以，洪水之前的炭14與炭12在植物/動物/大氣中的比例比現在的低。

除非將洪水的影響(再加上我們剛剛討論過的磁場作用)考慮在內，否則應用炭14測
年法對化石的估算結果將大大超過其實際年月。

創造論的研究者建議將挪亞洪水對於化石年代的影響定位在35000年到45000年之間。
這對炭測年法所產生的誤差數據是一個合理的的矯正。阿拉斯加冰凍麝香鹿屍體不
同部位之間非常不一致的“年代”，以及石穴內古舊地層中地懶圓狀糞肥極為緩慢
的積累速率都是應用這種矯正的實例。

還有，火山噴射的大量二氧化碳也被炭14所消耗。由於伴隨着洪水的火山作用，後
洪水初期形成的化石使得放射性炭因素呈現出比實際時間更早的年代。

總而言之，經過洪水影響的矯正以後，炭14測年法可以給出有用的結果。但是我們
還是要小心使用。它不能用以測量以百萬年計的時間。如果使用得當，其結果可以
與聖經中的洪水記載相吻合。