給美國(guó)總統(tǒng)上五堂物理課

巴雅爾

美國(guó)加利福尼亞大學(xué)的物理學(xué)家理查德·馬勒在奧巴馬當(dāng)選為美國(guó)新一任總統(tǒng)之際，推出了自己的著作《未來(lái)總統(tǒng)的物理學(xué)》，用物理學(xué)原理分析了目前美國(guó)面臨的幾個(gè)關(guān)鍵議題，打算給奧巴馬上五堂物理課，讓總統(tǒng)走出傳統(tǒng)的思維誤區(qū)。

第一課 恐怖主義

在許多人甚至國(guó)家領(lǐng)導(dǎo)人的觀念中，恐怖分子對(duì)國(guó)家和社會(huì)最大的威脅是他們掌握核武器的時(shí)候。所以，反恐工作很大的精力花費(fèi)在控制恐怖分子擁有核武器。但是從物理學(xué)講，制造一枚原子彈絕非輕而易舉的事情，單是裂變?cè)?，比如鈾就十分難以獲得，更不用說(shuō)龐大的制造工廠(chǎng)了。任何一個(gè)恐怖分子膽敢自己制造核武器，都要冒著被發(fā)現(xiàn)的巨大風(fēng)險(xiǎn)。

于是人們又轉(zhuǎn)而認(rèn)為，也許恐怖分子可以制造小型的、含放射性元素的臟彈，即爆炸后能夠產(chǎn)生一定放射性的炸彈，其威力可以接近原子彈的效果。但這一次人們又想錯(cuò)了，雖然臟彈的結(jié)構(gòu)與普通爆炸裝置一樣簡(jiǎn)單，很容易制造，體積小攜帶方便，但是臟彈一旦爆炸，其含有的放射性物質(zhì)會(huì)迅速擴(kuò)散，于是放射威力大大降低。根據(jù)物理學(xué)家的計(jì)算，臟彈爆炸后甚至無(wú)法讓人們的癌癥發(fā)病率增加。這也許就是基地組織放棄制造臟彈襲擊美國(guó)的原因，因?yàn)榛亟M織實(shí)踐后才知道，那些關(guān)于臟彈威力的傳說(shuō)不過(guò)是忽悠人而已。

總統(tǒng)先生得明白，恐怖分子對(duì)公眾的最大威脅其實(shí)是燃燒彈之類(lèi)的武器，因?yàn)檫@些炸彈要制造和獲得太容易了，效果也比臟彈強(qiáng)。

第二課 能源

我們的教科書(shū)和媒體不厭其煩地宣稱(chēng)，人們對(duì)石油的依賴(lài)太大了，必須擺脫這種情況，必須用其他形式的能源，比如氫能、高科技電池替代石油來(lái)驅(qū)動(dòng)汽車(chē)行駛。

其實(shí)在物理學(xué)家眼中，氫能都不算是一種能源，因?yàn)槲覀兛刹皇菑膸r石中把氫氣直接開(kāi)采出來(lái)的，而是通過(guò)電解水或者從天然氣中分離而得到的，所以，氫能只是能量轉(zhuǎn)換的結(jié)果——是我們把其他能源轉(zhuǎn)換成了氫氣，而轉(zhuǎn)換過(guò)程是要損耗能量的。也就是說(shuō)，使用氫能從能量角度來(lái)說(shuō)是得不償失的。

許多小巧的電池讓人們很青睞，我們的手機(jī)和筆記本電腦就使用電池供電，但是同廣泛使用的汽油相比，世界上全部電池的能量也只有每年消耗的汽油產(chǎn)生的能量的1％。更為關(guān)鍵的是，目前的電池充電上千次之后就報(bào)廢了，因此使用電池的成本比使用汽油昂貴多了。

總統(tǒng)先生應(yīng)該知道，石油不是罪人，尋找替代能源固然有意義，但節(jié)約能源更為重要，也更為現(xiàn)實(shí)。與其告訴人們將空調(diào)設(shè)置成他們喜歡的任意溫度，不如保證房間的隔熱性能，人們就能節(jié)約很多能源了。

第三課 核能利用

人們知道核能的巨大威力，但卻害怕核電廠(chǎng)產(chǎn)生的核廢料。自從幾十年前蘇聯(lián)的切爾諾貝利核電站發(fā)生核泄漏以來(lái)，人們對(duì)核廢料的處理達(dá)到了登峰造極的地步。比如美國(guó)政府規(guī)定，在核廢料處理地區(qū)，居民因核泄漏而接觸的輻射量不能超過(guò)15毫雷姆。其實(shí)，一個(gè)人每年從自然界和在醫(yī)院做透視所接觸的輻射量都能達(dá)到350毫雷姆。

人們對(duì)核廢料的恐懼已經(jīng)達(dá)到了荒唐的程度，甚至有人說(shuō)，核廢料在300年后的輻射性比作為原料的鈾還要強(qiáng)100倍。從物理原理上講，這的確是事實(shí)，畢竟核廢料中含有的放射性元素比鈾礦要高。但事實(shí)上，所有的核廢料都被存儲(chǔ)在地下深處，并在周?chē)卜帕吮Ｗo(hù)裝置，即使略有泄露，它的危險(xiǎn)程度也只相當(dāng)于自然界中尚未開(kāi)采的鈾礦。

政治家往往以為，核廢料的處理需要在技術(shù)上更進(jìn)一步，但實(shí)際上技術(shù)早已足夠，總統(tǒng)先生要用物理學(xué)數(shù)據(jù)給民眾解釋清楚，核廢料保存問(wèn)題已經(jīng)解決了。

第四課 太空探索

在許多人心中，把人送往太空是科學(xué)進(jìn)步的體現(xiàn)，在太空中所做的任何工作都將是值得的。

還是理智一點(diǎn)思考太空探索吧！當(dāng)美國(guó)宇航局大談要把宇航員再次送上月球時(shí)，許多物理學(xué)家對(duì)此嗤之以鼻。從成本上講，無(wú)人運(yùn)載火箭要比載人航天飛機(jī)便宜許多，而完成任務(wù)的能力絲毫不差。迄今為止，人類(lèi)在太空探索領(lǐng)域里取得的最偉大的科學(xué)成就是，向太陽(yáng)系的重要行星派遣了無(wú)人飛行探測(cè)器，以及應(yīng)用了許多遙控設(shè)備探測(cè)宇宙。我們物理課本上最重要的太空科學(xué)知識(shí)并不是來(lái)自宇航員，而是來(lái)自太空或地面望遠(yuǎn)鏡，還有太空機(jī)器設(shè)備。

所以，不要自欺欺人地認(rèn)為，把人類(lèi)送到太空中，就能幫助科學(xué)進(jìn)步。實(shí)際上，作為國(guó)家領(lǐng)導(dǎo)人的總統(tǒng)必須清楚，把人送往太空不但是非常危險(xiǎn)的事，而且通常情況下由于耗資巨大，甚至?xí)尶茖W(xué)前進(jìn)的腳步減速！

第五課 全球變暖

在普通公眾頭腦中，誰(shuí)排放了最多的二氧化碳，誰(shuí)就該對(duì)地球氣候的溫室效應(yīng)承擔(dān)最大的責(zé)任。由于美國(guó)排放了占世界總排放量1/4的二氧化碳，因此解決全球變暖的關(guān)鍵是讓美國(guó)變得更環(huán)保。

許多人認(rèn)為，美國(guó)應(yīng)該為全球變暖負(fù)責(zé)，帶頭降低自己的二氧化碳排放量，給發(fā)展中國(guó)家做個(gè)表率。美國(guó)確實(shí)在朝這個(gè)方向努力，但是我們也要知道，一個(gè)富裕的國(guó)家才有能力去減少自己的二氧化碳排放量。不幸的是，發(fā)展中國(guó)家在經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的同時(shí)，也排放了更多的二氧化碳，但它們目前還不富裕，無(wú)力支付減少二氧化碳排放的費(fèi)用。

如果總統(tǒng)先生想要制止全球變暖，那么，富裕的國(guó)家現(xiàn)在就應(yīng)該資助發(fā)展中國(guó)家，讓它們發(fā)展清潔能源，這樣才能有效地減少全球的二氧化碳排放量。如果坐等發(fā)展中國(guó)家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展到可以支付減少二氧化碳排放的費(fèi)用的時(shí)候，再讓它們自己去解決問(wèn)題，地球早已熱得發(fā)燙了。

（牟大裕薦自《大科技·科學(xué)之謎》2009年第4期 本刊有刪節(jié)）