给美国总统上五堂物理课

巴雅尔

美国加利福尼亚大学的物理学家理查德·马勒在奥巴马当选为美国新一任总统之际，推出了自己的著作《未来总统的物理学》，用物理学原理分析了目前美国面临的几个关键议题，打算给奥巴马上五堂物理课，让总统走出传统的思维误区。

第一课 恐怖主义

在许多人甚至国家领导人的观念中，恐怖分子对国家和社会最大的威胁是他们掌握核武器的时候。所以，反恐工作很大的精力花费在控制恐怖分子拥有核武器。但是从物理学讲，制造一枚原子弹绝非轻而易举的事情，单是裂变原料，比如铀就十分难以获得，更不用说庞大的制造工厂了。任何一个恐怖分子胆敢自己制造核武器，都要冒着被发现的巨大风险。

于是人们又转而认为，也许恐怖分子可以制造小型的、含放射性元素的脏弹，即爆炸后能够产生一定放射性的炸弹，其威力可以接近原子弹的效果。但这一次人们又想错了，虽然脏弹的结构与普通爆炸装置一样简单，很容易制造，体积小携带方便，但是脏弹一旦爆炸，其含有的放射性物质会迅速扩散，于是放射威力大大降低。根据物理学家的计算，脏弹爆炸后甚至无法让人们的癌症发病率增加。这也许就是基地组织放弃制造脏弹袭击美国的原因，因为基地组织实践后才知道，那些关于脏弹威力的传说不过是忽悠人而已。

总统先生得明白，恐怖分子对公众的最大威胁其实是燃烧弹之类的武器，因为这些炸弹要制造和获得太容易了，效果也比脏弹强。

第二课 能源

我们的教科书和媒体不厌其烦地宣称，人们对石油的依赖太大了，必须摆脱这种情况，必须用其他形式的能源，比如氢能、高科技电池替代石油来驱动汽车行驶。

其实在物理学家眼中，氢能都不算是一种能源，因为我们可不是从岩石中把氢气直接开采出来的，而是通过电解水或者从天然气中分离而得到的，所以，氢能只是能量转换的结果——是我们把其他能源转换成了氢气，而转换过程是要损耗能量的。也就是说，使用氢能从能量角度来说是得不偿失的。

许多小巧的电池让人们很青睐，我们的手机和笔记本电脑就使用电池供电，但是同广泛使用的汽油相比，世界上全部电池的能量也只有每年消耗的汽油产生的能量的1％。更为关键的是，目前的电池充电上千次之后就报废了，因此使用电池的成本比使用汽油昂贵多了。

总统先生应该知道，石油不是罪人，寻找替代能源固然有意义，但节约能源更为重要，也更为现实。与其告诉人们将空调设置成他们喜欢的任意温度，不如保证房间的隔热性能，人们就能节约很多能源了。

第三课 核能利用

人们知道核能的巨大威力，但却害怕核电厂产生的核废料。自从几十年前苏联的切尔诺贝利核电站发生核泄漏以来，人们对核废料的处理达到了登峰造极的地步。比如美国政府规定，在核废料处理地区，居民因核泄漏而接触的辐射量不能超过15毫雷姆。其实，一个人每年从自然界和在医院做透视所接触的辐射量都能达到350毫雷姆。

人们对核废料的恐惧已经达到了荒唐的程度，甚至有人说，核废料在300年后的辐射性比作为原料的铀还要强100倍。从物理原理上讲，这的确是事实，毕竟核废料中含有的放射性元素比铀矿要高。但事实上，所有的核废料都被存储在地下深处，并在周围安放了保护装置，即使略有泄露，它的危险程度也只相当于自然界中尚未开采的铀矿。

政治家往往以为，核废料的处理需要在技术上更进一步，但实际上技术早已足够，总统先生要用物理学数据给民众解释清楚，核废料保存问题已经解决了。

第四课 太空探索

在许多人心中，把人送往太空是科学进步的体现，在太空中所做的任何工作都将是值得的。

还是理智一点思考太空探索吧！当美国宇航局大谈要把宇航员再次送上月球时，许多物理学家对此嗤之以鼻。从成本上讲，无人运载火箭要比载人航天飞机便宜许多，而完成任务的能力丝毫不差。迄今为止，人类在太空探索领域里取得的最伟大的科学成就是，向太阳系的重要行星派遣了无人飞行探测器，以及应用了许多遥控设备探测宇宙。我们物理课本上最重要的太空科学知识并不是来自宇航员，而是来自太空或地面望远镜，还有太空机器设备。

所以，不要自欺欺人地认为，把人类送到太空中，就能帮助科学进步。实际上，作为国家领导人的总统必须清楚，把人送往太空不但是非常危险的事，而且通常情况下由于耗资巨大，甚至会让科学前进的脚步减速！

第五课 全球变暖

在普通公众头脑中，谁排放了最多的二氧化碳，谁就该对地球气候的温室效应承担最大的责任。由于美国排放了占世界总排放量1/4的二氧化碳，因此解决全球变暖的关键是让美国变得更环保。

许多人认为，美国应该为全球变暖负责，带头降低自己的二氧化碳排放量，给发展中国家做个表率。美国确实在朝这个方向努力，但是我们也要知道，一个富裕的国家才有能力去减少自己的二氧化碳排放量。不幸的是，发展中国家在经济快速发展的同时，也排放了更多的二氧化碳，但它们目前还不富裕，无力支付减少二氧化碳排放的费用。

如果总统先生想要制止全球变暖，那么，富裕的国家现在就应该资助发展中国家，让它们发展清洁能源，这样才能有效地减少全球的二氧化碳排放量。如果坐等发展中国家的经济发展到可以支付减少二氧化碳排放的费用的时候，再让它们自己去解决问题，地球早已热得发烫了。

（牟大裕荐自《大科技·科学之谜》2009年第4期 本刊有删节）