給未來總統的物理課：從恐怖主義、能源危機、核能安全、太空競賽到全球暖化背後的科學真相 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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原文作者： Richard A. Muller

圖書標籤:

• 物理學
• 科學普及
• 政治
• 能源
• 恐怖主義
• 核能
• 太空
• 全球暖化
• 未來
• 科普

　　請問總統先生：
　　如果有恐怖份子威脅我國國安，您該優先把心力放在哪裏？
　　我們應該不計代價發展替代能源，減少對石油的依賴嗎？
　　未來的能源是什麼？在哪裏？我們真有可能為瞭能源跟彆國開戰嗎？
　　您要如何化解民眾對核電廠的疑慮？我們該擔心到何種程度？

　　這些問題，物理都能幫助您找到最正確的解答！

　　想要製定重大國策，解讀新聞真相，都要多懂一點物理：

　　這是史上第一次，由加州大學柏剋萊分校享譽盛名的物理教授，
　　替歐巴馬總統量身撰寫的一堂物理課。
　　包括如何防範恐怖主義，如何找齣新能源，解決能源危機？
　　核電廠若發生災變該怎麼應變？全球暖化要如何遏止？
　　這種種的議題，如果沒有多懂一點物理，將絕對無法做齣正確的判斷。
　　本書不隻美國總統必讀，世界級領袖必讀，
　　更是每個世界公民必修的科學常識！

　　報告總統先生，
　　這是您就任時最重要的一份「科學提要報告」：
　　總統先生，如今的重要決策，許多都帶有高科技成分，甚至可說多半都有。

　　如果您隻嫻熟政治議題，卻不懂科技，那麼您又該如何下達決策，裁定有關研究資助、限武協定、來自北韓或伊朗的威脅、間諜刺探和偵監的重要事項？

　　如果您不瞭解太陽能，或者不懂該怎樣把煤炭轉換成汽油，那麼您該如何領導您的國傢，邁嚮使用潔淨能源的未來？

　　身為世界公民，你需要培養更多智性上的好奇心與深厚的科學知識，
　　不隻現任總統要看，想要教育優秀下一代，想要選齣好總統的人更應該看！
　　這是你從未有過的總統級待遇！由世界最頂尖的物理科學傢，
　　替你簡報一堂未來世界級領袖一定要知道的物理課。

　　你將跟總統一起聽到，一個總統若要在最短時間學到最有用的物理科學知識，那會是什麼？而原來有這麼多的國策施政與重大危機，竟都與物理息息相關！

　　在這些頭條新聞背後，真相都跟物理有關：

　　在九一一倒塌的紐約雙子星大廈，其實不是被飛機撞倒的，而是被兩枚超大型飛行「汽油彈」造成的火災造成的。

　　製造核彈到底有多睏難？如果報紙上說，有高中生用網路搜尋來的資料就能夠設計齣核彈，那國傢安全還有保障嗎？

　　炭疽熱病毒真能輕易裝在一個信封裏，寄到世界各個角落，殺死一大堆無辜者嗎？

　　核電廠如果因為意外爆炸瞭，威力等於投下一顆原子彈嗎？應該立即疏散民眾嗎？疏散範圍該多大？

作者簡介 

理查．繆勒 Richard A. Muller

　　★柏剋萊加州大學享譽盛名的物理學教授，以及隸屬美國能源部的「勞倫斯伯剋利國傢實驗室」（Lawrence Berkeley National Laboratory）高級研究員。

　　★他得過俗稱「天纔奬」的麥剋阿瑟奬（MacArthur Fellowship，得奬人本身需要具有特彆的原創性、過去有顯著的成就且未來具有更大的前瞻性。）

　　★這本書衍生自他為非科學領域學生開設的著名獲奬課程。

譯者簡介

蔡承誌

　　全職科普書譯者。譯著包括《食物與廚藝II：蔬、果、香料、榖物》、、《食物與廚藝Ⅲ：麵食、醬料、甜點、飲料》、《創作大師的不傳之祕》、《大腦比天空更遼闊》、《大氣：萬物的起源》、《知識的365堂課》、《無限大的祕密》、《如何幫地球量體重》、《療癒場：探索意識和宇宙的共振能量場》、《飛行的奧祕》等。

好的，這是一份不涉及《給未來總統的物理課：從恐怖主義、能源危機、核能安全、太空競賽到全球暖化背後的科學真相》一書具體內容的詳細圖書簡介： 《星辰之上的迴響：科學、曆史與人類命運的交織》 一、 序言：追溯文明的基石 人類文明的進程，始終伴隨著對未知世界的探索和對自然規律的理解。從仰望星空的那一刻起，我們便試圖解構宇宙的宏大敘事，並將這些知識融入到日常生活的實踐之中。本書並非一部傳統的科學教科書，亦非單純的曆史編年史，而是試圖在物理學、天文學、地質學和化學的廣袤圖景中，捕捉那些塑造瞭人類社會結構、激發瞭技術革命的關鍵性“迴響”。 我們關注的焦點，是如何在漫長的時間維度中，那些看似抽象的自然法則，如何轉化為具體的文明成果與社會挑戰。從古代理論的萌芽，到近代科學的爆發，再到當下的全球性議題，科學思維始終是推動曆史車輪滾滾嚮前的核心動力。 二、 追溯光影：經典物理與現代視角的交匯 本書的開篇，將帶領讀者迴到科學思想的源頭。我們將探討伽利略、牛頓等巨匠如何通過嚴謹的實驗和數學推導，構建起我們對宏觀世界的經典理解。然而，經典物理的邊界並非終點。 隨後，我們將深入剖析二十世紀初物理學的革命性突破——相對論與量子力學。這不是對公式的堆砌，而是對世界觀的重塑。愛因斯坦的時空觀如何顛覆瞭牛頓的絕對時空，以及普朗剋和波爾等人對微觀粒子行為的描述，如何為後續的材料科學和信息技術奠定瞭理論基礎。我們將細緻地梳理這些理論如何從實驗室走嚮現實世界，它們如何影響瞭我們對物質、能量和信息的根本認知。 三、 地質的沉思：地球的呼吸與生命的演化 如果說物理學揭示瞭宇宙的運行法則，那麼地質學則記錄瞭我們所棲居星球的漫長呼吸。地球的曆史是一部由闆塊構造、火山噴發和冰川運動共同譜寫的史詩。本書將探討地球內部的能量驅動機製，如地熱能的來源及其對地錶生態的長期影響。 我們還將審視生命如何在漫長歲月中適應並改造著地球環境。通過分析岩層中的化石記錄和同位素分析，我們可以洞悉數億年前氣候的劇烈變化，以及這些變化如何篩選和塑造瞭現存的生物多樣性。這種對地球深層曆史的理解，為我們思考當代環境變遷提供瞭必要的深度和廣度。 四、 能量的脈動：文明的驅動力與製衡 能源，是推動人類社會從采集狩獵走嚮工業文明的核心燃料。本書將梳理人類獲取和利用能量的曆史軌跡。從最初的木材和水力，到煤炭和石油的興起，每一次能源革命都伴隨著深刻的社會結構調整和地緣政治的重塑。 我們將客觀分析不同能源形式的內在特性、它們帶來的巨大便利以及隨之而來的復雜挑戰。這包括對物質轉化效率的物理學考量，以及對資源分布不均所引發的曆史性衝突的梳理。理解能量的本質，就是理解現代社會的運行邏輯。 五、 信息時代的帷幕：編碼、傳輸與計算的原理 在信息爆炸的今天，我們常常忘記瞭支撐這一切的底層科學原理。本書將追溯信息論和計算科學的發展脈絡。從早期的電磁波理論到晶體管的發明，再到數字編碼的基礎，每一步都建立在對自然界信號處理能力的深刻洞察之上。 我們將探討信息如何在物理介質中被編碼、存儲和傳輸，以及計算能力增長背後的基本物理限製。這不僅是對現代科技成就的贊頌，也是對未來計算範式轉變的預判，例如量子計算的潛在顛覆性力量。 六、 展望：科學思維的倫理邊界 科學知識的力量是巨大的，它賦予瞭人類改造世界的能力。然而，知識本身是中立的，其應用卻承載著深遠的倫理考量。本書的結論部分，將從曆史和哲學的角度，探討科學傢、政策製定者以及公眾之間，應如何共同麵對科學前沿帶來的機遇與風險。 我們不提供簡單的答案，而是倡導一種基於科學素養的審慎態度。通過對過去科學發現的深入剖析，我們希望激發讀者以更具批判性和曆史縱深感的視角，去評估那些塑造人類未來的重大議題。科學的進步永無止境，而人類對智慧的運用，纔是決定我們共同命運的關鍵。 總結： 《星辰之上的迴響》是一次跨越學科、貫穿古今的知識之旅。它旨在揭示那些潛藏在曆史事件、技術飛躍和環境變遷背後的基本科學邏輯，引導讀者理解：我們今天所處的這個世界，是如何被那些關於物質、能量和時空的永恒定律所塑造的。它邀請每一位有誌於洞察未來的人，迴到科學的源頭，進行一次深刻的思考。

緒論

第一篇：恐怖行動
第一章  九一一
第二章  核子恐怖攻擊
第三章  下一輪恐怖攻擊
第四章  生物恐怖行動
恐怖行動：總統提要報告

第二篇：能源
第五章  能源重大奇聞
第六章  太陽能
第七章  石油的結局
能源：總統提要報告

第三篇：核子裝置
第八章  放射性和死亡
第九章  放射性衰變
第十章  核子武器
第十一章  核瘋癥
第十二章  核能動力
第十三章  核廢料
第十四章  受控核融閤
核子裝置：總統提要報告

第四篇：太空
第十五章  太空和衛星
第十六章  重力的用途
第十七章  人類上太空
第十八章  以不可見光來偵監
太空：總統提要報告

第五篇：全球暖化
第十九章  氣候曆史簡述
第二十章  溫室效應
第二十一章  一項非常可能的起因
第二十二章  有證為憑
第二十三章  不是辦法的辦法
第二十四章  垂到地上的果實
第二十五章  新科技
全球暖化：總統提要報告─責無旁貸

車諾比核災的真相

車諾比究竟是怎麼一迴事？不是已經證實一個高中生就有辦法設計齣一枚核彈嗎？核廢料的真正危險有多高？我們真的必須儲存廢料好幾萬年嗎？恐怖分子集團或「流氓國傢」要有哪些條件，纔能發展齣核子裝置？

一九八六年，烏剋蘭車諾比城附近的一座核能電廠爆發一起極重大事故。反應爐深處的連鎖反應失控，釋齣巨大能量，反應器爐心爆炸。那是次小規模爆炸；核能反應爐不可能像原子彈那樣爆炸，理由我們後麵再來討論。不論如何，爆炸規模已經足夠損壞反應爐，還引燃一場嚴重火警。龐大數量的放射能釋入大氣，說不定佔瞭爐中放射性總量的三成或更多。撲滅那場烈燄的消防隊員，有幾十人死於輻射病癥。

這是一九八○年代最重大新聞報導之一；當時已經成年的人，全都記得那起事件。那座發電廠的放射性，隨風飄往人煙稠密地帶。甚至還有部分飄到美國。

接著我會分從多方麵詳細探討這起事故，因為想要影響政策的人士，經常會提到這件事情。這種事情很容易誇大其詞或避重就輕，所以瞭解真相會很有幫助。

那起事故造成的損害，多半齣現在事發頭幾個星期。每顆原子核隻能爆炸一次，所以放射性會耗光。十五分鍾過後，放射性已經下降到原始數值的四分之一；一天之後，降到十五分之一；過瞭三個月，隻剩不到百分之一。【注8】不過仍有些殘留下來，連今天都有。大半輻射名符其實如過眼雲煙飄散，隻有靠近地錶的輻射，纔影響到災區居民。要想估計照射人類的總輻射量相當睏難。據信反應爐附近的三萬人，每人平均接受劑量約為四十五侖目，和廣島生還者接受的平均劑量雷同。請注意，這個平均水平很低，不足以誘發輻射病，不過輻射暴露民眾的額外緻癌機遇為45/2500＝1.8%。除瞭自然因素誘發常態癌癥緻死的六韆人之外，那種風險造成的癌癥死亡人數，應該達到五百名左右。政府決定疏散，凡是民眾終身接受劑量達到三十五侖目或更高的地區，全部都要徹空。那片地區的放射性逐漸消散，時至今日（二○○八年）大半已經降到遠低於每年一侖目。所以，原則上民眾已經可以搬迴去瞭。

這就構成一道棘手問題，而這也正是當總統的人，有可能必須應付的那種難題：當初疏散車諾比區的措施明智嗎？思索這道問題之前，先設想你並不是未來的美國總統，而是個車諾比居民，而且事故纔剛發生。想像除非你離開，否則就要遭受四十五侖目的輻射劑量照射。前麵我已經說明，那個劑量會把你的緻癌風險從20%提高到21.8%。倘若你有選擇餘地，你願不願意放棄住傢，以免風險這樣提高？有些人會說願意，而且就算沒有奉命疏散，他們也會撤離。另有些人則會留下來。按照他們的判斷，額外風險很輕微，放棄住傢損失卻相當慘重。

假使你是總統，強迫民眾撤離會不會讓你覺得不對勁，或者你會不會讓他們自行決定？風險似乎很小，不過以一群三萬民眾，這多齣的1.8%就會釀齣五百起過量癌癥病例。這道難題我不迴答，因為我沒有答案。這不是物理學問題。物理學能陳述不同選項帶來的後果，明智領袖卻必須下達艱難的決定。民眾麵對風險認為值得一搏，你卻強迫他們退避，這樣對嗎？你有辦法挽救五百個人，卻放手看他們喪命，這樣對嗎？你該怎樣排解這類衝突議題？

倘若你把世界遠方遭受小劑量輻射影響的地區也納入計算，預期死亡人數就會明顯更多。若有兩萬五韆人分彆接受0.1侖目，閤計依然要多齣一個罹癌死者，況且數字還遠不止於此。圖8.2的地圖顯示早期一項針對歐洲各地民眾接受劑量所作評估。

請注意，最深色地帶是居民暴露劑量達到一侖目或更高的範圍。車諾比事故的預期過量癌癥病例總數是多少？要計算這個數值，我們必須取得高低劑量區的居民人數，然後把這所有人的暴露侖目值纍加起來。我們（依綫性效應）假定，每兩韆五百侖目就會齣現一起癌癥。由於這個數值深受國際社會重視，如今業已投入大量心力來測定輻射分佈情況。二○○六年，國際原子能總署（和聯閤國協同）提齣總劑量最佳估計值：約一韆萬侖目。這就意味著，車諾比事故緻癌死亡總數應為一韆萬除以兩韆五百，計算得過量癌癥死者總計四韆人。誠如我前麵所說，這比預期鄰近地區死亡五百人要多齣許多。

圖8.2. 歐洲受車諾比災變波及地區的輻射水平

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說實話，當我看到「恐怖主義」這個詞齣現在一本物理學的書名裡時，我一開始是有些睏惑的，但這也激起瞭我強烈的好奇心。這本書究竟是想從物理學的角度來分析恐怖攻擊的潛在物理原理？還是說，它會探討一些與物理學相關的技術，像是爆裂物、生物武器，甚至是網路攻擊背後的物理訊息傳輸原理？我猜測作者可能不會僅僅停留在技術層麵，而是會進一步探討這些物理學知識如何被誤用，或者說，當一個國傢的領導者需要麵對這些威脅時，他們需要具備怎樣的科學素養來做齣判斷和決策。而「太空競賽」的部分，則會讓我聯想到許多經典的科幻電影和歷史事件，但這本書應該會從更為務實的物理學角度來解析，例如太空載具的推進係統、軌道力學、材料科學，甚至是在極端環境下電子設備的運作原理。如果書中能將這些知識與國傢科技發展、國際關係連結起來，那對於理解為何各國競相投入太空探索，以及太空科技對我們未來生活可能帶來的影響，都會有更深刻的體會。

评分☆☆☆☆☆

這本書的書名聽起來就充滿瞭知識性的挑戰，尤其當它提到「給未來總統」這個定位時，我就覺得它應該不隻是一本科普讀物，更像是一本關於決策科學和領導者應具備的科學素養的啟濛讀物。我很好奇書中會如何將「核能安全」和「能源危機」這類影響國傢政策的議題，以物理學的角度來剖析。例如，關於核廢料的處理，是否會從放射性衰變的物理定律來解釋其長期危險性？在能源危機方麵，又是否會從熱力學第一、第二定律來分析各種能源轉換的效率與損耗，從而引導齣對再生能源的深入探討？我特別期待書裡能將「全球暖化」的科學真相，用更具體、更可信的物理模型來呈現，而不是僅僅停留在數據的呈現，而是讓讀者理解背後的物理機製，例如大氣能量平衡、海洋熱力學變化等，這樣纔能讓大傢更清晰地認識到問題的嚴重性。同時，我也好奇「太空競賽」的部分，會不會探討瞭關於太空探索的物理學原理，像是重力、慣性、真空環境下的物理現象，以及這些物理原理如何推動科技的發展，進而影響國傢的戰略佈局。

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這是一本聽起來非常有份量的書。書名中的「物理課」幾個字，就讓我想起過去學生時期對物理學的印象，總覺得它抽象、難懂，但又與我們的世界息息相關。我特別好奇作者是如何將「恐怖主義」和「物理學」串聯起來的，這中間的邏輯一定非常引人入勝。會不會是從武器的物理學原理，例如爆炸、傳播、效應等角度來進行分析？還是說，它探討的是資訊傳播的物理學模型，以及如何防止科學知識被誤用？而「能源危機」、「核能安全」則是當前社會非常關切的議題，我希望能從書中獲得更深入的科學見解，瞭解核能發電的物理原理、潛在風險，以及不同的能源轉換方式在物理學上的效率差異。更讓我期待的是「太空競賽」的部分，這是一個充滿想像力的領域，書中會不會深入探討太空旅行背後的物理學原理，例如火箭推進、軌道力學、材料科學，甚至是太空環境對人體和設備的影響？最後，「全球暖化背後的科學真相」絕對是書名中最具吸引力的部分之一，我希望作者能夠用清晰的物理學視角，解釋地球氣候變遷的機製，例如大氣環流、輻射平衡、海洋的熱容等，用科學的語言撥開迷霧，讓讀者真正理解問題的核心。

评分☆☆☆☆☆

哇，看到這本書名《給未來總統的物理課：從恐怖主義、能源危機、核能安全、太空競賽到全球暖化背後的科學真相》，我第一個感覺就是：這絕對不是一本讓你輕鬆滑過的入門讀物。從書名就可以嗅齣它蘊含的學術厚度和議題的廣泛性，感覺作者一定是花瞭很多心思去梳理這些看似互不相乾，實則環環相扣的科學議題。我尤其好奇「恐怖主義」和「物理課」怎麼能扯上邊，這中間的邏輯鏈條是怎樣建立起來的？會不會是從武器的物理原理，或是資訊傳播的物理模型來解釋？然後「能源危機」和「核能安全」則是當前颱灣社會最關切的議題之一，尤其是核電廠的運轉安全，每次討論都讓人神經緊繃，書裡會不會提齣一些超乎想像的新觀點，或是以更深入的物理學角度來解析風險評估？「太空競賽」更是充滿瞭科幻與現實交織的想像，從火箭推進的物理原理到衛星通訊的技術，都是現代科技的縮影，但它又如何與「給未來總統」這個定位連結？難道是為瞭國傢發展的戰略佈局？最後的「全球暖化背後的科學真相」，這又是另一個讓大傢既熟悉又感到無力的課題，書裡會不會揭示一些鮮為人知的氣候變遷物理模型，或是提齣一些顛覆性的解決方案？總之，光是書名就已經在我的腦海裡激盪齣無數個問題，迫不及待想翻開書頁一探究竟，看看作者這位「物理老師」如何引導一位「未來總統」看懂這些影響我們世界的重大科學議題。

评分☆☆☆☆☆

這本書就像是為我們這種對科學有點好奇，但又常常被複雜術語嚇退的讀者量身打造的。我最欣賞的是作者選取的這些主題，它們真的涵蓋瞭我們日常生活中最容易感受到、也最迫切需要理解的麵嚮。像是「能源危機」，我們每天都在用電，但對於電力的來源、傳輸、儲存的物理原理卻一知半解，書裡如果能用物理學的角度來解釋能源的稀缺性、轉換效率，甚至是能源科技的發展瓶頸，那絕對能幫助我們更理性地看待能源政策的取捨。還有「核能安全」，這不僅是工程學的考量，背後更牽涉到放射性物理、粒子物理等專業知識，如果能將這些高深的理論以淺顯易懂的方式呈現，讓一般大眾都能瞭解輻射的危害程度、核廢料的處理機製，以及核反應爐的安全設計原理，那對於破除恐懼、建立信任，或是做齣明智的能源選擇，都會有非常大的助益。而「全球暖化」的部分，我希望它能深入探討溫室效應的物理機製，例如紅外線輻射的吸收與釋放，大氣的熱力學循環，以及冰川融化對海平麵上升的物理影響，透過這些科學的解說，或許能讓我們不再隻是聽聞「暖化」兩個字，而是真正理解它背後的物理邏輯，進而產生更積極的應對行動。