给未来总统的物理课：从恐怖主义、能源危机、核能安全、太空竞赛到全球暖化背后的科学真相 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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原文作者： Richard A. Muller

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• 太空
• 全球暖化
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　　请问总统先生：
　　如果有恐怖份子威胁我国国安，您该优先把心力放在哪里？
　　我们应该不计代价发展替代能源，减少对石油的依赖吗？
　　未来的能源是什么？在哪里？我们真有可能为了能源跟别国开战吗？
　　您要如何化解民众对核电厂的疑虑？我们该担心到何种程度？

　　这些问题，物理都能帮助您找到最正确的解答！

　　想要制定重大国策，解读新闻真相，都要多懂一点物理：

　　这是史上第一次，由加州大学柏克莱分校享誉盛名的物理教授，
　　替欧巴马总统量身撰写的一堂物理课。
　　包括如何防范恐怖主义，如何找出新能源，解决能源危机？
　　核电厂若发生灾变该怎么应变？全球暖化要如何遏止？
　　这种种的议题，如果没有多懂一点物理，将绝对无法做出正确的判断。
　　本书不只美国总统必读，世界级领袖必读，
　　更是每个世界公民必修的科学常识！

　　报告总统先生，
　　这是您就任时最重要的一份「科学提要报告」：
　　总统先生，如今的重要决策，许多都带有高科技成分，甚至可说多半都有。

　　如果您只娴熟政治议题，却不懂科技，那么您又该如何下达决策，裁定有关研究资助、限武协定、来自北韩或伊朗的威胁、间谍刺探和侦监的重要事项？

　　如果您不了解太阳能，或者不懂该怎样把煤炭转换成汽油，那么您该如何领导您的国家，迈向使用洁净能源的未来？

　　身为世界公民，你需要培养更多智性上的好奇心与深厚的科学知识，
　　不只现任总统要看，想要教育优秀下一代，想要选出好总统的人更应该看！
　　这是你从未有过的总统级待遇！由世界最顶尖的物理科学家，
　　替你简报一堂未来世界级领袖一定要知道的物理课。

　　你将跟总统一起听到，一个总统若要在最短时间学到最有用的物理科学知识，那会是什么？而原来有这么多的国策施政与重大危机，竟都与物理息息相关！

　　在这些头条新闻背后，真相都跟物理有关：

　　在九一一倒塌的纽约双子星大厦，其实不是被飞机撞倒的，而是被两枚超大型飞行「汽油弹」造成的火灾造成的。

　　制造核弹到底有多困难？如果报纸上说，有高中生用网路搜寻来的资料就能够设计出核弹，那国家安全还有保障吗？

　　炭疽热病毒真能轻易装在一个信封里，寄到世界各个角落，杀死一大堆无辜者吗？

　　核电厂如果因为意外爆炸了，威力等于投下一颗原子弹吗？应该立即疏散民众吗？疏散范围该多大？

作者简介 

理查．缪勒 Richard A. Muller

　　★柏克莱加州大学享誉盛名的物理学教授，以及隶属美国能源部的「劳伦斯伯克利国家实验室」（Lawrence Berkeley National Laboratory）高级研究员。

　　★他得过俗称「天才奖」的麦克阿瑟奖（MacArthur Fellowship，得奖人本身需要具有特别的原创性、过去有显着的成就且未来具有更大的前瞻性。）

　　★这本书衍生自他为非科学领域学生开设的着名获奖课程。

译者简介

蔡承志

　　全职科普书译者。译着包括《食物与厨艺II：蔬、果、香料、谷物》、、《食物与厨艺Ⅲ：面食、酱料、甜点、饮料》、《创作大师的不传之祕》、《大脑比天空更辽阔》、《大气：万物的起源》、《知识的365堂课》、《无限大的祕密》、《如何帮地球量体重》、《疗癒场：探索意识和宇宙的共振能量场》、《飞行的奥祕》等。

好的，这是一份不涉及《给未来总统的物理课：从恐怖主义、能源危机、核能安全、太空竞赛到全球暖化背后的科学真相》一书具体内容的详细图书简介： 《星辰之上的回响：科学、历史与人类命运的交织》 一、 序言：追溯文明的基石 人类文明的进程，始终伴随着对未知世界的探索和对自然规律的理解。从仰望星空的那一刻起，我们便试图解构宇宙的宏大叙事，并将这些知识融入到日常生活的实践之中。本书并非一部传统的科学教科书，亦非单纯的历史编年史，而是试图在物理学、天文学、地质学和化学的广袤图景中，捕捉那些塑造了人类社会结构、激发了技术革命的关键性“回响”。 我们关注的焦点，是如何在漫长的时间维度中，那些看似抽象的自然法则，如何转化为具体的文明成果与社会挑战。从古代理论的萌芽，到近代科学的爆发，再到当下的全球性议题，科学思维始终是推动历史车轮滚滚向前的核心动力。 二、 追溯光影：经典物理与现代视角的交汇 本书的开篇，将带领读者回到科学思想的源头。我们将探讨伽利略、牛顿等巨匠如何通过严谨的实验和数学推导，构建起我们对宏观世界的经典理解。然而，经典物理的边界并非终点。 随后，我们将深入剖析二十世纪初物理学的革命性突破——相对论与量子力学。这不是对公式的堆砌，而是对世界观的重塑。爱因斯坦的时空观如何颠覆了牛顿的绝对时空，以及普朗克和波尔等人对微观粒子行为的描述，如何为后续的材料科学和信息技术奠定了理论基础。我们将细致地梳理这些理论如何从实验室走向现实世界，它们如何影响了我们对物质、能量和信息的根本认知。 三、 地质的沉思：地球的呼吸与生命的演化 如果说物理学揭示了宇宙的运行法则，那么地质学则记录了我们所栖居星球的漫长呼吸。地球的历史是一部由板块构造、火山喷发和冰川运动共同谱写的史诗。本书将探讨地球内部的能量驱动机制，如地热能的来源及其对地表生态的长期影响。 我们还将审视生命如何在漫长岁月中适应并改造着地球环境。通过分析岩层中的化石记录和同位素分析，我们可以洞悉数亿年前气候的剧烈变化，以及这些变化如何筛选和塑造了现存的生物多样性。这种对地球深层历史的理解，为我们思考当代环境变迁提供了必要的深度和广度。 四、 能量的脉动：文明的驱动力与制衡 能源，是推动人类社会从采集狩猎走向工业文明的核心燃料。本书将梳理人类获取和利用能量的历史轨迹。从最初的木材和水力，到煤炭和石油的兴起，每一次能源革命都伴随着深刻的社会结构调整和地缘政治的重塑。 我们将客观分析不同能源形式的内在特性、它们带来的巨大便利以及随之而来的复杂挑战。这包括对物质转化效率的物理学考量，以及对资源分布不均所引发的历史性冲突的梳理。理解能量的本质，就是理解现代社会的运行逻辑。 五、 信息时代的帷幕：编码、传输与计算的原理 在信息爆炸的今天，我们常常忘记了支撑这一切的底层科学原理。本书将追溯信息论和计算科学的发展脉络。从早期的电磁波理论到晶体管的发明，再到数字编码的基础，每一步都建立在对自然界信号处理能力的深刻洞察之上。 我们将探讨信息如何在物理介质中被编码、存储和传输，以及计算能力增长背后的基本物理限制。这不仅是对现代科技成就的赞颂，也是对未来计算范式转变的预判，例如量子计算的潜在颠覆性力量。 六、 展望：科学思维的伦理边界 科学知识的力量是巨大的，它赋予了人类改造世界的能力。然而，知识本身是中立的，其应用却承载着深远的伦理考量。本书的结论部分，将从历史和哲学的角度，探讨科学家、政策制定者以及公众之间，应如何共同面对科学前沿带来的机遇与风险。 我们不提供简单的答案，而是倡导一种基于科学素养的审慎态度。通过对过去科学发现的深入剖析，我们希望激发读者以更具批判性和历史纵深感的视角，去评估那些塑造人类未来的重大议题。科学的进步永无止境，而人类对智慧的运用，才是决定我们共同命运的关键。 总结： 《星辰之上的回响》是一次跨越学科、贯穿古今的知识之旅。它旨在揭示那些潜藏在历史事件、技术飞跃和环境变迁背后的基本科学逻辑，引导读者理解：我们今天所处的这个世界，是如何被那些关于物质、能量和时空的永恒定律所塑造的。它邀请每一位有志于洞察未来的人，回到科学的源头，进行一次深刻的思考。

绪论

第一篇：恐怖行动
第一章  九一一
第二章  核子恐怖攻击
第三章  下一轮恐怖攻击
第四章  生物恐怖行动
恐怖行动：总统提要报告

第二篇：能源
第五章  能源重大奇闻
第六章  太阳能
第七章  石油的结局
能源：总统提要报告

第三篇：核子装置
第八章  放射性和死亡
第九章  放射性衰变
第十章  核子武器
第十一章  核疯症
第十二章  核能动力
第十三章  核废料
第十四章  受控核融合
核子装置：总统提要报告

第四篇：太空
第十五章  太空和卫星
第十六章  重力的用途
第十七章  人类上太空
第十八章  以不可见光来侦监
太空：总统提要报告

第五篇：全球暖化
第十九章  气候历史简述
第二十章  温室效应
第二十一章  一项非常可能的起因
第二十二章  有证为凭
第二十三章  不是办法的办法
第二十四章  垂到地上的果实
第二十五章  新科技
全球暖化：总统提要报告─责无旁贷

车诺比核灾的真相

车诺比究竟是怎么一回事？不是已经证实一个高中生就有办法设计出一枚核弹吗？核废料的真正危险有多高？我们真的必须储存废料好几万年吗？恐怖分子集团或「流氓国家」要有哪些条件，才能发展出核子装置？

一九八六年，乌克兰车诺比城附近的一座核能电厂爆发一起极重大事故。反应炉深处的连锁反应失控，释出巨大能量，反应器炉心爆炸。那是次小规模爆炸；核能反应炉不可能像原子弹那样爆炸，理由我们后面再来讨论。不论如何，爆炸规模已经足够损坏反应炉，还引燃一场严重火警。庞大数量的放射能释入大气，说不定佔了炉中放射性总量的三成或更多。扑灭那场烈燄的消防队员，有几十人死于辐射病症。

这是一九八○年代最重大新闻报导之一；当时已经成年的人，全都记得那起事件。那座发电厂的放射性，随风飘往人烟稠密地带。甚至还有部分飘到美国。

接着我会分从多方面详细探讨这起事故，因为想要影响政策的人士，经常会提到这件事情。这种事情很容易夸大其词或避重就轻，所以了解真相会很有帮助。

那起事故造成的损害，多半出现在事发头几个星期。每颗原子核只能爆炸一次，所以放射性会耗光。十五分钟过后，放射性已经下降到原始数值的四分之一；一天之后，降到十五分之一；过了三个月，只剩不到百分之一。【注8】不过仍有些残留下来，连今天都有。大半辐射名符其实如过眼云烟飘散，只有靠近地表的辐射，才影响到灾区居民。要想估计照射人类的总辐射量相当困难。据信反应炉附近的三万人，每人平均接受剂量约为四十五仑目，和广岛生还者接受的平均剂量雷同。请注意，这个平均水平很低，不足以诱发辐射病，不过辐射暴露民众的额外致癌机遇为45/2500＝1.8%。除了自然因素诱发常态癌症致死的六千人之外，那种风险造成的癌症死亡人数，应该达到五百名左右。政府决定疏散，凡是民众终身接受剂量达到三十五仑目或更高的地区，全部都要彻空。那片地区的放射性逐渐消散，时至今日（二○○八年）大半已经降到远低于每年一仑目。所以，原则上民众已经可以搬回去了。

这就构成一道棘手问题，而这也正是当总统的人，有可能必须应付的那种难题：当初疏散车诺比区的措施明智吗？思索这道问题之前，先设想你并不是未来的美国总统，而是个车诺比居民，而且事故才刚发生。想像除非你离开，否则就要遭受四十五仑目的辐射剂量照射。前面我已经说明，那个剂量会把你的致癌风险从20%提高到21.8%。倘若你有选择余地，你愿不愿意放弃住家，以免风险这样提高？有些人会说愿意，而且就算没有奉命疏散，他们也会撤离。另有些人则会留下来。按照他们的判断，额外风险很轻微，放弃住家损失却相当惨重。

假使你是总统，强迫民众撤离会不会让你觉得不对劲，或者你会不会让他们自行决定？风险似乎很小，不过以一群三万民众，这多出的1.8%就会酿出五百起过量癌症病例。这道难题我不回答，因为我没有答案。这不是物理学问题。物理学能陈述不同选项带来的后果，明智领袖却必须下达艰难的决定。民众面对风险认为值得一搏，你却强迫他们退避，这样对吗？你有办法挽救五百个人，却放手看他们丧命，这样对吗？你该怎样排解这类冲突议题？

倘若你把世界远方遭受小剂量辐射影响的地区也纳入计算，预期死亡人数就会明显更多。若有两万五千人分别接受0.1仑目，合计依然要多出一个罹癌死者，况且数字还远不止于此。图8.2的地图显示早期一项针对欧洲各地民众接受剂量所作评估。

请注意，最深色地带是居民暴露剂量达到一仑目或更高的范围。车诺比事故的预期过量癌症病例总数是多少？要计算这个数值，我们必须取得高低剂量区的居民人数，然后把这所有人的暴露仑目值累加起来。我们（依线性效应）假定，每两千五百仑目就会出现一起癌症。由于这个数值深受国际社会重视，如今业已投入大量心力来测定辐射分佈情况。二○○六年，国际原子能总署（和联合国协同）提出总剂量最佳估计值：约一千万仑目。这就意味着，车诺比事故致癌死亡总数应为一千万除以两千五百，计算得过量癌症死者总计四千人。诚如我前面所说，这比预期邻近地区死亡五百人要多出许多。

图8.2. 欧洲受车诺比灾变波及地区的辐射水平

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說實話，當我看到「恐怖主義」這個詞出現在一本物理學的書名裡時，我一開始是有些困惑的，但這也激起了我強烈的好奇心。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面，而是會進一步探討這些物理學知識如何被誤用，或者說，當一個國家的領導者需要面對這些威脅時，他們需要具備怎樣的科學素養來做出判斷和決策。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系統、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家科技發展、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。

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這本書的書名聽起來就充滿了知識性的挑戰，尤其當它提到「給未來總統」這個定位時，我就覺得它應該不只是一本科普讀物，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蒙讀物。我很好奇書中會如何將「核能安全」和「能源危機」這類影響國家政策的議題，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？在能源危機方面，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，從而引導出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制，例如大氣能量平衡、海洋熱力學變化等，這樣才能讓大家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，會不會探討了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，進而影響國家的戰略佈局。

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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，了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制，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☆☆☆☆☆

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，它們真的涵蓋了我們日常生活中最容易感受到、也最迫切需要理解的面向。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，讓一般大眾都能了解輻射的危害程度、核廢料的處理機制，以及核反應爐的安全設計原理，那對於破除恐懼、建立信任，或是做出明智的能源選擇，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制，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面上升的物理影響，透過這些科學的解說，或許能讓我們不再只是聽聞「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。

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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。從書名就可以嗅出它蘊含的學術厚度和議題的廣泛性，感覺作者一定是花了很多心思去梳理這些看似互不相干，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」則是當前台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，書裡會不會提出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」更是充滿了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？難道是為了國家發展的戰略佈局？最後的「全球暖化背後的科學真相」，這又是另一個讓大家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，或是提出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出無數個問題，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。