未来总统的物理课
2009-4
湖南科学技术出版社
R·A·穆勒
324
李泳
无
《未来总统的物理课》讲述了：·恐怖主义：许多人可能担心发生核恐怖的悲剧，但恐怖分子更容易用普通爆炸物来制造大量杀伤。·能源：告诉人们，他们可以随便调节空调的温度，但要让他们相信，他们家的墙壁可以用某些很好（也可以很便宜）的绝缘材料。·核能：政治家认为核废料问题从本质上说是技术的，而科学家和工程师相信问题是政治的。总统先生需要向公众解释核废料问题已经解决了。·空间：如果过分担心宇航员的安全，不如把他们的工作交给了不起的机器人去做。·全球变暖：要阻止全球变暖，重点应该帮助发展中国家实现二氧化碳储藏。
穆勒（Richard A.Muller）美国伯克利加州大学物理学教授，曾荣获麦克阿瑟奖，俗称“天才奖”。他是政府首席顾问，作为有影响的专家频繁出现在美国公共电视网（PBS）和英国广播公司（BBC）的专题纪实节目中。
本书源自他在加州大学为文科生开设的著名课程。
开场白I 恐怖主义 1.9·11 2.恐怖核弹 3.下一次恐怖攻击 4.生物恐怖 恐怖攻击 总统备忘录Ⅱ 能源 5.能源惊奇 6.太阳能 7.石油的终结 能源 总统备忘录Ⅲ 核能 8.放射性与死亡 9.放射性衰变 10.核武器 11.核疯狂 12.核能 13.核废料 14.受控核聚变 核 总统备忘录Ⅳ 空间 15.空间与卫星 16.引力应用 17.人在太空 18.“看不见的”侦察 空间 总统备忘录V 全球变暖 19.气候简史 20.温室效应 21.一个很可能的原因 22.证据 23.非解决办法 24.落地的果实 25.新技术 全球变暖 总统备忘录索引译后记
1 恐怖主义 2001年9月11日的恐怖袭击，其物理实质出人意料。基地组织用的武器释放了相当于1.8千吨TNT的能量，远远超过了朝鲜在2006年10月9日的核武器试验的能量。 造成破坏的不是飞机。飞机重131吨，速度为每小时600英里。我们可以用物理公式E=my2／2来计算运动的能量即动能。用这个公式时，还要选择正确的单位（这通常是最紧要的部分）；2计算可以发现，能量只有1吨TNT当量——比恐怖分子实际产生的能量小18000倍。动能不是摧毁大楼的罪魁。其实，世贸中心的双子塔楼在受到飞机撞击时几乎没有动摇。再看看录像（如果你能忍受），仔细看大楼顶部飞机撞击部位以上的地方。你可以看到顶部几乎没动。撞击本身没什么影响。 破坏性能量的真正来源简单极了，就是每架飞机携带的驱动着它飞过美国领空的那60吨喷气燃料。飞机撞击的背后隐藏着一个惊人的物理事实：1吨燃料或汽油在空气中燃烧时，释放出15吨TNT的能量。所以60吨油料释放了900吨TNT能量。两架飞机释放的总能量就是1800吨TNT当量。 汽油比TNT还厉害？是啊，厉害得多呢。实际上，巧克力饼干都比TNT能量大。炸一辆小汽车需要一捆TNT，而同样重量的巧克力饼干（例如抡大锤的小伙子们吃的），破坏力就大多了。每克（大约两个巧克力碎末的重量）巧克力饼干释放大约5食物卡路里的能量，随便一本食谱都能找到这个数字。而每克TNT只有0.65食物卡路里——小了9倍。 这个事实令多数人惊讶，但仔细想想，就会明白其中的道理。原来，用TNT不是看它的能量大小，而是因为它能非常迅速地释放其能量。原因在于，它（不同于汽油或巧克力）释放能量不必与空气发生反应。TNT分子的原子就像固定的被压缩的弹簧，放松弹簧，能量就跑出来。打破TNT的一个分子，就等于解开相邻的弹簧扣，于是引爆TNT的链式化学反应。弹簧能量可以在百万分之一秒内转化为动能，因而分子具有很高的速度，这意味着它们有很高的温度。 度量能量的方式很多，核武器谈判中，标准单位是吨TNT当量。按照武器管理者们的定义，1吨TNT当量等于100万食物卡路里（这可不是玩笑），尽管TNT实际上只释放了其中的三分之二。物理学家不喜欢食物卡路里，而喜欢焦耳；一食物卡路里大约等于4 200焦耳。 不同材料的能量含量是一个关键因子，不仅恐怖分子关心，在很多正当的应用中它也很重要。例如，高效计算机电池释放的能量只是同等重量的汽油能量的3％。这么低的能量转化率，正是我们现在还开不上电动车的基本物理原因。我们将在专讲能量的第二部分细说电池问题。现在我们还是深入9?1 1袭击的物理学。 汽油（包括其不同形式，如石油和喷气燃料）包含着巨大的能量，因而早就成为武器的理想物质。其应用的历史大概可以追溯到拜占庭时代的希腊人，也许正是神秘的“希腊火”（可查阅维基百科）。120世纪30年代西班牙用的莫洛托夫鸡尾酒的关键成分就是汽油。（后来它们有了俄文名字。）2在两次世界大战中，火焰喷射器喷出的就是燃烧的汽油。在越南战争中，以汽油制造的凝固汽油弹臭名远扬。在阿富汗，美国人用“油气弹”摧毁了塔利班军队。这些可怕的事情与9?11攻击的成功都是同一个原因：汽油有着巨大的能量密度。7吨汽油混合着空气，从降落伞点燃下来，会释放100吨TNT的能量。所以，你用不着放TNT炸弹，那是在浪费飞机的升空能力。带着汽油就行了，它比炸药的能量高15倍呢。 9?11恐怖分子没用强力武器来摧毁世贸中心。他们用的是高能量的喷气燃料。释放的能量产生极高的温度——其实就是建筑物的钢筋中高速运动（振动）的分子。分子前后振动时，会推开邻近的分子。这就是热物体膨胀的原因。但金属分子之间拉开的距离会削弱它们之间的吸引力，结果热钢比冷钢软。钢结构的弱化最终导致了大厦的坍塌。 9?11恐怖分子可怕地利用了这个事实。穆罕穆德?阿塔（Mohamed Atta）在波士顿登上美国航空公司1 1号班机时，没带枪，没带炸药，也没带长刀——他随身的唯一非法的东西就是他的图谋。尽管所有航空安检存在诸多缺陷，但阿塔和他的同伙也没胆量冒险携带武器。也用不着。 9?11行动的天才在于它风险很低。不需要炸药，不必在飞机上偷藏武器。其实连一个组织机构也不需要。计划暴露的危险也很小，因为只需要一个恐怖分子知道任务的细节，那就是飞行员。阿塔的计划还取决于当时的飞行政策——即鼓励飞行员与劫机者合作，不争吵，不恐吓，照劫机者说的做——这样的政策在那时很有效，但以后不会了。这种措施在过去救过很多人的生命（也包括飞机）。 阿塔和他的同伙搭乘早班飞机，是害怕错过了计划时间，也是为了更容易地同时攻击纽约和华盛顿。更重要的是，他们选择了横贯美国大陆的航班，以确保飞机装满了油料。 阿塔明白，9月11日将是轻松劫机的最后时机。过了9月11日，空中警察几乎没有必要了，因为没有哪个飞行员愿意让恐怖分子来操纵。即使劫机者杀了飞行员，也将激起乘客和机组人员的勇气和怒火。就在世贸中心被袭击一小时一刻钟后，联合航空公司的93号航班上就发生了这一幕：乘客冲进了驾驶员的座舱。 安检 恐怖分子进行9?11袭击时，钻了机场安检的空子。他们的安检知识并不高深，也不复杂，那是任何了解劫机事件的称职的技术人员都熟悉的东西。我们回想一下9?11之前的安全程序是什么样子的。登机时，随身行李通过x光机。这种机器可以通过形状分析识别隐藏的东西，但x射线图像的精度不足以识别伪装精巧的物体。 如果把刀鞘做成安全的形式，，虽然材质相同，也很容易藏一把刀。恐怖分子大概并不想用这样的伪装，因为他们携带的合法的小武器已经足够了。如果带刀被抓住，劫机企图就可能暴露。因为目标是几架飞机，所以在劫持飞机之前不能有任何闪失。 金属探测仪用来探测金属刀具和枪支，其工作原理是金属导电而大多数其他材料不导电。旅客要通过的入口，从物理学角度看，就像一个大线圈。电流通过导线，使它成为一个大磁体。磁体感生出电流，流过通过它的任何金属，同时也使金属成为磁体。于是，线圈可以感知有磁体出现。如果你带有永久磁体，即使是陶做的（这样它就不是良导体了），“金属”探测仪也能发现它。因为这个道理，很多书都藏有小磁条——有人想偷书出门时，书店的探测仪就能逮住他。 金属探测器不是探测刀枪，而是探测导体和磁体。因为人有一定的导电性（主要是因为溶解在血液里的盐），所以探测仪不能太灵敏，这个约束就为偷藏武器留下了漏洞。致命刀具如果用陶（一般是锆石，这种材料也用来假冒钻石）来制造，就可以安然通过检查。如今连枪都可以用陶来做，不过多数这样的枪支都有可以探测的金属枪管，它们会刺激金属探测仪，也会在x光机器下显形。 不过，9?11恐怖分子不必私藏高科技的武器，甚至低级的也不需要。他们钻了安全法规的空子，那时允许随身携带刀刃不超过4英寸（1英寸=2.54厘米）的小刀。这是很随意的规则。假如允许4英寸的刀，那10英寸的怎么就不行呢？这条规则原是一种让步，例如童子军就理所当然佩戴小刀。实际上，在9?11之前，多数实验物理学家（如我）每次都带小刀，一般是瑞士军刀，它带有几块24刀片、两个螺丝起子和一个螺丝锥。这都是从它的多功能（特别是螺丝锥）养成的习惯。 恐怖分子带的是裁纸刀，刀刃很短，但通常比小折刀锋利得多，几乎和剃须刀片一样。这种武器也更好，因为它不像折叠刀那样，在刺东西时可能会折回来。（像用于弹簧小折刀和“重力”弹簧刀之类的锁片，就因为这个而成为非法的。）裁纸刀可以缩回刀柄，如果不用，看起来就不是危险品。裁纸刀也不像武器，而更像艺术学生带的小玩意儿。这是聪明的选择，9?11之前它们在飞机上完全是合法的。 如果机场人员认为某样东西可疑（如x光机发现你的随身行李中有奇怪的物件），就可能检查你——不过很可能只是用嗅探器再查你而大多数其他材料不导电。旅客要通过的入口，从物理学角度看，就像一个大线圈。电流通过导线，使它成为一个大磁体。
领导者的物理速成班。 ——查尔斯顿邮报 通向白宫的物理路。 ——国家评论在线 穆勒给人的印象是一个可亲而又多才多艺的教授……感谢穆勒化解了我心里的阻隔。我希望麦凯恩和奥巴马也能分享他的智慧。 ——诺贝尔物理学奖获得者S-温伯格《芝加哥太阳报》
《未来总统的物理课》为美国新任总统奥巴马提出了5个物理方面的忠告。 总统不必学数学，但需要懂物理。哪些效应最重要，哪些效应可以忽略？世贸中心为什么坍塌？朝鲜的核爆炸为什么失败？送人上太空的科学价值是什么？全球变暖的主要原因是什么？什么办法能真正解决问题而不仅仅是“感觉良好”的“样板”工程？太阳能、风能、蓄电池和核能的前景如何？
无
穆勒（Richard A. Muller）美国伯克利加州大学物理学教授，曾荣获麦克阿瑟奖，俗称“天才奖”。他是政府首席顾问，作为有影响的专家频繁出现在美国公众电视网（(PBS)和英国广播公司(BBC)的专题纪实节目中。
“领导者的物理速成班。”—— 查尔斯顿邮报
“通向白宫的物理路。”—— 国家评论在线
穆勒给人的印象是一个可亲而又多才多艺的教授……感谢穆勒化解了我心里的阻隔。我希望麦凯恩和奥巴马也能分享他的智慧。
—— 诺贝尔物理学奖获得者, S•温伯格, 芝加哥太阳报
这本书让我看到了客观、冷静的理性思考方式，即所谓data driven decision making。民众的思考方式往往是感性的，听到“核污染”就产生恐慌，听到“绿色环保”就无条件拥护，听到“全球变暖”就把原因全部归结在人类活动上，而政治家和外交家们很擅长利用民众的感性来攻击对手。这本书从物理原理切入，解释了许多普通大众的认知误区，有助于未来总统不受感性的民众影响，根据事实做出正确的决定！
深入潜出，内容易懂且有深度。
作者有很强的大局观，高度很高！
如果我当总统一定会按书中所的去做！
这是一本好书，帮助树立和改变了许多错误的观念。值得一读，尤其是初中学生。树立物理学习兴趣的好帮手。
很浅显的语言，客观的讲述了很多物理知识，纠正了自己很多的误区，长了见识。
这本书适合对物理有兴趣但是又不想研太复杂公式的人看，非常有可读性
可以在轻松阅读中重温很多物理知识，终于知道很多知识的真实用途了，如果将来儿子不喜欢物理，我会挑选其中部分让他看看。本来物理就是生活中的知识，可惜都让应试教育掩盖了它原来的面目。
想增加点孩子学物理的兴趣
其实离我们的生活很近,物理科普.
非常好，对能源、核弹等了解了不少
书的质量不错，内容应该不错，搞活动买的。便宜
物理学知识能够写得有情节，让人有一读到底的冲动，非常难得。而且作者对社会变迁有着大局观，实验物理学家如果是这样的，社会会理性很多。我儿子也非常喜欢！
第一推动系列涵盖很广，书的内容都精彩，只是价位较高，呵呵
给老公买的，出差还没回来，他还没有看过，我大约看了一下还可以，比书店便宜多了
很好的一本科普书，澄清了很多问题。
大多数老百姓的麻烦不在于他们无知，而在于他们知道太多不是那么回事的事情。
书内容很好，女儿不是很喜欢看，认为更适合男孩儿
好书，爱尔兰上海人的燃烧瓶创意就是这本书第一部分的实例。关于气候变化那一节也很专业
这本书能教给人很多知识，很不错
通俗易懂，事例也很吸引人。
送货快、质量好！
高三的儿子叫好，看到感到确实好
送给14岁男孩的暑假系列读物之一，儿子比较喜欢。
早知道这本书，等到打折买到了
老师上课的参考书，挺不错的
有意思的书，值得看看
对10岁的男孩来说，还看不明白，参加活动买的，屯着，以后看
很有趣 内容很丰富 读起来不累
给我哥买的，他说内容不错
有些深奥，孩子正在努力地读，他非常感兴趣
通俗易懂，有些真相值得思考
看了50页了，属于比较不错的课外书，个人觉得此书比较适合成年人看。
还蛮有趣的，要是有英文版最好了...
孩子要求买的，但对四年级的他来说，有点深了
好书,就是送货太慢了！
好书！谢谢！
给上高中的弟弟买的，希望能够让他对此感兴趣。
轻松但科学的纠正了很多我们习惯性的偏见与错误，值得一读。
能开拓眼界，从另外一个角度，从大的方面对一些物理象进行解析! 很值得一读，能开拓思路、眼界!
这本书是朋友推荐的。孩子二年级，准备和他一起读，需要家长的参与，才能更容易的明白
是比较适合成年人看的
大家都该学。不光是总统，书籍装订一般，我的封面是个斜的。
内容丰富，关键是纠正了一些误区，或者说是让我们更加理性的来对待一些我们以前所担心的我问题
从这个角度来探讨物理问题，很有点意思。很少看过类似这样的书，从这么宽泛的角度去探讨一些科学问题，开阔了思路，增长了见识。嗯，不错！
很好的科普读物，纠正以前一些不正确的想法，用易懂的方式解释了高深的物理问题，即使不是总统也应该了解哦~
内容不错，纸质显粗糙。
上学时对物理很不感兴趣，看到这本书读懂了很多。。
给老公买的,看了说不错
书不错，买给儿子看的。有时间我也看看。
题目取得很吸引人，看了大家的评议就毫不犹豫地买下了
是看了cctv读书栏目里面介绍买的，里面有不少的科普知识。
看见有人推荐而买的，看了一小段觉得挺有意思的，继续中
这本书对于公众的担忧问题有详细的解释，希望国内民众多多了解。知道了物理真相，就不会盲目恐慌。
很多物理的常识，可以避免恐慌。这是对于普通人而言。对于领导人而言，则可以避免重大决策的偏差。这本书估计是某个奥巴马的粉丝物理学家的作品，但是我们普通人看了也会有些作用。只是在想，要是当年太祖有点常识，大约也就不会饿死那么多人了吧？内容不错，翻译只能打7分。因此总体4星。
在畅销书摘上看到的关于这本书的简介，对于文科生来说这书是个补习物理知识的好的科普读物，貌似。。。因为还没有看。不过书摘上的简介还是不错的，挺喜欢的。
感觉质量一般.内容还可以. 丰富一下物理方面的知识.
我是物理学的菜鸟，不是完全明白但也读得津津有味。。对能源特别是核电了解多了不少。。以科普读物来说，不错了。。
孩子没看懂
学到点东西，书的内容不错，但是图片是黑白的。
写的不错通俗易懂没有想象中的惊喜~~呵呵还有就是小贵。。
一般般般还没怎么看
这个可能就是发言稿整理一下出的书，这个人称挺奇怪的
写的有点罗嗦
生动有趣，内容听有意思的。
没有晦涩的语言，易懂，可以当科普书读。
在看，还没有看完。内容不错但是书的质量就差一些，纸张不好，跟盗版的一样，封面还起了些小气泡，不平整，有些郁闷。
看了这种书，有点替中国悲哀，人家都在考虑前沿问题，中国从上到下还在纠结于斗争，生存。。。差距不是一般的小啊
资讯是不错的，题目的选择也具有吸引力，但是文笔实在有问题，就算是翻译也不该如此差！
书写的好，深入浅出，抓住热点重点。
这本书还不错，还算满意,就是纸板差点
虽然我失误没听到电话，但来到公司大喊大叫，想干吗？以后买书如果还是南方都市报快递，我会选择退货。
科普型读物，适合孩子阅读
不是收到邮件提醒我来评论，我都忘了赠品这回事了。如果没有赠品就不要写不出来嘛，买的只是书。没劲。
只能给个中评，介绍一些物理的常识，但是貌似把书名起的太牛了。不过可以看看，还是有用的
有人推荐看的，不错哦
有趣的科普读物
看看国外的文科物理书是怎么写的！！