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

　　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裡？
　　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？在哪裡？我們真有可能為了能源跟別國開戰嗎？
　　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！

　　想要制定重大國策，解讀新聞真相，都要多懂一點物理：

　　這是史上第一次，由加州大學柏克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，如何找出新能源，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，將絕對無法做出正確的判斷。
　　本書不只美國總統必讀，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。

　　如果您只嫻熟政治議題，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？

　　如果您不了解太陽能，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家，邁向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，
　　不只現任總統要看，想要教育優秀下一代，想要選出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家，
　　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。

　　製造核彈到底有多困難？如果報紙上說，有高中生用網路搜尋來的資料就能夠設計出核彈，那國家安全還有保障嗎？

　　炭疽熱病毒真能輕易裝在一個信封裡，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了，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

　　★柏克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「勞倫斯伯克利國家實驗室」（Lawrence Berkeley National Laboratory）高級研究員。

　　★他得過俗稱「天才獎」的麥克阿瑟獎（MacArthur Fellowship，得獎人本身需要具有特別的原創性、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獎課程。

譯者簡介

蔡承志

　　全職科普書譯者。譯著包括《食物與廚藝II：蔬、果、香料、穀物》、、《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。

車諾比核災的真相

車諾比究竟是怎麼一回事？不是已經證實一個高中生就有辦法設計出一枚核彈嗎？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「流氓國家」要有哪些條件，才能發展出核子裝置？

一九八六年，烏克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，釋出巨大能量，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，理由我們後面再來討論。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，說不定佔了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症。

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。

接著我會分從多方面詳細探討這起事故，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，所以了解真相會很有幫助。

那起事故造成的損害，多半出現在事發頭幾個星期。每顆原子核只能爆炸一次，所以放射性會耗光。十五分鐘過後，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；過了三個月，只剩不到百分之一。【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，只有靠近地表的輻射，才影響到災區居民。要想估計照射人類的總輻射量相當困難。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致癌機遇為45/2500＝1.8%。除了自然因素誘發常態癌症致死的六千人之外，那種風險造成的癌症死亡人數，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回去了。

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，而且事故才剛發生。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。前面我已經說明，那個劑量會把你的致癌風險從20%提高到21.8%。倘若你有選擇餘地，你願不願意放棄住家，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，放棄住家損失卻相當慘重。

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，這多出的1.8%就會釀出五百起過量癌症病例。這道難題我不回答，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。民眾面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。若有兩萬五千人分別接受0.1侖目，合計依然要多出一個罹癌死者，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症病例總數是多少？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累加起來。我們（依線性效應）假定，每兩千五百侖目就會出現一起癌症。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（和聯合國協同）提出總劑量最佳估計值：約一千萬侖目。這就意味著，車諾比事故致癌死亡總數應為一千萬除以兩千五百，計算得過量癌症死者總計四千人。誠如我前面所說，這比預期鄰近地區死亡五百人要多出許多。

圖8.2. 歐洲受車諾比災變波及地區的輻射水平