2013 年林道會議:朱棣文談創新、能源、氣候變化和意識

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前能源部長、諾貝爾獎得主朱棣文在林道會議上發表了一場內容廣泛、引人入勝的演講,主題是科學創新以及對問題的現實評估。他的演講主要傳達了兩個資訊:第一,科學創新常常會挫敗末日預言;第二,準確認識我們最緊迫問題的本質是利用創新來解決這些問題的關鍵。

朱棣文首先列舉了二十世紀可能最重要的兩項科學和技術創新。第一項是哈伯-博施固氮法引發的農業革命,如今它養活了世界上三分之一的人口。同樣重要的革命是諾曼·博洛格在 70 年代發起的,當時在斯坦福大學的末日預言家保羅·埃利希預測,任何緊急計劃都不可能阻止世界在 80 年代和 90 年代遭受饑荒。博洛格對埃利希可怕預言的駁斥告訴我們,首先,預測總是困難的,尤其是對未來的預測;其次,科學創新幾乎可以在一夜之間消除對迫在眉睫的厄運的恐懼。然而,關於農業革命的相關問題是,創新真的能解決我們的問題,還是僅僅推遲它們?朱棣文指出,由於財富和識字率的提高,世界人口實際上有望趨於平穩,因此我們一直享受的增長帶來的好處可能確實會在可預見的未來保持下去。正如朱棣文在演講後面提到的,唯一可能破壞這種狀況的因素是氣候變化。

第二場革命是愛迪生等人於 19 世紀末發起的通訊革命,但透過 20 世紀 50 年代真空管、電晶體和積體電路的發明才充分發揮了潛力。這場革命直接導致了資訊革命,我們至今仍在品嚐其成果。


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然後,朱棣文轉而談到氣候變化,並表示它是唯一一個可能對我們造成不成比例的影響,以至於我們所有的創新能力都發揮到極限的最大問題。他快速總結了二氧化碳排放和溫度升高的主要證據,包括來自冰芯的資料、格陵蘭冰川融化的衛星測量資料和熱浪。我喜歡朱棣文對氣候變化的總體看法:他說:“我更喜歡用流行病學的觀點來看待氣候變化,類似於吸菸與癌症之間的聯絡。即使我們不瞭解所有細節和確切的機制,趨勢是清晰的,它要求我們採取行動”。

科學創新如何幫助我們採取行動?畢竟這是一場半小時的演講,因此朱棣文不可能討論所有可能的解決方案。但他首先指出了兩個例子——洗衣機和冰箱——在政府強制的效率標準指導下,創新導致了成本降低、效率提高和尺寸縮小。他談到他朋友擁有的特斯拉汽車,一次充電可以行駛 300 英里。問題是:成本 - 80,000 美元。這當然是大多數電動汽車的問題,必須透過包括政府稅收和更好技術在內的多種解決方案來解決。目前最有希望的電池技術依賴於鋰離子電池。鋰電池的問題在於,就能量密度而言,它們非常糟糕。朱棣文展示了一張發人深省的圖表,其中他將鋰電池的能量密度與各種其他物質進行了比較。以磅為單位,身體脂肪和糖提供了一些最高的能量密度(事實上,一根士力架的能量比同等數量的炸藥要多得多)。

從圖表來看,情況似乎毫無希望,因為我們似乎需要至少提高十倍。但正如溫斯頓·丘吉爾曾經說過的那樣,“僅僅盡力是不夠的,我們應該做必要的事情”。在這種情況下,必要的是提高鋰的能量密度,使其足以向我們提供具有成本效益且相對高效的技術。對於鋰來說,這個最佳點是大約四倍的提升。有了這種改進,我們可以獲得一次充電可行駛 400-500 英里的電動汽車,這對於大多數家庭來說可能足夠了。

由於他是在德國演講,朱棣文花了一些時間談論太陽能。他讚揚了德國廣泛的太陽能基礎設施,但沒有指出其侷限性,包括成本、長期可行性和政府支援。他還指出了避免矽浪費的太陽能電池製造新方法。太陽能是一項有希望的技術,其長期和大規模使用需要在為世界供電之前得到驗證。但毫無疑問,在這方面正在進行創新研究。

總而言之,朱棣文的資訊非常明確:每當人們預測人類未來的末日情景時,一些意想不到且通常相對簡單的科學發展就會徹底改變問題的解決方案。我們面前最重要的挑戰是如何讓世界上最聰明的人參與進來,併為他們提供足夠的資金,讓他們可以大量產生可能改變遊戲規則的想法。

這篇博文源自林道諾貝爾線上社群,林道諾貝爾獎獲得者會議的互動論壇。第 63 屆林道諾貝爾獎獲得者會議將於 2013 年 6 月 30 日至 7 月 5 日在德國林道舉行,主題為化學。屆時,將有 35 位諾貝爾獎獲得者聚集在一起,與來自大約 80 個國家的 600 多名青年研究人員會面。

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Ashutosh Jogalekar is a chemist interested in the history, philosophy and sociology of science. He is fascinated by the logic of scientific discovery and by the interaction of science with public sentiments and policy. He blogs at The Curious Wavefunction and can be reached at curiouswavefunction@gmail.com.

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