比尔教科学
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作者(美)比尔·奈//科里·S.鲍威尔|责编:蔡莹|译者:邵骏
出版社中国友谊
ISBN9787505747234
出版时间2020-03
装帧其他
开本其他
定价38元
货号1202981648
上书时间2024-06-20
商品详情
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目录
世界掌握在我们手中／1
成为伟大的下一代／9
不可控的温室效应／16
不作为的代价／29
二氧化碳如何导致全球变暖／33
热力学和你／41
用气泡对抗全球变暖／48
电子如何为你我工作／60
和天然气说再见／66
神奇的核裂变／72
令人纠结的核能／83
光与电之间差一块太阳能电池板／96
答案是风吗／106
让电动起来／116
爱迪生与特斯拉的电流之战／122
改变世界的电动汽车／132
小电池上的大作为／139
生物燃料—要种植多少玉米和甘蔗／151
纳斯卡赛车可以变得更好／160
汽车与火车效率大比拼／165
车道的创新／172
出租车滑行舱、无人驾驶车和生态飞机的兴起／181
反渗透净水—蛋膜带来的灵感／188
是时候把海水中的盐提取出来了／194
让世界不再挨饿／200
欢迎来到我家／210
我与邻居的绿色家装比赛／214
如何抢到更多太阳能／225
如何让热水器的热水来得更快／233
庭院大改造／243
到太空走一遭／253
关于火箭推进的各种奇思妙想／260
人类可以在太空中建立一个王国吗／269
为更美好的星球设定合理的价格／278
不可阻挡的人类／291
致谢一／298
致谢二／300
内容摘要
地球就像巨大的球形房屋，里面发生的任何事都会影响到每一个人。如今，人类正在改变气候，这次改变可能会伤害甚至杀死很多人——绝非危言耸听。那么问题来了：我们该怎么办？
地球需要持续关怀。在本书中，科学教育者比尔·奈呼吁所有人以一种新思维来思考问题，即让自己站在房主的角度，时常对房屋进行维护和修补，而不要只做租客，对破坏听之任之，试图忍忍就过去。
一切努力都是为了建造一个更加清洁的世界。比尔用通俗诙谐的语言，解释电能、核能、风能、太阳能、生物能的生产原理，探讨了种种大型地球工程的可行性，介绍改造技术和能源的方法，并对公共交通、电动汽车、电网、电池等具体事物，展开了大胆的“高效”与“减排”设想。书中涉及诸多科学领域：光、电、化学、水文、材料、工程、航空航天……他还和邻居比赛，设计家中的节能系统，力争创造更绿色的住所。科学领路，以更少的能源做更多的事，气候危机之下，我们仍有让世界变好的无限可能。
来看看比尔是如何做的。
精彩内容
世界掌握在我们手中如果你像大多数人一样容易担忧，那你肯定生活在一个大时代。气候变化即将来临，正朝你袭来。不管你生活在哪里，你将在有生之年看到自己或你孩子的生活因整个星球变暖而改变。那些变化是否在掌握之中取决于我们，取决于那些会思考人类想要什么样未来的人们，取决于你和我。
你肯定听别人说过“地球是我们的家园”，甚至你自己也在这样说，但不可否认甚至更重要的事情是：地球不仅是我们的家园，还是我们居住的房子。我们不是搬进搬出的租客，我们是房子的主人。因此，我们不能像租客一样向房东抱怨房子哪里不好，或者一不高兴就搬去其他地方住。我们居住在这个由岩石、土壤、水和空气组成的直径13,000千米的球体上，因此我们有责任去维护它。可现在我们的看护工作干得可差劲了。我们甚至一点儿都没有注意到家里的环境状况正在日益恶化。
我想你现在肯定比阅读前两段文字之前多了一些担忧，但现在我想要你停止担忧，或者至少让它过去。担忧无法拯救我们，攻击我这样的信使也无济于事。我想要你对气候变化知情，并且以改变对抗气候变化：改变我们生产、运输、储藏和使用能源的方法。我们要在建造更健康家园的同时，提高所有人的生活质量，我们会因此成为伟大的一代。但这并不是一件容易实现的事。我们已经向大气中排放了大量吸热气体，它们将在未来的许多年中不停地加热地球，但我们的处境还远没有到绝望的地步。继续读下去，我将向你展示为什么我们必须尽快行动、我们具体要做什么以及我们如何完成。
几年前，我曾被气候变化的真相和我们要采用的应对策略震惊。我当时在北京和一群研究火箭的工程师参加国际宇航大会（InternationalAstronauticalCongress）。我亲身体会了这个星球史上最大的一次环境剧变。尽管我身在其中，却没有意识到正在发生什么。
崔好胜（HaoshengCui）是一位年轻的物理专业学生，也是我们行星学会（ThePlanetarySociety）的会员之一。他担任我的导游，带我游览北京。我们在著名的前门全聚德烤鸭店吃午餐。店里的一块电子屏显示，他们已经烤了12.5亿只北京烤鸭了。我们入住的宾馆距离全聚德饭店13千米远，我们是骑自行车去的。自行车在中国仍是常见的交通工具，尽管目前越来越少了。好胜有两辆自行车，其中一辆是他父亲的，但他父亲很少骑了。他们家的经济条件还不错，拥有一辆私家车。
他的父亲不想再要那辆自行车的决定一直在我脑中挥之不去。从小的方面来说，这符合人类的天性—我们总是想方设法提高效率。如果我们能开车，为什么要骑自行车呢？如果我们有纺织机器，为什么要手工编织呢？如果发动机可以驱动船只，为什么要在糟糕的天气中手动控制帆呢？如果煤或汽油驱动的火车可以1分钟行驶1英里，为什么要骑马呢？如果可以坐飞机，为什么要坐火车呢？
做事追求效率的欲望，再加上几十亿人燃烧化石燃料来满足这个欲望，这是气候变化的根源。地球上的人口越来越多，而且我们每个人都想要过上发达国家般的生活。我们想开车，不想骑自行车；无论白天还是黑夜我们都要用电；发达国家的人们仍不满足，总是想要更多电、更方便、更奢侈。进化冲动让人追求舒适，为自己和亲人争取更多资源。不过这种冲动正给我们带来巨大的麻烦。
尽管全球变暖源于石油、煤和天然气燃烧的火焰，但其中的细节却非常复杂。气候变化非常像火箭科学，但气候变化的细节却远比火箭科学复杂。毕竟，我们星球的许多地方还是未解之谜。至今已经有超过500人被送入太空，有12人曾经在月球上行走，但在人类历史上只有3人曾到过海洋的底部。太空轨道空无一物，可预测性极强，但是影响地球环境的关键物理过程，如墨西哥湾流（GulfStream）和格陵兰冰盖的关系，非常复杂。气候变化与火箭科学在许多重要方面是相似的：学科基础都很简单，两者都是科学。如果你有一枚火箭，你知道接下来该干什么：点燃其中一端，把另一端对准目的地（当然，将其中一端先对准目的地，然后再点燃另一端可能会更好）。在气候科学中，我们已经点燃了其中一端，而且我们也非常清楚另一端该对准哪里。
我承认全球尺度的气候变化一开始难以令人相信。人类只是地球上1,600多万种生物中的一种（而且从演化的先后顺序来说，人类是后期才出现的），我们居然能改变整个星球的气候？但这确实正在发生，我们这代人就身处其中。我们知道除人类以外，只有另一种名为蓝绿藻的生物具有改变全球气候的能力。它们是最先演化出光合能力的生物，大气因此充满氧气，所有你看见、食用甚至呼吸的东西的化学成分也都因此发生改变。在今天看来，那次气候变化棒极了，不过在几十亿年前，氧气在刚出现时完全是一个杀手，地球上大多数无法耐受氧气的生物都灭绝了。是的，这就是一个物种改变世界的先例。现在我们人类正在改变世界，这次改变可能会伤害甚至杀死很多人。那么问题来了：我们该怎么办？
因此，是时候从一个新的角度来思考我们的星球。用轿车代替自行车，这是搬进搬出的租客的思考模式。发展更清洁、更高效的个人出行方式和公共交通才是房主的思考模式。为了美好的未来，你必须处理好每件事物。好胜的父亲更喜欢私家车，遇到坏天气的时候更是如此。从他的角度来说，有一辆有用的汽车很方便，为什么他不该保留这个选择呢？但如果我们每个人只关注个人选择和短期结果，我们更像是地球的租客而不是主人。应对气候变化要求我们所有人以一种新思维来思考问题。
无数诗歌、戏剧和电影都讲述爱如何把一间房子变成一个家。在一间房子里住上几天后，你会把它暂时当作自己的家，但你对这间屋子的感情不会像对自家房子一样。你不会总是担心它的价值和房贷，不会想着更好地保护它、维护它。房顶漏了，修补好；热水器不热了，请水管工来帮忙。应该重新粉刷屋子的外墙吗？自己干还是花钱请别人做？有没有钱给窗户换上双层玻璃？从街上看，你的房子漂亮吗？这重要吗？是否花钱安装隔热层？这些问题都是身为房主的你会考虑的。你的房子是你的家，它几乎是你的延伸，它好你就好。
地球同样需要持续关怀。大气、海洋、丛林、沙漠、农田和城市都需要我们照看。因为我们都呼吸着同样的大气，它一直保护着我们，所以我们必须注意排入大气中的物质。这同样适用于地球上的水和土地。即使有一些生态系统保持得比较好，在现在这个阶段，大多数还都需要我们维护。
怎样对待这个星球完全取决于我们自己。种庄稼时，是只求产量不考虑别的还是尽量减少对环境的伤害？可否减少农业的能源消耗？我们能以改善整个星球环境的方式进行农业生产吗？我们的城市又如何？城市是遭受污染和排污的中心，但也是创新中心。它们可以成为实现更高效地运输能源和人以及减少星球负担的前线。
对我们大多数人来说，房子是我们人生中最大的一笔投资；在金钱方面，购买房子的花费甚至超过养一个小孩的花费。因此，把房子视为家并好好照顾是很自然的事。我们应该用同样的态度对待我们的星球。最近你可能常听人说为了应对气候变化，我们不该这样做或那样做，如燃烧化石燃料，尤其是煤。这些建议很有用，不过我觉得我们应该把重点放在当前要做的事情上，比如开发储存再生能源的技术。
假如房顶漏了，如果你是租客，你会拿一个水桶接住水滴，并立刻通知房东。你可能会抱怨房东回复慢了或者维修工人的工作没干好，但不管怎么样，这些都不是你的问题。你照常做自己的事情，屋顶漏水只是一件烦心事而已。不过如果这个房子是你的，屋顶漏水就成了性质完全不同的事。许多人最开始都拒绝承认问题的存在。雨停了，屋顶自然就不漏了，你也就把这个问题抛在脑后了。“没那么糟糕，过几天我再修屋顶好了。”但再次下雨时，特别是当水滴到你的电视或电脑上时，漏水就成了你当下最重要的事情。你一边打电话找人来修，一边把家具从滴水处移开。你必须马上修好它。
我提议我们以同样的态度对待气候变化。现在，很大一部分“地球房主”把事情越弄越糟，因为他们的心理还处于否认的阶段。为了应对气候变化，有些事需要我们立刻进行，另一些事虽然可以暂缓，不过最后还是要做的。我们的地球家园需要好的管家。地球上的人越来越多了。
人类的呼吸消耗量和化石燃料燃烧量的飞速增长是导致气候变化的一个重大因素。在我8岁时，我们全家去纽约参观了1964年的世界博览会。那届世博会真是太棒了，展出了一些畅想未来的雕塑。具有圆形气动外形的未来汽车无声地穿行在5层弯曲高速公路上；清洁能源驱动的推土机使用激光砍掉丛林，为新的高速公路开辟空间；还有一个不锈钢球体，它今天仍然矗立在纽约拉瓜迪亚机场（LaGuardiaAirport）附近的法拉盛草地公园（FlushingMeadows）上。不过回头想想，当时最吸引我的展品是人口钟（PopulationLock）。那是一个显示世界人口总数的展板。它显示了过去地球上有多少人，经过几段跳跃式增长后，未来几十年后又会有多少人。我记得自己当时完全被展板显示的人口增长速度震惊了。
我当时和父亲在一起。开车时，如果发现里程表显示99999英里，父亲会把车熄火，然后慢慢推着车走，顺便用他的宾得数码相机的大号镜头拍些照片。当仪表盘上的数字慢慢滚到10万英里时，他已经拍了好几张照片了。这样你应该明白为什么这个家伙和他的儿子会被人口钟深深吸引了。人口钟为我带来不可阻挡的感觉。
那天，当得知刚刚错过了一个世界人口总数的历史性时刻时，我们感到非常遗憾。在我们到达人口钟的几个小时前，世界人口的官方数字刚刚从2,999,999,999跳到了30亿。人口钟上的世界人口增长曲线的斜率大得令我窒息。直到今天，我一想到世界人口的增长速度还要倒抽一口凉气。自1964年世界博览会后，世界人口已经增加了1.3倍，地球上又多了40亿人。
想象一下73亿人共享的生存环境到底有多大。从太空传回来的一幅标志性图像是：从太空遥看地球，一颗蓝色的大理石球悬挂在冰冷的黑暗中。如果你身边有台电脑、平板或智能手机（今天还有谁接触不到这些东西呢），上网搜一张从太空俯瞰地球的照片，然后试着找找大气层。你可能真的找不到大气层，就好像地球根本没有那层气体一样。打个比方，大气层的厚度薄得如同教室地球仪上的那层涂料。
我喜欢这个说法：如果我们有一种能以高速公路上的车速爬天梯的特殊汽车，那么不到1小时我们就可以到达外太空了。离开可呼吸的大气只需要5分钟而已！黑暗的太空离你我居住的地球只有100千米。因此，73亿人就生活在这层稀薄的地球大气中，呼吸它，依赖它，还向它排放废气。
每增加一个由骑自行车转向汽车的通勤者（以及其他任何一种会提高我们生活能耗的行为），化石燃料发电厂就要多支出一份能源，向天空排放更多废气。人口增多就意味着越来越多的人重复上述行为。人口增长不可能在可预见的未来内停止，追求更好生活的欲望也永远不会消失，所以气候发生了变化，我们现在遇到前所未有的干旱、洪水和热浪，海平面也在升高。
我从太多人那里听到过放弃的论调。他们叹息着说，气候变化的问题如此之大，我们做什么都无法弥补，只能任其发展。让地球变化吧，我们会想出善后的办法。这就是那种视地球为租赁房屋而不是家永远的人的态度。但问题是，如果租金涨了，我们没有别的地方可去。
我曾经去过中国、印度和美国的艾奥瓦州（Iowa）。在那些地方，人们与放弃态度的斗争让我备受鼓舞。气候变化源于工业革命的兴起，每个工业产品都难辞其咎。每一辆被淘汰的自行车，每一栋新建的别墅，每一台大空调，每一次坐飞机去工作或度假，都推动了气候变化。这些选择最终都指向了低效率。和气候变化作战，我们可以采用同样的办法。只要我们做不同的选择，以更清洁、更智能、更高效的方式做各种事情—无论大事还是小事。这是个艰巨也是个令人激动的挑战。我们作为全球化的一代，能够迎接这个挑战。
我们的星球看上去很大，其实真的很小。当你看到一个又一个发电站和一辆又一辆自行车时，尤其会这么觉得。地球是个温馨舒适的小家，它的未来掌握在我们手中。
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