本文发表于《大众科学》的前博客网络,反映了作者的观点,不一定反映《大众科学》的观点。
我对贝拉克·奥巴马对银行家和其他潜在的竞选捐助者的软处理以及他对在美国无人机袭击中丧生的平民的冷酷对待感到不满。但奥巴马总统做对了一些事情,特别是任命史蒂文·朱为能源部长。上周,这位诺贝尔奖得主来到我任教的史蒂文斯理工学院——我们在那里为新校长举行就职典礼——并对联邦政府在研发领域的投资进行了有力的辩护。
共和党议员一直在抨击朱,因为他在 2009 年批准了向太阳能公司 Solyndra 提供的 5.35 亿美元的担保联邦贷款,该公司上个月宣布破产。一些国会茶党成员也赞成削减政府在所有非军事研发上的支出。朱在史蒂文斯理工学院的演讲中辩称,联邦政府能够而且必须帮助培育科学创新,而科学创新历来对我们的经济繁荣至关重要。
亚伯拉罕·林肯——一位共和党人!——认识到这一事实。朱指出,在美国内战期间(这显然使联邦预算紧张),林肯总统仍然划拨资金成立了国家科学院和第一批赠地大学,这些大学培养了农业、科学和工程专业的学生。林肯还启动了为国家(和世界)第一条横贯大陆铁路建设的资助,而私营铁路公司曾对此望而却步。铁路于 1870 年竣工,将横跨大陆的旅行时间从六个月缩短到两周。
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是的,两位私营企业家,莱特兄弟,在 1903 年发明了第一架飞行器。但朱说,美国政府通过为美国陆军和邮政部门购买飞机,并通过对飞机实施安全法规,帮助消费者信任这种革命性的新型交通工具,从而在随后的几十年里帮助培育了新兴的美国飞机工业。
朱说,今天,我们显然需要新技术来帮助我们遏制全球变暖。他补充说,只有两个主要工业国家的领导人继续抵制承认全球变暖是一种严重的威胁。一个是俄罗斯,它依赖石油出口收入——而且其领导人显然认为,朱打趣道,他们的国家可能会从小幅变暖中受益。另一个是美国,在那里,否认全球变暖实际上已成为共和党的一个政纲(这是我的措辞,而不是朱的措辞,他太委婉而不会说这样的话)。
中国、印度、德国和其他国家正在大力投资化石燃料替代品的研发;朱说,如果美国不这样做,我们将最终进口而不是出口廉价的新能源技术。朱展示了一张图表,显示近几十年来太阳能的价格急剧下降。朱说,如果价格能够被压低到化石燃料或更低的水平,太阳能“将像病毒一样传播”,在世界各地迅速传播,而无需任何进一步的政府援助。
朱对美国能源部资助的光伏电池、生物燃料、电池和碳捕获技术的研究感到兴奋。他向我们展示了一种涉及碳酸酐酶的捕获方法的示意图,碳酸酐酶是我们体内分解二氧化碳的酶。研究人员通过“定向进化”实验生产了更有效的碳酸酐酶形式,这些实验产生了许多不同版本的酶,并选择了那些符合所需标准的酶。“美国正在发明非常酷的东西,”朱说。
尽管今年早些时候日本发生了福岛灾难,但朱并没有放弃核能,但他表示,巨型核电站的时代可能已经结束。朱说,更大的工厂本应从规模经济中获益,但事实证明,它们非常昂贵和复杂,因此容易出现无法预测的问题。朱建议,可以通过数量而不是规模来实现规模经济,即通过小型、批量生产的反应堆。(我的亲核伙伴罗德·亚当斯一直倡导小型反应堆方法,他听到这个消息会很激动的。)
朱说,政府对技术的投资本质上是有风险的,就像科学本身一样。朱回忆说,当他还是研究生时,他从事了三个没有结果的项目,最后才完成了一个成功的实验(这证实了弱电统一理论的预测)。朱说,对于他作为研究人员的职业生涯来说,每次成功都会有几次“失败”的情况很典型。换句话说,像 Solyndra 这样的失败是我们为投资创新而不可避免要付出的代价。如果我们时不时地不失败,那说明我们还不够努力。
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