注意行星极限的教科书案例

一位天体物理学家对地球及其资源的需求进行了严格的研究，这些资源将指导地球未来的宜居性

天体物理学家究竟在行星保护领域做什么?乍一看，加州大学圣地亚哥分校物理学教授汤姆·墨菲(Tom Murphy)在讨论可持续性和保护地球资源时似乎有点不切实际。虽然他的传统研究兴趣是爱因斯坦广义相对论的太阳系测试，但墨菲已经为普通读者出版了一本新教科书，阐述了地球的脆弱状态及其资源限制。“有限星球上的能源和人类野心”是墨菲沮丧的产物，因为他无法为他的学生找到合适的教科书，大胆地面对我们星球的极限的真实状态。墨菲解释说，如果这些话题看起来离天体物理学很遥远，那么从大局来看，这一切都归结为质量和能量，这就是物理定律直接发挥作用的地方。

问:你为什么决定把你的兴趣转向解决围绕地球及其能源管理的问题?

一个。在泰坦尼克号沉没一个多世纪后，我们仍然能够忽视一场更大规模的即将发生的碰撞。就像冰山一样，大多数人都看不到问题的大部分。气候变化是一个明显的风险，但如果我们的路线不改变，即使没有气候变化，增长、能源、资源开发、人口和生态系统的损失也会使我们沉沦。作为一名科学家，我珍惜我们努力工作来了解这个宇宙的东西，并看到我们可能失去的可靠风险即使这样对当前社会目标的无知追求可能导致混乱的崩溃。

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我想让学者和广大民众评估一下，如果一切照旧，我们将面临的更大的冲突。气候变化只是这个大故事中的一小部分，它更根本地涉及增长的限制以及与自然生态系统和谐相处的长期可持续性。科学提供了区分可能与不可能，甚至看似不可想象的未来的工具。从长远来看，我们目前的文明框架属于“不可能”的范畴。

问:你的书是献给地球的，也是献给我们能在地球的范围内生活的希望。关于如何管理地球资源，物理学能告诉我们什么?

一个。资源单位为千克，能量单位为焦耳，能量速率单位为瓦。人类机器在物理中运作并受其约束。数学很简单，而且很清楚地表明，增长不可能持续太久，资源正在迅速耗尽，生态系统正在以惊人的速度消失。我们在啃着生命维持系统的电源线，享受每一分钟——因为我们好在它。物理学可以评估有多少太阳能、风能、地热能、水力发电、潮汐或波浪能可用，并将其与目前的使用情况和未来预测进行对比，以表明继续我们现在的计划外轨道几乎是不可能的。

问:你在序言中提到，这本书可能看起来很悲观，它告诉读者“顺从地适应”资源限制，而不是整洁的解决方案。你希望这本书的读者能学到什么?

一个。我希望这本书能像一桶冷水一样，把人们从魔咒中拉出来——这种魔咒源于从未考虑过更大的图景，也从未评估过未来道路的实际可能性。这本书本身没有答案，但希望有足够的意识指出，盲目地追求当前的道路不会持续太久。如果我们想要成功，是时候为长远的未来做计划了。书中多次提到的一个主题是，我们本质上是在烟花表演(化石燃料)中诞生的，这种反常的经历残酷地扭曲了我们对这个星球上正常生活的看法。这就是一桶冷水的用武之地。

问:你从书中得到的最重要的启示是什么?

一个。开个玩笑。但我最近得到了很多人对保证金票据的赞赏。我还不知道其他人从中吸取了什么教训。但在准备这本书的过程中，我自己已经有了新的观点，其中一些观点在最后一个附录的最后部分进行了探讨。如果我们希望人类文明处于婴儿期——更接近起点而不是终点——那么我们就必须开始忽视经济学家和他们的贴现率，考虑很长的时间尺度，把实际价值——在某种意义上，最终价值——放在遥远的未来。我们今天的大多数活动在遥远的未来显然是站不住脚的。我开始从成功和失败的角度思考问题，并逐渐意识到长期的成功就是“可持续性”的同义词。我们今天的大多数做法都不会带来长期的成功，因此会在不知不觉中把我们推向失败。

问:你为什么决定以电子书的形式出版这本书?

一个。我受到已故的大卫·麦凯的启发，他在2009年写了一本很棒的书叫做可持续能源——没有热空气。虽然由英国剑桥的UIT出版了印刷版，但他也以PDF格式免费发布。对我来说，分享这个话题是很重要的，而不是被利益动机所包围。作为一名受雇的学者，我有自由和支持把我的工作作为礼物。在某种意义上，这本书也反映了这个教训:贪婪导致最终的失败，所以我们需要在与地球的关系中更加无私。我很高兴这所大学也成立了支持和推广开放获取材料的机构。在第一个月，全世界有超过2000人下载了PDF，其中只有一半来自美国。这是一个全球性的困境，需要全球意识。因此，这一决定似乎是在支持全球曝光。

问:到目前为止，人们对你的书有什么反应?

一个。我妈妈很喜欢。我姐姐喜欢封面的感觉(印刷版有货)。一位朋友在读到献词时哭了。一些参与帮助我完成申请过程的大学员工表示，他们出乎意料地被迷住了，打算把书通读一遍。在我写这本书的时候，上过相关课程(物理12:能源与环境)的学生对它的发布感到兴奋，急切地下载或购买了印刷版，其中一个解释说这是他们在大学里买的唯一一本教科书。同事们对他的精致、完整和对细节的关注印象深刻。有人建议拜登政府需要阅读它，大卫·阿滕伯勒爵士(Sir David Attenborough)需要知道它。这本书是为普通读者写的:比如，大学里的非理科专业学生。所以我希望更多地了解更多的反应，随着更广泛的观众接受它，并开始使用它。

墨菲在佐治亚理工学院获得了物理学学士学位，然后在加州理工学院获得了天体物理学研究博士学位。作为华盛顿大学的博士后研究员，他发起了一个通过测量地月距离以毫米精度来测试广义相对论的项目，并于2003年作为助理教授带到加州大学圣地亚哥分校。在加州大学圣地亚哥分校期间，他对能源和行星极限的兴趣与日俱增，这是他今天的主要关注点。查看“有限星球上的能源和人类野心”