气候变化第一秘书

多年来，朱棣文一直主张气候变化的领导权应该从政客手中夺过来，交给科学家。但今年 4 月地球日，当朱棣文在国会山就华盛顿有史以来最雄心勃勃的气候变化法案的科学价值作证时，你可能会想，他是否后悔实现了自己的愿望。

反对派立即发起了反击。密歇根州众议员弗雷德·厄普顿 (Fred Upton) 表示，温室气体“限额和税收”法案将导致美国失业。内布拉斯加州众议员李·特里 (Lee Terry) 提出了一些关于控制甲烷排放（他家乡的养牛业大量生产甲烷）的有趣问题，并怀疑该法案的排放标准是否符合“政府让煤电厂破产的目标”。伊利诺伊州众议员约翰·希姆库斯 (John Shimkus) 摇了摇他带来的几件道具——一顶安全帽和一块煤——并称该法案是“我所经历过的对这个国家民主和自由的最大侵犯”。德克萨斯州众议员迈克尔·伯吉斯 (Michael Burgess) 要求提供人类活动与温室气体增加之间联系的证据。这时，这位科学家控制了辩论。他礼貌地告诉伯吉斯，他很乐意私下解释这种联系。听起来，这位国会议员对眼前问题的理解落后于房间里的其他人，被要求在课后留下来接受额外帮助。

今年 1 月，诺贝尔奖得主、量子物理学家朱棣文 (Steven Chu) 被任命为能源部长，此前他更习惯于就原子的激光冷却发表演讲，而不是耐心地微笑着面对一连串的哗众取宠。朱棣文最近担任劳伦斯伯克利国家实验室负责人。不过，他最好习惯这种习惯，因为作为奥巴马总统的能源部长，他将面临的政治挑战是前所未有的。与之前担任这一职务的职业高管和军官一样，他仍然负责这项工作的标准、繁重的管理工作：维护国家的核武器库存和石油储备，管理拥有 16,000 名员工的官僚机构，为国家实验室的研究提供资金。朱棣文的前任塞缪尔·博德曼 (Samuel Bodman) 坚持认为，减排目标不是一个好主意，全球变暖问题将通过未来的技术来解决。朱棣文在这方面要积极主动得多。他在新工作中的最大任务是帮助实现奥巴马政府转变美国能源经济的宏伟目标，使这个占世界温室气体排放量 18% 的国家成为低碳可持续发展的典范。朱棣文接受了能源部长一职；他的继任者几乎肯定会成为第二任气候变化部长。

在地球日听证会上，朱的主要职责是捍卫《瓦克斯曼-马基法案》（又称《美国清洁能源与安全法案》）中提出的气候变化行动，该法案设定了严格的温室气体减排目标——到 2050 年将其减少到 2005 年水平的 17%——并为国家温室气体限额与交易体系制定了框架。要实现这些目标，从明年开始，全国范围内的温室气体排放量平均每年需要减少约 4%。

这一举措和其他举措背后的更大目标是刺激朱棣文所说的“第二次工业革命”。朱棣文和奥巴马希望实施的减少排放量的激进时间表将不可避免地改变美国企业的赢家和输家名单，而这正是朱棣文将陷入困境的地方。共和党人和温和的民主党人都反对这一项目，尤其是来自煤炭资源丰富州的民主党人，他们担心该项目会对其选区的经济产生影响。要克服这种反对，朱棣文和他的同事——包括环境保护署署长丽莎·杰克逊和交通部长雷·拉胡德——需要尽一切努力说服他们。

那天在国会山上，朱棣文的表现预示着他获胜的机会很大。在听证会上，他的同事经常把发言权让给他，尤其是在科学问题上。这显然并没有阻止所有的政治炫耀。但通常，当朱棣文带头时，就会发生一些非常不符合华盛顿风格的事情：讨论的基调从分歧性辩论转变为对科学挑战的认真思考。也许这只是每个人，无论是共和党人还是民主党人，都觉得有必要向诺贝尔奖得主表示自然的敬意。但在华盛顿，每一个优势都有帮助。

61 岁的朱先生是家中三个孩子中的老二，他的父母都是华裔，他们移民到美国麻省理工学院深造。他说，教育是他们家庭的最高目标，朱氏兄弟共有七个高等学位，分别来自哈佛大学、耶鲁大学、麻省理工学院、伯克利大学和加州大学洛杉矶分校。

朱教授讲课一丝不苟，很少犹豫或中途改正，而且他不会因为量子力学等棘手概念而放慢语速。听他的课就像和职业网球选手打球一样：即使他让你轻松讲课，他还是会尽可能快地讲，甚至可能更快。

任命这位科学天才担任内阁级职位无疑是联邦政府对科学的新欢迎的最明显体现。奥巴马政府也为朱棣文提供了大量资金。当然，明年能源部预算为 263 亿美元，仅比布什时代的拨款略高 5%。但朱棣文还获得了 390 亿美元的刺激资金——部门金库累计增长超过 250%。新任部长上任后的第一项举措之一就是宣布将拨款 12 亿美元用于劳伦斯伯克利等国家实验室的研究和建设项目。

朱棣文坚持认为，从中长期来看，应对气候变化需要技术突破，而不仅仅是快速实施现有技术。这是“科学技术真正需要解决的问题”，他说。“今天我们可以做很多事情，特别是在能源效率方面，但为了实现我们真正需要的目标——碳排放量减少 80% 或 90% 以上，同时让发展中国家享受更高的生活水平——我们真的需要有更好的选择。”

朱棣文在接受这份工作时就对哪些选择值得认真考虑有着强烈的意见，他已开始通过预算决策明确这些偏好。例如，5月初，他宣布拨款 7.865 亿美元用于增加先进生物燃料的基础研究。相比之下，几天后，他削减了 1 亿美元的汽车氢燃料电池研究经费。在解释他的决定时，他对氢动力汽车的前景进行了严厉的评估，称他希望投资“真正能让我们走上低碳排放道路”的项目。

在朱棣文的崇拜者中，任何对他在能源部前景的犹豫都源于他所面临的工作量。这部分是他的错；没有人比朱棣文本人更清楚地表达了这些挑战。在过去四年半的公开演讲中，他利用他在劳伦斯伯克利的平台阐述了全球变暖背后的科学证据。在一次著名的实验室演讲中，他曾将“我们目前能源消费的隐性成本”与国家安全和持续的经济繁荣联系起来。“因此，这是有争议的——不仅是有争议的，而且是显而易见的，至少对我来说，”他说，“获得可持续的二氧化碳中性能源是我们今天面临的最重要的技术或科学挑战。”

在进入能源部之前，朱棣文的履历中充满了解决几乎无法解决的科学问题的记录。像所有诺贝尔奖获得者一样，朱棣文在获奖后写了一篇自传文章，回顾了自己的历程。这篇文章记录了这位年轻科学家的成长历程，从他在长岛的童年，在客厅的地板上摆弄一台竖立式装置，到他几十年来致力于研究一种冷却原子的方法（具体来说，冷却到绝对零度以上 240 百万分之一度），以便捕获、观察和利用它们。他在发明六光束激光阱方面发挥了重要作用，原子无法从中逃逸，原子在激光阱中损失的能量如此之多，以至于原子的速度减慢到每秒几厘米，而原子在室温下以几乎无法观察到的速度移动。这一发现有各种各样的应用，包括将美国国家标准与技术研究所维护的原子钟的精度提高十倍以上。

作为加州大学伯克利分校的一名物理学研究生，朱很快引起了尤金·科明斯的注意，后者当时正在教授一门必修课。科明斯说：“史蒂夫很早就问我是否可以收他为研究生。他显然是班上最优秀的学生。起初我很尴尬，因为我真的没有一个好的问题可以给他解决。”最终，两人决定进行一项实验，旨在通过寻找电子和夸克之间相互作用的证据来测试当时新推出的粒子物理学标准模型的一部分。

据科明斯说，朱棣文是一位出色的实验家，擅长即兴发挥。在他们进行项目时，两人意识到，这个项目需要最先进的激光器，而科明斯对此知之甚少。朱棣文自信地向他的导师保证，他会自己制造一台。他确实做到了，在学生机械车间使用廉价和借来的零件，直到他制造出一种带有圆柱形双椭圆腔的闪光灯泵浦脉冲染料激光器。他们的实验引起了轰动。在朱棣文的诺贝尔论文中，他说：“这项工作非常令人兴奋，全世界都在关注我们。”

不幸的是，就在他们发表研究成果的几个月前，斯坦福线性加速器中心的一个研究小组抢先一步，展示了朱棣文和科明斯希望发现的东西。尽管如此，贝尔实验室的人们还是知道，朱棣文和科明斯利用一台台式仪器几乎抢先了正在研究世界上最先进科学仪器之一的竞争对手团队。1983 年，贝尔实验室任命朱棣文为位于新泽西州霍姆德尔的量子电子学研究部门负责人。

在那里，他开始研究冷却原子。美国国家标准与技术研究所的物理学家威廉·菲利普斯 (William Phillips) 曾在几次会议上见过朱棣文，并从远处关注着他的进展，他还记得在一次会议午餐休息时与他谈论过激光冷却获取中性（非离子）原子的潜力。然后他们开始了友好的竞争。菲利普斯和他的同事在 NIST 取得了突破。另一位物理学家克劳德·科恩-坦努吉 (Claude Cohen-Tannoudji) 贡献了来自巴黎高等师范学院的实验。朱棣文在贝尔实验室和后来的斯坦福大学取得了发现。他的顿悟时刻出现在新泽西州的一场大雪中。除了他之外所有人都离开了实验室（在贝尔实验室这很少见，因为人们往往会一直呆在实验室里讨论科学），他突然意识到，你可以先冷却原子，然后抓住它，而不是抓住一个原子然后冷却它。1997 年，这三个人共同获得了诺贝尔物理学奖。

对于 Chu 来说，与自然法则打交道可能比挑战华盛顿官僚机构的底线要容易得多。地球日辩论在国会山举行一周后，限额与交易法案已经陷入困境。该法案的主要起草人、加利福尼亚州众议员亨利·瓦克斯曼 (Henry Waxman) 因对工业和消费者的成本持续不确定而搁置了法案的推进。两党委员会成员必须决定哪些行业将获得免费碳信用额度（以及期限），这一措施将帮助企业补贴开发清洁技术的努力。对该法案的经济影响的预测也大相径庭。官方环保署估计，能源价格上涨导致的每户平均年成本为 98 至 140 美元；行业组织委托进行的估计显示，2015 年每户平均成本为 1,000 美元，2020 年为 1,400 美元。

如此大规模的改革不可避免地会犯错误，比如俄勒冈州众议员格雷格·沃尔登在众议院能源委员会上向朱棣文提出的错误：“合格水电”的定义过于狭隘。风力发电发展的最大障碍之一是难以储存其产生的电力。利用风力将水泵送到更高的海拔，在需要额外电力时释放并通过涡轮机运行，这是一种简单的解决方案。但瓦克斯曼-马基法案似乎将这种情况下抽水蓄能列为非法。

沃尔登借此机会让朱棣文难堪；这个棘手的定义出现在法案的一页上，而部长承认他没有看过。这只是一个小小的瞬间——朱棣文很懊悔，而沃尔登并没有停下来幸灾乐祸——但却揭示了一个更大的担忧。如果朱棣文希望在华盛顿取得成功并为他的议程达成共识，他既需要设法避免这样的意外，也需要赢得像沃尔登这样的亲商人士的支持，这些人往往对政府监管持怀疑态度。

朱棣文有一个成功监管案例，可以平息这些担忧。从 20 世纪 70 年代开始，工程师们面对监管的威胁，迅速重新设计了冰箱，使其更加高效。“我无法强调这一点的重要性，”朱棣文在回答加州众议员简·哈曼的问题时说。“如果你看看今天节省的能源——我们大约有 1.5 亿台冰箱。与 1974 年的标准相比，我们今天节省的能源实际上比我们现在在美国生产的所有风能和太阳能还要多，仅冰箱一项就足够了。”

并不是突然的灵感促使朱棣文决定如此直接地应对气候变化。“这实际上是逐渐形成的，”他说。“大概六七年前，我开始担心能源问题。随着我开始阅读越来越多的资料，我意识到这可能真的很严重。”当时，他还是斯坦福大学的教授。在物理会议上，除了激光冷却演讲外，他还开始提供关于能源的讲座。他加入了惠普基金会的董事会，这是一个深度参与环境问题的非营利组织，他遇到了许多“志同道合的人”，他说。2004 年，他在贝尔的前任老板，当时的劳伦斯伯克利分校校长，即将离职，并敦促朱棣文至少参加该职位的面试。这似乎是一个飞跃，但劳伦斯伯克利的职责实际上与他在贝尔的工作规模不同，而不是类型不同。“我的第一个答案是‘不’，”朱棣文说。“我并没有想成为一个大官僚。”但很快他就改变了主意。 “如果我真的对应对气候变化感兴趣，这将是一个很好的平台。如果我能把一些最好的科学家带到劳伦斯伯克利，并让他们转移兴趣，这可能会产生一些影响。” 劳伦斯伯克利在他面试的那天下午就给了他这份工作。

将劳伦斯伯克利变成气候变化研究的圣地可能有些过分，但朱棣文可以向他想要吸引的科学家提供很多东西，包括美国最大的研究实验室之一的设施，以及摆脱小型大学物理系经常出现的学术内斗。在劳伦斯伯克利，朱棣文成功启动了许多蓝天计划，他希望这些计划能带来真正的突破。劳伦斯伯克利的一个团队正在研究自动需求响应，这是新“智能”电网的一项功能，有助于降低高峰时段的能源使用量。另一个团队希望对柳枝稷和芒草等植物进行基因改造，以用作生物燃料。还有一个团队正在利用生物工程合成微生物来分解野草或杨树中的纤维素，制造出比玉米乙醇更环保的汽油替代品。

朱棣文喜欢指出科学在过去曾避免过全球灾难的案例。他经常引用诺贝尔奖得主弗里茨·哈伯和卡尔·博世的工作，他们发现了一种固氮方法，可用于制造肥料；诺曼·博洛格培育出了高产抗病的小麦品种；他们的工作改变了农业，通过防止饥荒挽救了数百万人的生命。朱棣文深信，科学技术今天可以而且必须发挥类似的作用。“第一次[工业革命]让我们从依靠人力、人和动物过渡到使用碳基燃料，”他说。“意想不到的后果是直接的空气污染——二氧化硫、氮氧化物、颗粒物、烟雾。我们利用科学来清理这些污染。这是一个更严重的问题：即我们如何以更无碳的方式获取能源？

“我是个乐观主义者。这会发生的，”他说。然后他又补充了一句，这句乐观主义者的话几乎就是一个可怕的警告。“但如果我们继续按照今天的方式做事……好吧，我们没有那么多时间了。让我们这样说吧。”