朱棣文：華裔諾貝爾獎得主，攀登美國政壇高峰

在出任部長喜訊傳來的前3天，朱棣文人在台灣，參加中央研究院為慶祝成立80周年而舉辦的「國際科學院院長論壇」，與來自全球13個國家的科學院領導者齊聚一堂。本身也是中華民國中研院院士的朱棣文，在論壇中表達了他對於目前世界能源問題的看法。

別懷疑，別遲疑

他指出，氣候變遷將使大量的高山針葉林滅絕，使包括美西在內的多處沃土變成沙漠，從而引爆大規模的水源、可耕地等資源的爭奪戰，更有數以億計的人口將因海平面上升而被迫遷移。如果我們不想像當年鐵達尼號那樣因傲慢和因循苟且而覆沒，那麼政府就應該儘速制定相關政策。

他籲請各國政府，與其一味強調要強化國家安全，不如多多重視能源短缺的問題，唯有能源安全無虞，國家安全才有保障。

朱棣文表示，他剛開始研究全球暖化議題時，就如同1950年代的科學家，只是籠統地把吸煙與肺癌劃上等號一樣，並不確知其影響與嚴重性。直到現在，他親眼目睹早年科學家的預測一一應驗，才知道事態緊急，不能再做無謂的懷疑了。

「我們需要第二次工業革命，及足以維持地球資源的第二次綠色革命。」就像化學肥料的出現讓糧食大量增產，挽救了人類因人口爆炸而可能發生的戰爭一樣，他也寄希望於新的科技革命。因此他呼籲各國科學界發揮探索精神，找出改變現有能源供應與需求的整體模式。

此外，朱棣文還希望能破解一般人、特別是美國民眾常有的3項能源「迷思」。

破解三大迷思

首先，許多人認為，「一國的富裕程度，必然和其能源使用量與『碳足跡』成正比」。但事實上，同樣在高度發展國家，英、法、荷、日等國的每人每年電力消耗量均遠低於美國，顯示耗能越多，絕不代表國家越進步。

朱棣文指出，「我們不斷追求速度更快的電腦，卻只用來處理文書；我們不斷換購更大的冰箱，卻也沒有因此改變食量。」許多人虛耗能源卻沒有達到應有的效益，實在很可惜。

第二個迷思是「能源效益與二氧化碳減量，要付出高昂代價，我們負擔不起。」

朱棣文指出，只要政府做出立法規範，自然會刺激廠商發展新科技。像是歷年來冰箱能源效率標準的提升，就成功帶動科技創新，也研發出價格更低、省能效率更高的產品，省下的能源甚至比目前全美所有再生能源加總起來還要多！如果消費性電子產品和電腦也能做同樣的立法規範，相信效果也將一樣驚人。

誰在抗拒白屋頂？

再舉個例子，一般人或許不知道，只要將目前全世界塗了焦油的黑色平面屋頂都改為白色，將道路及人行道等改為水泥等較淡的顏色，讓陽光折射出去，省下來的空調等碳排放量，竟相當於從空氣中移走440億噸的碳，也等於抵銷了全球10億輛車在11年內的二氧化碳排放量的總和！

「這麼簡單的事，根本不必花費什麼錢，但就是很難推行。到現在加州建築師還堅決反對『淡色屋頂』這種規範，哪怕一般人根本看不到這些屋頂！這完全是無知。」

同樣的，一棟房子只要多花1,000美金，就可以做好絕緣以防止冷暖氣外洩。這1,000元比起動輒10到20萬美元的房屋建造費用實在微不足道，何況日後還可以為屋主省大錢，但建商就是不樂意，他們的理由是，如果新屋要多花這1,000元成本，就等於比舊屋少了1,000元的競爭力！

朱棣文舉出的第三個迷思是「我們已經擁有所有解決能源問題所需的技術，現在只缺『政治決心』了。」

朱棣文認為，政治決心當然需要，但唯有新科技，才能徹底改變現有的能源景觀。

「現在各國政府比較重視眼前的通膨、經濟蕭條等問題，但是環保節能的影響卻是很長遠的。」他認為，迄今還是有許多國家採碳排放甚高的火力發電，例如中國，幾乎是以「每星期兩座」的驚人速度在建造火力發電廠，而這些電廠至少使用50年，可以想像它們造成溫室效應有多巨大。這的確需要各國坐下來好好解決。

白蟻體內的微生物世界

展望未來新科技，目前勞倫斯柏克萊實驗室正進行一項名為「太陽神」的大型「人工光合計畫」。其中可能的途徑之一，是利用「合成生物學」發展出能輕易分解為糖分的新植物，並能種植在貧瘠的土地上，只需借助陽光及少量的水就能生存，不會影響糧食供應。但目前最大的瓶頸仍在成本過高，尤其是如何分解這些堅硬的生物質（木質素或纖維質）以轉換成能量，仍是一個頭痛問題。

朱棣文認為，「效法大自然」是最好的創意來源，他目前正以「白蟻體內的微生物」為師，小小白蟻的胃裡面有上百種微生物，它們透過複雜的分工合作，將白蟻啃食下來的木屑轉換為能量。如果科學家能搞清楚這些小東西的運作方式，再加以基因改造，或許就可以製造出一種特殊微生物，來複製同樣的過程。不過他也坦承，目前才算剛起步，未來還有一段長路要走呢。

「他抓得住『原子』！」

從手持桂冠的物理學諾貝爾獎得主，到力圖破解白蟻體內「小小魔法師」的秘密，朱棣文的研究領域幾經轉換，過程多采多姿。正如他在演講中呼籲的，研究機構應該鼓勵科學家做原創且跨領域的自由探索，朱棣文自己就是一個例子。

投入物理學近40年的朱棣文，最為世人熟知的，是他發展利用雷射冷卻來「捕捉」原子的方法，即利用6條雷射線，在接近絕對零度──攝氏零下273度──的低溫下，把平常移動時速高達4,000公里、且運動方向無定性的原子，固定在一個焦點上，這時原子因低溫而降低移動速度，又被固定在一個區域而無處可逃，就可以讓科學家精確地觀察原子的結構。這項可適用於各領域研究的工具性突破，讓人類實現了「抓住原子」的夢想，獲頒1997年諾貝爾物理學獎可謂實至名歸。

朱棣文的研究團隊還利用單一雷射光做成「光鑷子」（optical tweezer）以操控小粒子，不但可以攝取生命體的影像、操控活細胞內的物體而不需刺穿細胞壁，也可用於檢驗更小的生命系統，例如研究在分子層次下肌肉的收縮狀況，甚至操控DNA分子，希望能觀察出基因如何進行自我修復等問題。

出生、成長在美國的朱棣文，從小就對大自然充滿好奇，也喜歡自己動手做，從幼稚園玩組裝飛機、戰車，一直到家裡地毯上丟滿了各式各樣的建築零件，他還和同學自組火箭，又利用幫鄰居分析花圃土壤是否有酸化或是少了什麼養分，來賺取零用錢。而在各種科學探索中，他最醉心的還是物理。

物理通，百理通

「物理是認知大自然最好的方法。」朱棣文認為，物理可以闡釋簡單的事物，例如，放手讓一件物品滑落，是件看似簡單的事情，但透過數學模式，卻能計算出物體下墜的重力加速度，讓我們瞭解重力、引力的原理，甚至可以延伸到製造航空器、探測太空等用途上。而這些可觀的成果，都源自400年前伽利略與牛頓的發現與研究。

「一個再怎麼高明的心理學家，也無法預知某個人下一小時、下一星期的行為，但物理學家卻可依循單一事件努力追索，進而清楚呈現出宇宙的樣貌。這種力量是很讓人驚嘆的。」

有趣的是，朱棣文高中畢業想進入大學讀物理時，一向開明的父親竟表示不贊成，原因是物理界的高材生太多了，要出人頭地很難，而且整天待在實驗室，日子枯燥至極，父親也怕這個生性活潑的兒子會受不了。

「我父親認為我有繪畫的天份，應該選擇就讀建築系。」但「就是喜歡物理」的朱棣文仍堅持進入紐約羅徹斯特大學主修物理與數學，後進入加州大學柏克萊分校，並拿到物理學博士。

「物理最困難、乏味的部份，其實是以數學模式計算、描述出物理關係。」朱棣文表示，在他那個年代，優秀人才總是以物理和數學為首選。可惜物理學既艱深又不能用來賺大錢，因而流失了許多人才。不過他認為沒關係，「我們不需要一支物理軍團，只要有幾位傑出的物理學家，就能抵過數百位平庸的學者！」

迎向新挑戰

對於自己的研究轉向，他也認為，有了物理學的概念和根基，學習其他領域可以事半功倍。最明顯的例子就是，自20世紀中葉以來，無論是諾貝爾化學獎、生物、醫學獎，甚至經濟學獎的獲獎者，許多人都具有物理學背景，反觀之，卻從未有非物理專業出身的科學家，能撈過界來獲得諾貝爾物理學獎。

外人常以為，朱棣文的成就來自於其家世淵源，其實他非常努力，至今仍每週工作60小時以上。他認為，學習沒有捷徑，就是要不斷地突破障礙，尤其要自我訓練「如何學習」而逐步成長。

此次從實驗機構跨足政壇，或許是朱棣文人生中最重大的一次學習、一場冒險，尤其歐巴馬曾誓言推行以乾淨能源為核心的「綠色新政」，並承諾要創造數百萬個與環保有關的工作機會，朱棣文若能排除萬難，協助落實這項巨大工程，其成就將遠比另一座諾貝爾獎更重大！