核廢監督專家：核安不能靠運氣，如何抵抗核能工業的環境不正義？（06/29/2021 the News Lens關鍵評論）

我們想讓你知道的是 : 美國看似先進，核工業卻習於侵害印地安人權利，壓迫底層、而政府則是管制失靈，而從美國的結構性問題反觀國內，類以的場景也在臺灣發生。

從鈾礦開採到高階核廢的處理，核工業集眾多環境不公義於一身。但核工業數十年來卻一再對外宣傳，最終處置高階核廢只是技術問題。近年來核工業更聲稱，先進反應爐的技術指日可待，唯有核能才能穩定供電，並因應迫切的氣候危機。

為了幫助民眾理解核電與氣候議題，綠色公民行動聯盟特別於2021年5月15日邀請美國反核運動的代表人物、超越核能（Beyond Nuclear）核廢監督專家凱文．坎普斯（Kevin Kamps）發表線上演講，探討北美核工業所造成的社會與環境壓迫以及環境運動者的持續抵抗，並以北美經驗說明核能為何無法減緩氣候危機。

坎普斯曾多次代表美國非營利組織與美國聯邦高層官員會面，包括能源部 、核能管理委員會和環境保護局。此外，他也就相關核能議題，教育國會辦公室官員和在聽證會作證。他曾於2010年1月於佛蒙特州眾議院與參議院的聯合聽證會上，就反應爐放射性洩漏的風險作證。幾週後，佛蒙特州參院遂以26票比4票的決定，關閉佛蒙特洋基核電廠（Vermont Yankee Nuclear Power Station）。此事也為反核運動寫下重要一頁。

坎普斯於演講中分析核能因應氣候變遷的能力、核燃料鍊不同階段所造成的社會、環環壓迫，乃至於軍工複合體在核工業所扮演的角色。

核電自顧不暇、又如何抗暖化？

綠色公民行動聯盟指出，今年8月台灣即將舉行「重啟核四」的公投，再加上513與517兩次停電事故，引發民眾關切能源議題。有人主張必須續建核四以避免日後發生類似事故。然而，核電需要三天才能達到滿載，是能力最差的救援投手，一旦發生故障，耗用的恢復時間不僅最長、更會造成整個供電系統極大的負擔。此外，核電在極端氣候漸成常態，一遇到酷寒或酷熱就自身難保，又如何能承擔減碳、抗暖化的任務？

關於核電能否因應氣候災害的研究汗牛充棟，坎普斯首先建議台灣聽眾可以先從美國史丹佛大學學者雅各森（Mark Jacobson）、洛文斯（Amory Lovins）、美國能源和環境研究所（the Institute for Energy and Environmental Research）主席馬凱賈尼（Arjun Makhijani）、該所首席科學家史密斯 （Brice Smith）與英國薩塞克斯大學（University of Sussex）學者索瓦庫爾（ Benjamin K. Sovacool ）等5名學者所發表的研究入手。這些研究明確顯示，核能無法解決氣候問題，再生能源方能減緩氣候危機。

坎普斯用以下幾個例子說明核電何以無法因應氣候危機。

2011年6月密蘇里河淹入內布拉斯加州的卡爾洪堡核電廠（The Fort Calhoun Nuclear Generating Station），業者竟僅僅以砂包阻擋洪水。當時廠內因火災使得冷卻系統失法電力。業者因該嚴重事故停機3年後，再於2016年永久關閉卡爾洪堡核電廠。

同樣的場景也在內布拉斯加州古柏核電廠（Cooper Nuclear Station）上演。密蘇里河於2011年氾濫時，業者為了省錢，僅以堆置沙包因應洪患。古柏核電廠所使用的馬克一型沸水反應爐與福島核災爐心熔燬的反應爐為同型設計。（奇異公司刻意設計用過燃料棒冷卻池緊臨反應爐壓力槽 。如此一來，業者在取出用過燃料棒置於冷卻池時，不僅移動距離最短，也最省錢。） 若核電廠不幸失去電力，發生核災，情況就會與福島核災如出一轍。

內布拉斯加州尚有其它與極端氣候相關的天災人禍。例如密蘇里河流域有諸多大小不一的水壩，一旦密蘇里河氾濫造成水壩潰堤，就會造成內陸海嘯，吞噬該州的核子設施。

核子設施不只難以因應海嘯、洪患、高溫、也無法抵禦嚴寒。2021年2月中旬暴風雪侵襲德州。當時德州的核電廠冷卻水系統結凍，業者為避免反應爐溫度持續升高導致爐心熔燬，因此被迫停機。

核工業的社會和環境壓迫

與台灣多數民眾的印象正好相反，北美核工業絕非進步的象徵，而是立基於社會和環境壓迫。

核電背後的政治絕對不該化約為技術問題，而核工業的壓迫要從核燃料鍊源頭看起：採礦。坎普斯認為，發展核工業的過程中，政府、業者迫害北美原住民的事件並非個案，而是層出不窮的常態。

早在1930年代，曼哈頓計畫尚未開始前，加拿大第一民族（First Nation）（即原住民族）就飽受礦業的輻射危害所苦。加拿大於1930年在西北地區大熊湖（Great Bear Lake）發現鈾礦，鐳港（Port Radium）是大熊湖東岸的一個重要礦區，業者僱用第一民族甸尼人（Dene）開採鐳礦，結果甸尼族曠工因受到輻射曝露病故，身後只留下了寡婦村。

在二戰後美國大量製造核武，鈾原料需求持續增加，也使得開採鈾礦的公衛後果如影隨形。

艾利特湖（Elliot Lake）位於加拿大安大略省，也是一個以湖泊命名的城市。該市於1950年代大規模開採鈾礦後，具有氡氣的鈾尾礦堆積如山。因採礦時酸性徑流污染土壤森林，亦使氡氣釋放到空氣中，造成礦工肺癌和環境浩劫。由於工人多為經濟弱勢的原住民， 所以坎普斯引述當地部落領袖觀點，指稱：「用金錢收買飢餓之人，何來道德可言？」

加拿大開採鈾曠壓迫社經弱勢群體的情況也持續至今。加拿大常年以來是世界上最大的鈾礦出口國，自發現鈾礦後，境內的薩斯喀徹溫省（Saskatchewan）、不列顛哥倫比亞省、西北地區都有鈾礦場，境內更有24座反應爐。

不只加拿大，核能、核武為同一燃料鍊和產業鍊，持續造成巨大壓迫也在美國上演。坎普斯分析， 美國官方認定原住民善良可欺之事早在1942年時見於官方記戴。美籍義大利物理學家費米（Enrico Fermi）是世界第一座核子反應爐芝加哥1號機（Chicago Pile-1）的製造者。該反應爐是曼哈頓計畫的一部分，首度於1942年12月2日產出鈾裂變連鎖反應。 當時曼哈頓計畫主事者以「發現新大陸 」比喻製造出全球首座反應爐的冷酷對話，已經預示了北美印地安人未來的命運。

「義大利航海家已經登陸新世界。」
「當地原住民如何？」
「非常友善。」

美國核工業迫害原住民族之事，從新墨西哥州教堂岩（the Church Rock）鈾礦廠災害可見一斑。該廠區於1979年7月16日發生放射性尾礦處理池決堤的洩漏，池內具有酸性、重金屬、硫酸鹽等質物的輻射污水不僅污染了地下水，更使得居住於普埃科河（Puerco River）下游的亞利桑那州納瓦霍族（Navajo Nation）牧民首當其衝，當地人平日灌溉、畜牧、飲用和賴以維生的河水成了輻射污水，卻從未獲得賠償。

1970年教堂岩鈾礦廠污染事件，與二戰期間輻射污染事件有著相近的模式。

坎普斯指陳，美國於1945年7月16日首次於新墨西哥州試爆原子彈，該次試爆是曼哈頓計畫的一部分，行動代號為三位一體（Trinity）。美軍在7月16日所試爆的原子彈與日本長崎原爆的原子彈同型。兩個不同年代的事件卻殊途同歸。1945年7月16日新墨西哥州核武試爆，輻射落塵下風處的印地安人與1979年7月16日受輻射廢水毒害的下游牧民，至今並未得到美國政府和核工業的賠償。

然而處於核武試爆、核武工廠、鈾礦場、鈾燃料廠等污染場址的核子落塵下風處或下游處的居民，並不僅止於新墨西哥州、亞利桑那州，美國境內尚有內華達州、華盛頓州、俄勒岡州 、猶他州、南卡羅來納州和愛達荷州等地的居民，分別曝露於核武和和核能燃料鍊不同階段的輻射污染。受害民眾除了美洲原住民，尚有經濟弱勢的美國民眾。

位於南卡羅來納州的西屋核燃料廠污染場址就是一例，廠區的鈾洩漏持續污染當地的土壤、地下水長達數十年，但核管會和西屋卻一再坐視污染發生。更有甚者，南卡羅來納州境內除了西屋鈾洩漏的災難尚有其他核子設施污染。聯邦政府早在1950年代就在該州建立薩凡納河基地（The Savannah River Site）生產核武所需要的核子材料。基地附近居民多為非裔美國人。

基地鄰近尚有液態核廢料棄置場、薩凡納河國家實驗室製造核武的氚設施、乃至於位於巴納韋爾（Barnwell）的低階核廢貯存場收受來自康乃狄克州和紐澤西州的核廢。而南卡羅來納州與與喬治亞州交界處，還有一座全美最大的沃格特爾核電廠（Vogtle Electric Generating Plant），廠內有4座機組。

核能、核武燃料鍊同出一源

坎普斯力陳，艾森豪於1953年所宣傳的「原子能和平用途 」根本是以核電掩飾核武的手法。首先，當年的反應爐是由美國海軍興建和營運，再者，美國在1970年代前只有少數反應爐真正用於發電，所以不論是開採鈾礦與發展軍事民生兩用的反應爐都是為了發展核武。

關於核能、核武同出一源之事，美國官方說得再清楚不過。莫尼茲（Ernest Moniz）曾於歐巴馬主政時期擔任能源部長。他近年明言，美國政府必須持續補貼核能產業，方能維持核武優勢。這種共生關係也說明了核工業為何會一再申請老舊機組延役，堅持要運作至80年、甚至於100年。

即使核電廠設備老舊、無法與再生能源競爭，核工業都因政府大方補貼，而有恃無恐。坎普斯直言，美國核工業向來能用錢買到最好的民主（The best democracy money can buy）。核工業者以6000萬美金賄賂俄亥俄州議會議長、議員，使得州議會為境內兩座危老反應爐通過10億美金的「紓困」計畫，而核工業買通州議會的作法也是該州有史以來最大的醜聞。

坎普斯相信，核工業產官一體的現象不是美國獨有，各國皆是如此，例如日本國會所公布的調查報告直指，福島核災是日本政府、東京電力公司與管制機關間的勾結、腐敗和犯罪（collusion, corruption, and criminality）所導致的人禍。所以反核運動就是抵抗體制的力量。

核電無法與社會、環境和平共存

美國原住民和非裔人口在核能與核武工業發展過程中首當其衝，但其他人口密集和水資源豐富的地區也同樣面臨輻射危害的威脅。例如鄰近紐約市的印地安角核電廠（Indian Point Energy Center）雖然已經在2021年4月30日關閉，但高階核廢乃持續污染地下水。

坎普斯表示，身為密西根人，他非常熟悉核子設施遍佈五大湖區、形成核子熱點的情況。目前核電廠、核燃料加工設施、核廢料處理乃至於鈾尾礦場址圍繞於休倫湖、密西根湖、伊利湖和安大略湖 。

五大湖所組成湖泊為全球面積最大的淡水水域。坎普斯憂慮，湖區四週遍佈核子設施，一旦遭遇天災、人禍，輻射危害影響所及會是地球表面21%的淡水和全美84%的淡水。

因坎普斯長年關注美加邊境五大湖區的核電和核廢議題，所以他曾代表美加環境團體，於加拿大核能安全委員會所辦的聽證會作證，說明核電和核廢的跨境影響。

川普雖然已經下台，但坎普斯對拜登政府所說的氣候承諾卻不表樂觀。目前拜登政府已任命新墨西哥州的勒瓜那普韋布洛（Laguna Pueblo）印地安女性哈蘭德（Debra Anne Haaland）擔任內政部長。哈蘭德深知，該州的傑克派爾（Jackpile）鈾礦區緊鄰當地部落所致的健康和環境危害。

坎普斯判斷，任命哈蘭德之事應與拜登政府的其他高層人事安排相互對照。例如拜登的氣候顧問麥卡錫（Gina McCarthy）於2013年至2017年間擔任歐巴馬政府環境保護局局長，卻坐視密西根州弗林特市（Flint）飲用水受到鉛污染的災難，傷害當地經濟弱勢的非裔美國民眾。

拜登政府高層也多與核工業、化石燃料業交好，如能源部長格蘭霍姆（Jennifer Granholm），這也呼應坎普斯先前所提的事實，抵抗美國核工業的過程會是個與體制對抗的漫長過程。

當日聽眾線上參與和提問相當踴躍。坎普斯在短講前多次表達想與聽眾交換意見，以下為他演講活動當日的答問記要。

問：美國意圖發展小型反應爐、比爾．蓋茲等人聲稱新一代反應爐更加安全、可當成暖化解方，講者的看法為何？

坎普斯答道：所謂的「新型反應爐」其實都是老舊設計。「新型反應爐」過去研發屢屢失敗，未來也是所費不貲、重蹈覆轍 。蓋茲的反應爐計畫並不是自己拿錢去投資，而是藉著核能和核武為同一個產業鍊，想方設法爭取美國能源部的補貼。

1979年三哩島核電廠發生核災時，反爐爐正是當年的新型設計（三哩島2號機於1978年12月30日運轉，1979年3月28日2號機發生部分爐心熔毁）。車諾比核災發生時，反應爐也是當時的新型設計。在福島第一核電廠發生爐心熔毁後，核管會不僅拒絕採取管制作為，更聲稱發生爐心熔毁的機率微乎其微。

此外，美國核管會允許小型反應爐省去安全設計以節省成本，想走捷徑只會使「新型反應爐」比更過往更危險。

問：台灣的核四廠已經是40年前的設計，在尚未完工階段封存至今，如果要啟用會有哪些風險？

坎普斯答道：台灣核四廠為40年前的舊設計，無法針對35年前車諾比核災、10年前福島核災所面臨的挑戰做出改善。美國田納西州瓦特斯巴核電廠（The Watts Bar Nuclear Plant）是個類似案例。兩座反應爐始建於1973年，2016年2號機才完工商轉，但之後卻多次停機。

此外，反應爐無論新、舊一樣無法解決核廢問題。新型反應爐更依賴以核燃料再處理技術分離鈾、鈽等核種，這類高危險的技術，不僅昂貴、高污染，更增加核武擴散的風險。

問：對台灣的核一、核二廠區核安有何建議？例如加強鋼板和水泥？對於核四位於斷層帶的看法？

核電廠坐落於斷層帶附近或斷層帶上本身就令人憂心，因為不論用任何技術強化廠區安全都無法阻止地震發生。

美國過去已有管制機關勾結業者的醜聞，如核管會的前身、原子能委員會（The United States Atomic Energy Commission）確知維吉尼亞州的北安娜核電廠（The North Anna Nuclear Generating Station ）就位於斷層帶，卻隱匿斷層帶事證，業者更企圖使核電廠延役運作至80年。
司法部原先想起訴原能會官員，但真要追究，只會使政府顏面掃地，所以事情就不了了之。

維吉尼亞州於2011年8月23日發生芮氏規模5.8地震，當時震央距離北安娜核電廠只有15英哩（約24公里）。地震卻已經造成核電廠冷卻系統損壞和冷卻池洩漏。這也顯示，美國核電廠常與核災擦身而過。福島核災的教訓就是：要確保核安絕不能只憑運氣。

問：上週看到美國漢福德核廢料貯存桶破裂外洩的新聞，請問講者可否說明為何會有外洩事故、影響為何？

坎普斯答道：位於華盛頓州漢福德基地（The Hanford site）的地下高階核廢料儲存槽已多次發生洩漏，目前該處有177個儲存槽 ，並放置了高達5000萬加倫的液狀高階核廢。

漢福德基地因曼哈頓計畫的需要於1943年啟用，並生產核子武器所需要的鈽，長崎原爆中美軍所使用的鈽就是在漢福德生產。漢福德不僅為全美污染最為嚴重的地區，更破壞了哥倫比亞河的生態環境。政府多次想要固化液態高階核廢，卻屢屢失敗，目前當地核廢大多是液態，雖然一部分核廢已固化，卻因美國高階處置設施付之闕如，使得核廢仍然留在當地，無法移出。

類似的情況，也在我先前提到的南卡羅來納州薩凡納河基地發生。能源部選擇在經濟弱勢的非裔美國社區，興建地下高階核廢料儲存槽，棄置核廢污泥，這使得當地居民賴以維生的薩凡納河不堪飲用。

反核運動每次的抵抗都與環境運動者和當地居民攜手合作，但是對手是軍事上、經濟上極為強勢的核武暨核能工業。而美國的能源部與核管會永遠只為核工業的利益服務，而非為民眾利益服務。

問：美國為何至今都沒有成功設立高階核廢料最終處置場？如果暫時找不到適合的場址，應如何處理與保存高階核廢料？

坎普斯答道：美國核工業所擁有的129座反應爐目前已累積高達10萬立方公噸的高階核廢，其中93座反應爐持續運作並製造高階核廢。能源部過去30年一直鎖定內華達州猶卡山（Yucca Mountain）為最終處置設施場址，但因選址欠缺科學依據，引發當地的印地安原住民西休休尼族（The Western Shoshone）挺身抵抗30年。過去全美超過1000個環境和團結組織加入西休休尼族的抗爭。為阻擋各地高階核廢運送至內華達州，沿途各州的人民也加入抗爭。

美國目前面臨核廢難題時，既不能永遠留存核廢於核電廠內，但又欠缺最終處置設施。我認為採3個步驟可以處理這個問題：

首先，以再生能源取代核電，停止繼續製造核廢。

其二，在沒建立最終地質處置設施前，先建立強化現場儲存（hardened on-site storage），這也是全美的環璄團體所提出的要求 。實際做法是使冷卻池回歸冷卻功能，非而核廢儲存池。經一定年限後，池內用過的燃料棒必須改以乾式儲存。

福島核災時4號機於4月11日發生火警事故，若當時冷卻池起火，日本政府就必須疏散5000萬人，而非疏散16.4萬人。日本首相菅直人承認，若真要疏散5000萬人，就相當於終結日本這個國家了。不過，美國的冷卻池用以儲存用過的燃料棒的密度還遠高於日本，一旦發生核災時，危害也會更為嚴重。

第三，美國必須建立一個符合科學與技術要求、環境正義的最終地質處置設施。該地質設施必須達成核廢應與生物圈安全隔離數百萬年要求，還要能因應極端氣候、恐攻的挑戰 。目前計算核能碳排時，從不計入數百萬年最終處置所涉及的高量碳足跡。這也使核電看似低碳，實則不然。

內華達州猶卡山設施若真用於最終處置，輻射洩漏問題遲早會發生。要想一勞永逸地解決高階核廢，就是不要使用核電。我的環境導師——五大湖非核聯盟（Coalition for a Nuclear Free Great Lakes）領導人奇根（Michael Keegan）指出，核廢就是詛咒後代長達萬年，所以應該停止製造核廢。

問：目前擁核人士希望以核能當成基載，解決氣候問題，請問是否可行？

坎普斯答道：洛文斯（Amory Lovins）指出，為了減緩氣候危機，我們必須以最少成本、最短時間內減去最多的碳，因此我們必須權衡碳、成本和時間等三個因素，方能評估氣候有效性，就也是每花費一美元時能多快減少多少碳排，而非只看碳排一項。

在同時衡量三項因素後，再比較核能和再生能源何者才是氣候解方，我們很快發現，投資核電不僅昂貴、耗時，更使有限資源無法投入用於符合氣候效益的再生能源選項，所以核能絕對不是解方。

問：各國民眾和政府針對日本政府決定排放「稀釋的」福島核電廠廢水入海，可以如何採取行動？

坎普斯答道： 排放核廢水入海就是以海洋為垃圾場，構成危害海洋罪（crimes against the ocean）。

核廢水入海侵害了洋流行經之處的所有人，核廢水含氚，氚是氫的同位素之一，因過濾不掉，排放「稀釋的」輻射廢水後會生物集中於食物鏈高層，既破壞海洋生態，也影響生物和人的分子細胞、組織、器官，造成癌症和先天缺陷。福島廢水中尚有如銫和鍶等放射性同位素，日本政府因無法處理，索性隱匿事實，直到消息曝光，難以再抵賴。

日本政府應有的做法就是儲存輻射廢水125年，直至氚對人體真正無害為止。

日本政府自欺欺人的作法與美國政府、核工業如出一轍。美國政府與核工業因無法處理漢福德輻射污泥，所以一概宣稱該場址的「污泥對人體無害」。日本漁業合作社聯合會多來強烈反對排放核廢水入海，中、韓政府、台、韓民間團體也強烈反對。我們必須繼續強化反對力道。

主辦方–綠色公民行動聯盟在演講最後總結表示，從坎普斯的分析，使我們警覺到美國看似先進，核工業卻習於侵害印地安人權利，壓迫底層、而政府則是管制失靈。

從美國的結構性問題反觀國內，類以的場景也在台灣發生，講者不僅提出了與美國官方論述大相逕庭的進步觀點，也使台灣民眾了解美國核工業加速氣候崩壞的情況十分盤根錯結。不論身處任何一任政府治下、20或21世紀，反核之路註定漫長艱辛，而北美最缺乏社會資源的原住民和底層挺身抵抗核工業的跨國壓迫、官資一體，這種不屈不撓的精神，當可為台灣各界帶來許多啟發。

（本文為2021年5月15日綠盟主辦【如何抵抗核工業的環境不正義？從美國環境運動談起】之講座紀錄）

完整內容請見：
https://www.thenewslens.com/article/152140

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【推舊文】方程是永恆：愛因斯坦

今日係圓周率日、白色情人節，同時亦係愛因斯坦生日。

注：感謝讀者Ka Wa Tsang 指正，狹義相對論可以用於非慣性參考系。我曾在另一文章談及這錯誤，但忘了修改此文。在非慣性參考系使用狹義相對論的結果，是會出現不存在的「偽力」，情況如同離心力一樣。

//1879年，愛因斯坦出生於德國南部小鎮烏姆（Ulm）。1880年，他隨家人搬到慕尼黑（München）。與一般印象相反，愛因斯坦小時候因為鮮少說出完整句子，父母曾以為他有學習障礙。

愛因斯坦在慕尼讀中學。他非常討厭德國學校著重背誦的教育方式，課堂上總自己思考問題，不專注聽課，所以經常被老師趕出班房。1894年，愛因斯坦15歲，他父親赫爾曼・愛因斯坦（Hermann Einstein，1847-1902）在慕尼黑的工廠破產，迫使舉家遷往意大利帕維亞（Pavia），留下愛因斯坦在慕尼黑完成中學課程。同年12月，愛因斯坦以精神健康理由讓學校準許他離開，前往帕維亞會合家人。

這次出走改變了愛因斯坦的一生，甚至可說改變了人類文明的科學發展。

愛因斯坦不懂意大利語，不能在帕維亞上學。他早有準備，前往瑞士德語區蘇黎世（Zürich）投考蘇黎世聯邦理工學院（Eidgenössische Technische Hochschule Zürich，通常簡稱ETH Zürich）。結果愛因斯坦數學和物理學都考得優異成績，但其他科目如文學、動物學、政治和法語等等卻全部不合格。

蘇黎世聯邦理工學院給予愛因斯坦一次機會，著他到附近小鎮阿勞（Aarau）去完成中學課程，明年再考。在這段期間，愛因斯坦暫住在斯特・溫特勒教授（Jost Winteler，1846-1929）家中。愛因斯坦很喜歡開明、自由的溫特勒教授一家，利用這一年溫習各科目，更與溫特勒的女兒瑪麗・溫特勒（Marie Winteler，1877-不詳）相戀。

瑞士的教育方式與德國的不相同，並不強調背誦。瑞士學校老師非常鼓勵學生發表意見，不會以權威自居，這一點與討厭權威的愛因斯坦非常合得來。愛因斯坦曾於寄給溫特勒的信中寫道：「對權威不經思索的尊重，是真理的最大敵人。」[1]他稱自己為世界主義者，不喜歡德國日漸升溫的國家主義。溫特勒教授就幫助愛因斯坦放棄德國國籍，愛因斯坦因而成為了無國籍人士，他很喜歡這個「世界公民」身份。

一年後，愛因斯坦再次投考蘇黎世理工學院。物理、數學當然成績優異，其他科目亦合格，愛因斯坦順利被取錄入讀物理學系。然而，他父親卻期望他進入工程學系，將來繼續家族工廠，因此他們大吵了一場。

愛因斯坦大學時繼續他我行我素的性格，經常逃課去上其他科目的課堂，所以都要他的同學們幫他抄筆記，他才知道考試範圍。加上愛因斯坦以刺激權威為樂，教授們都不喜歡這個又煩又懶的學生，不願意幫他寫好的推薦信，所以他畢業後一直找不到工作。

在學時，愛因斯坦與物理系唯一一個女同學米列娃・馬利奇（Mileva Marić，1875-1948）相戀。根據膠囊資料顯示，愛因斯坦與米列娃的書信中曾提到他們有個女兒叫麗瑟爾。不過後來他們就再沒提到她，歷史學家估計麗瑟爾出生不久就死於猩紅熱。愛因斯坦與米列娃在1903年結婚，之後他們生了兩個兒子——大子漢斯和二子愛德華。他們最終在1914年分居，1919年離婚。

愛因斯坦於1900年畢業，取得了教學文憑。可是，由於教授們都不喜歡愛因斯坦，他申請大學職位的申請信全都石沉大海。愛因斯坦非常沮喪，以致他父親於1901年寫信給威廉・奧斯特瓦爾德教授（Wilhelm Ostwald，1853-1932，1909年諾貝爾化學獎得主）請求他聘請愛因斯坦當助手，或者至少寫給愛因斯坦鼓勵說話。當愛因斯坦快要連奶粉錢也不夠的時候，他大學時的舊同學格羅斯曼・馬塞爾（Grossmann Marcell，1878-1936）[2]的岳父以人事關係幫他在瑞士專利局找到了一份二級專利員的工作，愛因斯坦才度過難關。

愛因斯坦喜歡在早上就把所有工作做完，利用整個下午在辦公桌上思考物理問題。一個從學生時代就已令他著迷的問題就是：如果他能夠跑得和光一樣快，會看到什麼？

詹士・馬克士威（James Clerk Maxwell，1831-1879）的電磁學方程組說明光線就是電磁場的波動，而電磁波亦已被亨里希・赫茲（Heinrich Hertz, 1857-1894）的無線電實驗證明存在。科學家認為，既然光是波動，就跟所有其他波動一樣需要傳播媒介：聲波需要粒子、水波需要水份子，而光需要「以太」才能在宇宙直空中傳播。

愛因斯坦於1905年發表狹義相對論。在這之前牛頓的絕對時空觀早已令科學界困擾多年。著名的邁克遜—莫雷實驗結果與牛頓力學速度相加法則相違背[3]。無論地球公轉到軌道的哪個位置，無論實驗儀器轉向哪個方向，光線都相對以太以同樣秒速30萬公里前進，分毫不差。這就好像下雨時無論向哪個方向跑，雨點總是垂直落在我們的頭頂。難道雨點知道我們跑步方向，故意調整落下角度嗎？

光速不變概念非常革命性。因為光速不變，在我們眼中同時發生的兩件事，其他人看起來卻不一定同時。時間與空間有微妙關係，兩者結合在一起成為時空。當年大部分科學家都認為問題必然出在馬克士威電磁方程式，但愛因斯坦卻不這麼想。他認為，我們常識中對「同時」的理解根本有誤。不過，愛因斯坦並非以力學切入這個問題，而是思考一個著名的電磁現象：法拉第電磁感生效應。

法拉第電磁感應定律指出，移動的帶電粒子會同時產生電場與磁場，靜止的帶電粒子則只會產生電場，沒有磁場。但相對論說宇宙並沒有絕對空間，速度只有相對才有意義。而物理現象必須是唯一的，所以我們就有個問題：究竟有沒有磁場存在？把電磁鐵穿過線圈，我們可以做以下三個實驗：

（一）固定電磁鐵，移動線圈；
（二）固定線圈，移動電磁鐵；
（三）固定線圈及電磁鐵，改變磁場強度。

實驗結果：三個實驗之中都有電流通過線圈，而且數值完全一樣！

我們可以從實驗結果得出甚麼結論？基於完全不同的物理過程，實驗（一）與實驗（二）和（三）得到相同的電流。實驗（一）產生電流的是磁場，而實驗（二）和（三）產生電流的卻是改變的磁場所感生的電場。嚴格來說，實驗（一）的結果並非法拉第定律，因為法拉第定律所指的是磁場感生電場。正是這區別令愛因斯坦得到靈感，他在論文中說這個現象顯示無論是電動力學與力學，根本不存在絕對靜止這回事。

愛因斯坦預期相對論會在科學界引起廣泛討論，結果卻是異常安靜。愛因斯坦突然拋棄了物理「常識」，此舉令科學界摸不著頭腦。馬克斯・普朗克（Max Karl Ernst Ludwig Planck，1858-1947，1918 年諾貝爾物理奬得主）可能是唯一一個明白相對論重要性的人，他讀到論文後寫過信去問愛因斯坦解釋清楚一些理論細節，更派馬克斯・馮勞厄（Max von Laue，1879-1960，1914 年諾貝爾物理奬得主）去拜訪愛因斯坦。馮勞厄發現愛因斯坦竟然不是大學教授，而是瑞士專利局裡的小職員。回家路上，愛因斯坦送給馮勞厄一支雪茄，馮勞厄嫌品質太差，趁愛因斯坦不為意從橋上把雪茄丟了下去。

愛因斯坦導出那舉世聞名的質能關係方程式E=mc2，解釋了放射性同位素輻射能量來源和太陽能量來源。不過愛因斯坦後來在1921年獲頒的諾貝爾物理學獎並非因為相對論，而是因為他應用普朗克的量子論解釋了光電效應。

愛因斯坦並沒有滿足於狹義相對論。狹義相對論只適用於慣性坐標系，可是宇宙裡絕大部份坐標系都是非慣性的，例如地球就是個加速中的坐標系。愛因斯坦知道必須找出一個新理論去解釋加速坐標系中的運動定律。他幾乎是獨力地與新發展的數學分支「張量分析」在黑暗之中搏鬥了十年之久，最後才於1915年11月完成廣義相對論。我們已經觀賞過的宇宙大爆炸，都遵守廣義相對論的方程式。

愛因斯坦尋找正確的廣義相對論公式期間，米列娃與愛因斯坦的關已經變得非常惡劣，而且愛因斯坦的母親非常不喜歡他倆的婚姻，米列娃她就在1914年帶著兩個孩子離開他們的家柏林，到瑞士去了。與孩子分離使愛因斯坦非常傷心，因為他堅持留在德國做研究。不過，他與後來第二任妻子、表妹愛爾莎・愛因斯坦（Elsa Einstein，1876-1936）[4]的曖昧關係已經一發不可收拾。

我們穿越時間來到了1915年11月底，愛因斯坦就快發現能夠描述整個宇宙的新理論了。狹義相對論裡時空是平的，並且所有慣性坐標系都是等價的。廣義相對論描述的是更廣泛的彎曲時空，它能描述所有坐標系。只要指定一套時空度規、給定能量與物質密度分佈，就能夠計算出時空曲率如何隨時間改變。相對論大師約翰・惠勒（John Archibald Wheeler，1911-2008）曾說：「時空告訴物質如何運動；物質告訴時空如何彎曲。」[5]

狹義相對論改正了以往區分時間與空間的常識，而廣義相對論則把萬有引力描述成時空曲率，連光線也會被重力場彎曲，再次顛覆了常識。我們只需要把一組十式的愛因斯坦場方程式配合相應時空度規，任何宇宙的過去與未來都能夠計算出來。

當然很多人質疑廣義相對論的正確性，因為科學理論必須接受實驗驗證。終於在1919年，英國天文學家亞瑟・愛丁頓（Sir Arthur Stanley Eddington, 1882-1944）來到西非畿內亞灣普林要比島（Principe）以日全食觀測結果驗證了廣義相對論。1919年5月29日早晨，下著傾盆大雨。幸好到了下午1時30分雨停了，不過還有雲。愛丁頓努力拍攝了許多照片，希望能夠拍到太陽附近的星光偏折。最後結果出來了：在拍得的照片中，有一張與愛因斯坦的預測數值吻合。其實在科學裡，一個證據並不足以支持一個理論，但愛丁頓是個廣義相對論狂熱擁護者，他立即對外公佈廣義相對論已經被證實了。

廣義相對論場方程式顯示，宇宙若不是正在收縮就是正在膨脹。我們已經知道，當年愛因斯坦認為宇宙永遠存在，因此他在場方程式裡加入了宇宙常數，用來抵消重力，使宇宙變得平衡，不會擴張也不會收縮。但這樣的宇宙極不穩定，只要非常細微的擾動，宇宙就會膨脹或收縮。就好像把一個保齡球放在筆尖上，理論上保齡球可以停在筆尖上，但只要一點點風就能使保齡球滾下來。

不過，這個常被人說成是愛因斯坦一生最大錯誤的宇宙常數，其實的確存在。錯有錯著，歷史再次證明愛因斯坦正確，儘管這並非愛因斯坦的原意。1929年，愛德溫・哈勃（Edwin Hubble，1889-1953）發現星系正在遠離地球，而且越遙遠的星系後退的速度就越快。這只能有兩個解釋：要麼地球是宇宙的中心、要麼宇宙正在膨脹。當愛因斯坦知道哈勃的發現後，他後悔在廣義相對論方程式裡加入了人為的宇宙常數[6]。

今天，科學家已經發現宇宙不單正在膨脹，而且膨脹正在加速。暗能量、或者宇宙常數，因而在上世紀末重新復活。一個正在加速膨脹的宇宙，比一個靜止的宇宙需要更巨大的宇宙常數。而且事實上，即使有宇宙常數，宇宙亦不可能靜止。

愛因斯坦在第二次世界大戰時，因為擔心納粹德國會製造出原子彈，所以他曾寫信致羅斯福總統要求美國搶先研究製造原子彈。到戰後才發現，當時的德國根本無法造出原子彈，因為大多數的科學家已經被希特拉趕走了。那天早上，當愛因斯坦聽到原子彈已經把日本廣島夷為平地，他就呆坐在家，久久未能平復心情。從此以後，愛因斯坦極力主張廢除核武，導致他被50年代著名的FBI胡佛探長（John Edgar Hoover，1895-1972）認為他是共產黨間諜。理所當然，胡佛始終無法找到任何證據捉拿愛因斯坦。

愛因斯坦因以普朗克的光量子概念解釋了光電效應而獲得1921年諾貝爾物理獎。光電效應論文證明了光同時是波動和粒子，稱為光的波粒二象性，是量子力學的基本原理。不過，儘管量子力學和廣義相對論的所有預測都未曾出錯，兩者卻互不相容。現在的科學家十分清楚：要不是量子力學是錯的、或廣義相對論是錯的、或兩者都是錯的。

愛因斯坦於1923年7月11號在瑞典哥德堡舉行的Nordic Assembly of Naturalists會講上講了他的諾貝爾獎講座。雖然他得到的是1921年諾貝爾獎，可是因為諾貝爾奬委員會認為在1921年的提名名單中沒有人能夠得獎，跟據規則該年度之獎項順延至下一年頒發，所以愛因斯坦實際於1922年得到1921年的諾貝爾獎。而由於在1922年諾貝爾獎頒獎典禮舉行時愛因斯坦正在遠東旅行，直到1923年愛因斯坦才在哥德堡講出他的諾貝爾奬講座。順帶一提，愛因斯坦獲頒諾貝爾獎不久之前，他正在香港。

愛因斯坦雖然有份為量子力學打下基礎，後來卻變得不相信量子力學，例如他與兩個物理學家共同提出的愛因斯坦—波多爾斯基—羅森悖論[7]就是為了推翻量子力學的。可是，科學家後來發現愛因斯坦—波多爾斯基—羅森悖論的假設「局域性」是錯的。廣義相對論認為宇宙是「局域」的，只有無限接近的兩個點才能有因果關係，因此推翻了牛頓重力理論中的「超距作用」。但量子力學卻說，兩個相距非常遠的粒子也能夠互相影響，因此量子力學與廣義相對論的假設是不相容的。

愛因斯坦一生都在尋找量子力學的錯處，結果是一個都找不到。他晚年一直在研究統一場論，希望統一電磁力和重力。不過，在他死前，人類並不知道除電磁力和重力以外還有強核力和弱核力。所以愛因斯坦根本沒有足夠的資訊去進行統一場論的研究，歷史注定要他失敗。

愛因斯坦一生對金錢、物質、名譽等不感興趣，他喜愛的東西大概可說只有物理和女人。他希望找出大自然的終極奧秘，並以優美、永恆不變的數學方程式表達出來。愛因斯坦覺得「政治只是一時，方程式卻是永恆。」[8]愛因斯坦聲稱自己並不擅長政治，但他在一生中卻經常對種族平等、世界和平等政治大議題作公開演講。因此他也引來許多人對他的政治立場表達不滿。

當以色列的第一任總統哈伊姆・魏茲曼（Chaim Azriel Weizmann，1874-1952）於1952年逝世時，以色列官方曾邀請愛因斯坦擔任第二任總統。最後，愛因斯坦寫了一封回信感謝並婉拒。

1955年4月18號，愛因斯坦在撰寫祝賀以色列建國七週年的講稿中途逝世。他生前堅拒以人工方法勉強延長生命，他說：「當我想要離去的時候請讓我離去，一味地延長生命是毫無意義的。我已經完成了我該做的。現在是該離去的時候了，我要優雅地離去。」//

【科普文分享】【諾貝爾獎闡釋】回到宇宙之初　尋找系外行星／還在學習 - Edward Ho

／／仰首觀天，或會心生疑惑，究竟宇宙從何而來，怎樣演化至今，太陽系外又有沒有其他行星？這幾個由心而發的問題，成為得獎物理學家 James Peebles 、 Michel Mayor 和 Didier Queloz 畢生追查的難題。

上世紀六十年代初，科學家對於宇宙的理解比現在淺。宇宙大爆炸理論中，指宇宙會縮回極小、極重，且極熱原點的假說亦無足夠證據支持。物理學家 Arno Penzais 與 Robert Wilson 在 1965 年發現了理宇宙背景微波 (Cosmic Microwave Background) ，當時 Peeble 曾推測，光線早在宇宙初期已出現，時間大概可追溯至宇宙誕生不到 38 萬年後。 Peeble 的團隊估計，遠古光線有機會蘊藏著宇宙起源的重要線索，並由此估算出宇宙初期溫度或超過攝氏 100 億度。

極高溫環境下，一對對電子及中微子 (neutrinos) 均可隨意物質化，導致質子和中子合成作用，合併的質子和中子則創造出原子核。 Peebles 在 1966 年更詳細計算出不同同位素 (isotopes) 會在此過程產生。他也通過宇宙背景微波溫度，嘗試計算中子和質子的密度，由此推算出不同同位素量。然而，他的結果與今日觀察數據有差異，他和其他天文學家就認為此差異是由於宇宙尚有大量未知物質和能量所組成，也是就暗能量和暗物質。他對於了解宇宙演化的貢獻並不止如此，他更提出宇宙膨脹，以及早期宇宙速度膨脹較快等理論，為解開宇宙之謎提供重要基礎。

除了 Peebles 獲得諾貝爾獎外，另外兩位天文學家 Michael Mayor 及 Didier Queloz 亦奪獎。

要尋找太陽系系外行星並不簡單：行星不如恆星般會發光，要從宇宙找出系外行星比大海撈針更困難。困難並不代表不可能， Mayor 及 Queloz 在 1995 年宣佈發現人類史上首個系外行星——飛馬座 51b 行星，並觀察到它是圍繞著類似太陽般的恆星運行。飛馬座 51b 大小可與土星比擬。他們所採用的方法，就是在行星圍繞時，恆星也會稍為偏移。在地球觀察起來，恆星就如前後震動般。透過測量恆星活動，研究人員就有方法尋找到這些消失在黑暗中的系外行星。他們首個系外行星發現，亦開拓了往後「追星」研究。 ／／

先備知識：
1.同位素的概念。

影片重點：
1.因為有同位素，所以在週期表上的原子量為「平均原子量」。
2.平均原子量為每一種同位素的原子量去乘以其所佔比例，再全部加總，是一種「加權平均的概念」。
3.質量數不等於原子量。質量數一定是整數，因為它是質子數加中子數；但原子量是與碳-12比較的結果，很有可能帶有小數。不過一般來說，質量數與原子量的大小會很接近。
4.如果題目真的沒有給同位素的「原子量」，則暫且可以把質量數當作原子量來計算。例如溴-79的原子量就直接當作是79。

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