的变化通常意味着他们的庄稼不会生长，要么是因为雨量不足，要么是因为雨量过剩。这只会让他们原本贫穷的生活雪上加霜。这对于他们来说特别不公平，因为二氧化碳他们排放得最少，而二氧化碳正是造成这一问题的元凶。

科学家称，如果要避免气候发生这样剧烈且长期的变化，全球必须在2050年之前将温室气体的排放削减百分之八十，并且要在本世纪末之前将其完全消除。当我第一次听到这样的言论时，我感到惊讶。“难道只削减一半碳排放行不通吗？”，我问过许多科学家。但是他们都一致表示这样做是不够的。问题在于二氧化碳能在大气中停留数十年。就算我们从明天开始停止碳排放，由于过去已经排放出的二氧化碳，气温仍将继续上升。所以答案是“不行”，我们需要完全削减，直至为零。

这是一个巨大的挑战。2015年，全世界排放了360亿吨的二氧化碳。这样的天文数字让人难以置信。(值得记住这一数据，因为将来会派上用场。举个例子，有人可能会告诉你，他们知道如何实现每年1亿吨的碳减排量。这听起来挺多的，但如果你计算一下——1亿除以360亿——你会发现他们所说的减排量只占总量的不到0.3%。尽管每一点减排都有助于问题的解决，但我们仍然得处理余下的99.7%。)

▲全球化石燃料碳排放量（二氧化碳，单位：10亿吨，来源：国际能源署）

我们要怎样做才能将360亿吨这样的天文数字减到零呢？

每当我碰到一道难题时，我都会向我最喜欢的学科求助：数学。数学对我来说总是那么得心应手，虽然我在念中学时成绩并不是那么出色。数学可以屏蔽很多噪音，能帮助我提取出一个问题中最基本的元素。

气候变化便是一个周围存在诸多噪音的问题。有些人否认这个问题本身的存在。有些人夸大了眼前的风险。

我所需要的是一个等式来帮助我理解如何实现二氧化碳的零排放。

这是我想出的等式：

可能看起来比较复杂。其实不然。

等式右侧代表我们向大气中排放的二氧化碳总量(CO2)。我们需要将这一数值变为零。这取决于等式左侧的四个因子：世界总人口(P)；每人所使用的服务(S)；提供每项服务所需要消耗的能源(E)；以及最后该能源产生的二氧化碳(C)。

你们在数学课上学过，任何数乘以零结果为零。所以如果二氧化碳总量要为零，等式左侧的四个因子中至少有一个要为零。

让我们来一一检验它们，看看能得出什么样的结论。

世界总人口(P)目前达到70亿，2050年之前会增长到90亿。这一项绝不可能变为零。

接下来，服务。这包括所有的事物：食品、衣服、供暖、住所、汽车、电视、牙刷、埃尔莫(Elmo)玩偶、泰勒·斯威夫特(Taylor Swift)的专辑等等。这一项数值我之

前说过需要在贫穷国家中提升，这样那里的人们就能使用电灯、冰箱以及其他东西。所以(S)也不可能为零。

让我们来看看(E)，这代表每项服务所需要消耗的能源。在这方面有一些好的进展。节能汽车、LED灯泡以及其他发明都在帮助我们更有效率地使用能源。

许多人，也许也包括你，都在通过改变他们的生活方式来节约能源。他们通过骑自行车和拼车来节省汽油，将暖气调低几度，以及给他们的房子安装上保温层。这些努力都有助于减少能源的使用。

但遗憾的是，这并不能把能源的使用降低为零。实际上，大多数科学家一致认为到2050年，我们使用的能源将比今天多出50%。

所以前三项因子——人口、服务和能源——都不会接近于零。那么就只剩下最后一项因子(C)，每单位能源的碳排放量。

除了水电和核能，世界上绝大部分的能源是由如煤这样的化石燃料生成的，它们的燃烧产生巨量的二氧化碳。但是在这方面也有一些好的进展。新的绿色科技使世界能够利用太阳能和风能得到更多的无碳能源。也许你住的地方附近有风力发电场，或者你在学校附近见过太阳能电池板。

这些技术正变得越来越便宜，使用它们的人也越来越多，这是好事。我们应该在合适的地方更多地运用这样的技术，比如在某些阳光特别充沛或者风力很足的地方使用。除此之外，安装新型专用输电线也能让我们更加充分地利用太阳能和风能。

但是要想阻止气候变化，让能源对于每个人来说变得更为平价，我们也需要一些新的发明。

为什么呢？因为只要天气晴朗，风力不止，太阳能和风能就能源源不断地产生；但在多云、夜晚以及无风的情况下，人们仍然需要稳定的能源。这意味着电力公司通常在那些可再生能源不可用之时，会使用如煤炭或天然气这样的化石燃料继续发电，而这会产生温室气体。

如果我们能有一套储存太阳能和风能的系统，当然能够帮助解决这一问题。但目前最好的能源储存设备是充电电池，价格比较昂贵。锂离子电池(比如大家笔记本电脑里装备的那种)仍是目前最理想的充电电池。如果要储存足够的电力，供家里所有的设施用上一个星期，你必须使用一块超大电池——这会使你的电费增长到原先的三倍。

所以我们需要更为强大、更加经济的解决方案。

简单地说，我们需要一个能源奇迹。

当我说“奇迹”的时候，我并不是指不可能发生的事情。我过去见证过奇迹的发生：个人电脑、互联网、小儿麻痹症疫苗。这一切的发生绝非偶然，而要归功于研发和人类的创新能力。

但在这一问题上，我们等不起。每天我们都在向大气中排放越来越多的二氧化碳，这让气候变化的问题变得越来越糟。如果我们想要在本世纪末之前实现碳的零排放，我们需要对数千种新的想法——即便是那些听起来有些疯狂的想法——投入大量的研究。

一种可能的解决方案是找到新的方法，使太阳能和风能可以24小时不间断地提供给每一个人。有些更为疯狂的发明设想让我感到兴奋，比如我们可以找到一种利用太阳能来生产燃料的方法，就像植物使用阳光为自己制造养分那样，以及造出游泳池大小的、能够储存海量能源的电池。

虽然许多这样的想法最终都不会实现，但这并没有关系。每一次通向死胡同的过程都能教会我们一些有用的经验，让我们继续进步。就像托马斯·爱迪生所说的那句名言：“我并没有失败过一万次，只是成功地发现了一万种行不通的方法。”

但是要找到数以千计行不通的方法，首先你得去尝试数以千计不同的想法。我们在尝试这方面做得还远远不够。

政府在激励新进展方面扮演着非常重要的角色，对于其他科学研究也是一样。美国政府为突破性癌症疗法的获得和登月提供了资金支持。如果你是通过在线的方式阅读这封公开信，你也得感谢美国政府，因为美国政府出资支持的研究项目创立了互联网。

但是能源研究以及向新能源进行过渡需要很长的时间。石油过去占世界能源供应的5%，后来上升到25%，这一过程花了40年的时间。而今天，像风能和太阳能这样的可再生能源占世界能源的比例还不到5%。

所以我们需要现在开始行动起来。最近我协助二三十位普通公民共同发起了一个项目，这将与政府目前在数个国家进行的研究形成互补。二者都是旨在创造能源奇迹。

你可能在想你能提供什么样的帮助。