能源是人类文明进步的物质基础和内在动力。在本世纪，如何解决社会发展日益增长的能源需求和资源稀缺的矛盾，同时解决气候变化对人类生存的严重影响，将是全人类共同面临的重大挑战！
如何定量理解能量的来源、转化与使用？
由美国艺术与科学院院士罗伯特·贾菲(Robert L. Jaffe)与麻省理工学院理论物理中心主任华盛顿·泰勒（Washington Taylor）撰写的《能源物理学》（The Physics of Energy）系统全面地阐述了能量来源、能源利用及能源系统的科学原理，剖析了能量从其来源——诸如太阳能、核能、风能、水能和化石燃料等——经由热机、发电机等设备的转化，到最终应用于工业、交通、供暖、制冷及其他领域的全过程。书中还以科学视角呈现了以下内容：能量在地球大气与海洋中的流动、能源系统的相关问题（包括储能、电网、能效与节能）、核能所伴随的辐射及化石燃料使用引发的气候变化等主题。
《能源物理学》以精准且易于理解的方式揭示和呈现能源系统背后的科学，同时提供了许多真实案例帮助读者理解和应用这些知识。本书不仅适合初学者，也是经验丰富的研究人员用于更新、深化或拓宽知识和理解的宝贵参考。
上海科技大学校务委员会主任江绵恒为该书中译本作序，全文如下。
序言
能源是人类文明进步的物质基础和内在动力。历次产业革命所带来的生产力发展及社会形态的变迁，都伴随着人类对能量来源、转化技术和掌控能力的突破。人类社会的文明程度与能源消耗总量正相关，特别是以化石能源为基础的工业革命以来的两百多年历史中，全球经济总量和能源消耗均呈指数增长。
当人类进入21世纪，以信息技术为引领的产业变革和生产力发展，对能源产生了新的更大需求。但化石能源是有限资源，而且具有区域分布的不均匀性，因此无论是发达经济体还是全球南方国家的经济发展，都面临未来能源供给可持续性的挑战。
化石能源生产和使用的另一挑战，是对生态环境所产生的破坏作用。为应对由此带来的气候变化影响，世界许多国家提出了碳中和的时间目标。2020年中国政府郑重承诺到2030年实现碳达峰，到2060实现碳中和。
因此，如何解决经济社会发展日益增长的能源需求和资源稀缺的矛盾，同时解决气候变化对人类生存的严重危害，是全人类共同面临的重大挑战，也是我国在本世纪中叶实现社会主义现代化强国目标的先决条件和发展动力。为此中央明确了智能化、绿色化、融合化发展的现代化产业体系建设目标，全力推进清洁低碳安全高效的新型能源体系建设，并将新能源列入重点发展的战略性新兴产业集群清单。
上海科技大学以“服务国家发展战略、培养创新创业人才”为办学宗旨，在建校之初就确定以新能源为重点发展方向之一，设立了覆盖物理、化学和材料方向的物质科学与技术学院，以受控聚变为目标的终极能源中心，以及面向碳中和战略的2060研究院。来自上述学院和中心的教师讲授系列通识与专业课程，开展前沿研究和转化应用，推进相关学科建设和人才培养。在2020年上半年，我们着手开设一门新的“能源科学与技术导论”课程，旨在为本科生和研究生介绍能源科技的总体图景，为他们将来在能源相关领域的长远发展打好基础。在筹备和讲授这门课程的过程中，我们发现缺少合适的中文教材和参考书。能源科学涉及多个传统学科，具有非常强的交叉属性，因此很难有学者能够精通各个方向，以高屋建瓴的视角和全面扎实的功底写出一本全景式介绍能源基本原理的专著。
这时，由麻省理工学院(MIT)两位物理学家罗伯特·贾菲(Robert L. Jaffe)和华盛顿·泰勒(Washington Taylor)教授所撰写的The Physics of Energy一书进入了我们的视野。该书的两位原著者是理论物理学家，从事基本粒子领域的研究，对宇宙能量的最基本问题有深刻理解。他们已经在MIT开设了同名课程，积累了丰富的教学经验。该书以令人惊讶的广度和恰到好处的深度介绍了能源科技的各个领域：从传统的动能、势能、化学能到前沿的核能、太阳能、潮汐能；从电动机、内燃机、冰箱空调到热电联产、风力机、反应堆；从节能储能到能源政策、气候变化背后的自然和人为因素……该书呈现了庞大主题在各个方面最核心和最严谨的物理原理，讲解深入浅出，定性、定量和趋势分析兼具，保证了科学的严谨性但又不会让读者迷失在技术细节中。为了消除中文读者在语义理解上的“能垒”，我们组织了能源科学与技术导论课程团队的20名教授专家协同翻译原文，开展了多次关于出版内容和形式的专题研讨，并由薛加民和米启兮两位教授牵头进行了细致的统稿和审校工作。历经五年的不懈努力，终将此大作翻译完成，使中文读者能更加酣畅淋漓地欣赏其精彩之处，为上海科技大学及其他高校开设能源类课程奠定了良好基础。
在该书翻译过程中，我们有幸于2021年11月邀请到了贾菲和泰勒教授在线讲授书中的“能源与气候”章节内容并与其交流讨论。两位教授坦言，他们从教学大纲构思、教学素材整理到最终付梓成书，前后花费了十年时间来积累打磨。十年磨一剑，信哉斯言！另一方面，两位教授也高度关注并赞赏近年来中国在能源科技领域的长足进步，越来越多的高校对新能源的教学科研抱有浓厚兴趣。他们收到翻译稿后对其质量表示充分肯定，并提出了很好的反馈意见。在此对两位原著者对翻译过程提供的支持和指导表示诚挚感谢！
翻译的过程也是一次温故知新的经历。我们从书中受到的启示是，教材不同于一般的专著，既要引导初学者循序渐进构建知识框架，又要成为专业工作者的案头常备工具，最好还能提出新方法、新观点。该书不仅篇幅宏大、体系完整贯通，而且安排了丰富多样的教学要素，包括章节模块、修读顺序、重点提示、应用案例、讨论和习题，以及充实易查的附录资料。在讲解重点难点内容时，采用了新颖的切入方式和直观的叙述视角，原理透彻，图像清晰，展现出的真知灼见令人眼前一亮。特别值得指出的是，本书既是一本优秀的能源科学教材，也是一本物理专业学生学习热力学与统计物理的高质量参考资料。书中生动的实例和跨学科的视角（例如从热机的角度来分析台风的热力学过程、对信息熵和热力学熵的比较讨论）给我们带来深刻的启示。经典教材是彰显高校学科实力的重要标杆。该书也为我们今后进一步编撰精品教材、开设优质课程提供了范本。
在当今世界百年变局加速演进，新一轮科技革命和产业变革加速突破的时代，上海科技大学作为新型研究型大学，始终高度重视创新反哺教学，以学科交叉、产教融合、科教融汇的新思路，博采众长，建设和使用反映学术前沿、满足新质生产力发展需求的优质教材，探索构建重点领域的自主知识体系，支撑和引领人才培养范式变革，培养创新创业拔尖人才。
——江绵恒
上海科技大学校务委员会主任
《能源物理学》
作者：[美]罗伯特·贾菲，华盛顿·泰勒
作者简介
罗伯特·贾菲（Robert L. Jaffe），美国艺术与科学院院士，麻省理工学院物理系Morningstar讲席教授，曾任麻省理工学院理论物理中心主任。因在质子及其他强相互作用粒子的夸克结构、奇异物态及真空的量子结构方面的研究而闻名。曾获著名的MacVicar教授奖等荣誉。
华盛顿·泰勒（Washington Taylor），麻省理工学院物理学教授、理论物理中心主任。专注于研究粒子物理学和引力的基本理论问题。在弦理论的基础方面作出重要贡献，包括揭示了弦理论与低能场论及可观测物理的约束之间的联系，以及建立了其与数学新发现之间的关联。曾获斯隆研究奖、美国能源部杰出青年研究员奖、麻省理工学院Buechner教学卓越奖等荣誉。
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