核情報

2023.10.16

高まる核の脅威と、物理学者が危険を減らすためにできること

ステュワート・プレガー プリンストン大名誉教授

米国「核脅威削減のための物理学者連合(The Physicists Coalition for Nuclear Threat Reduction)」は、7月に公開された映画『オッペンハイマー』Cillian Murphy in Oppenheimer (2023)によって高まっている核問題への関心を活用して、核の現状について理解を深めるための活動を展開しています。ここで紹介するのは、その一つ、『オッペンハイマー:科学者、核兵器、そして今日的意味合い』(2023年7月21日:ズーム方式)におけるステュワート・プレガー天文物理学名誉教授(プリンストン大学)の発言です。核情報の要請で、ご本人が発表用のメモを基に作成された原稿(英文)を訳出しました。

背景情報

米国「核脅威削減のための物理学者連合」(The Physicists Coalition for Nuclear Threat Reduction)とは?

2023年10月23~25日、イタリアで国際的ワークショップ開催予定

共同設立者フランク・フォンヒッペル名誉教授(プリンストン大学)によるスイス、ジュネーブの欧州原子核共同研究機構(CERN) と繋いだコローキアム(2022年6月30日:ズーム方式)での情報交換がきっかけとなり、アブドゥッサラーム国際理論物理学センター(ICTP)(イタリア、トリエステ)で2日間のワークショップ「増大する核兵器の危険:物理学者はいかにして脅威削減に貢献できるか」が米物理学者連合との共催で開かれる

参考



高まる核の脅威と、物理学者が危険を減らすためにできること

ステュワート・プレガー(Stewart Prager:プリンストン大学天体物理学名誉教授)

米国「核の脅威削減のための物理学者連合」主催(ウェビナー)『オッペンハイマー:科学者、核兵器、そして今日的意味合い』 2023年7月21日

他の発言者:
  • アージュン・マキジャニ博士 エネルギー・環境研究所(IEER)所長
  • リスベス・グロンランド博士 マサチューセッツ工科大学核科学・工学部核安全保障政策研究所研究員(元「憂慮する科学者同盟(UCS)」世界安全保障プログラム共同ディレクター)
  • 司会:フレデリック・ラム イリノイ大学アーバナ・シャンペーン校物理・天文学研究教授
    *ブレガー名誉教授発言は48:43から

私の今日の話は、物理学者のコミュニティーについて、そして、私たち物理学者が核兵器に関して何ができるかに焦点を当てる。二つの問題について話したい。一つは、内側に向かって見た場合の問題だ。私の問いはこうだ。物理学者として私たちは、核兵器の仕事をすべきか?このような仕事はどのような影響をもたらすか──ネガティブな面とポジティブな面の両方において。その後、外を向いて見た場合の問題について論じる。物理学者のコミュニティーは、どのようにして、この問題にポジティブな変化をもたらせるか.。この外を向いて見た場合の問題は、大きなチャンスを意味するものでもある。

だが、最初に、現在の世界の核状況を描いておきたい。これは、いくつかの事実を列挙するだけで表現できる。

現在、9カ国が核兵器を持っている(ロシア、中国、米国、英国、フランス、インド、パキスタン、イスラエル、北朝鮮)。これらの国々の間には、様々な競争関係が存在し、指導者の交代があり、偶発的状況や誤算、意図的行為などによって核戦争にいたる数々のシナリオがある。複雑な、多極的状況であり、安定状態ではない。

これらの9カ国は、合わせて、約1万発の核兵器を持っている。軍用の アクティブ(活性[比較的短期間で使用可能])保有核だ。平均して、それぞれ、1945年に広島を破壊するのに使われたもの──10万人以上の死者をもたらした──の20倍ほどの爆発力を持っている。これらの核兵器の90%強がロシアと米国によって保有されているが、他の国々の保有核の規模も、それぞれ100発単位であり、極めて大量の死を招き得る。これらの数字から得られる計算は簡単だ。これらの兵器が使われれば、何十億もの人々を殺すことができる。おまけに、約2000発が「警戒態勢(アラート)」状態に置かれている。発射命令が出てから数分以内に発射できる状態だ。この状態は、毎日24時間、週7日、維持されていて、私たちは、いついかなる時も、毎日──核兵器を保有する国々の指導者の一人が選択することで生じ得る──核惨事からほんの一瞬のところにいるのだ。

核の使用は、間接的な影響ももたらし得る。この点についての理解が徐々に深まってきている。重大な間接的影響のひとつは、核兵器が地球の気候を変化させ得るというものだ。近年、気候科学者はこの問題に最新の気候モデルを適用している。「巨視的物理学」は理解しやすい。核爆弾が都市部など可燃物のある場所に着弾すると火災が発生し、その火災が炭素の煤を発生させ、それが成層圏に上昇して地球全体に拡散し、太陽光を部分的に遮断して地球の気温を低下させ、農作物の生産を壊滅させたり減少させたりする。気候科学者は、インドとパキスタンの間で地域内戦争が起こり、世界の核兵器の1%にも満たない規模で互いの都市を攻撃し合うと仮定し、その影響を検討した。直接的には、インドとパキスタンで約2000万人が死亡する可能性があるが、すでに食糧難に陥っている人々が飢餓に見舞われれば、10億人規模の人々が死亡することになり得る。つまり、地域的な戦争であっても、罪のない傍観者である国々に、戦争当事国そのものに対するよりもはるかに大きな損害をもたらし得るのだ。アメリカとロシアの全面戦争は、世界的な飢餓をもたらし、文明を基本的に終わらせる可能性がある。

このような数字がそろっているにもかかわらず、私たちは今、再び核軍拡競争に突入している。もしすべてではないとしても、ほとんどの核保有国は、核兵器の改良、近代化、拡大、あるいは、革新を行っている。その一例が、私たちが最もよく知っている米国のプログラムだ。核兵器の近代化プログラムには、今後数十年で1兆ドル以上の費用がかかり、今世紀末までの核兵器へのコミットメントの基礎を築くことになる。このようなことから、核兵器による危険は過去のどの時代と比べても引けを取らないという見方が広まっている。つまり、政府の指導者たちがどのような戦略的理屈で政策を決定しようと、私たちは今、私たち自身の破滅を可能にするシステムを継続的に推進しているという状況にあるのだ。これは集団的狂気としか表現のしようがないと言っても大げさではない。

核兵器は戦争遂行用の兵器ではない。核兵器はしばしば大量破壊兵器と表現される。しかし、それは控えめな表現だ。1945年、物理学者のフェルミとラビは政府への報告書の中で、核兵器は「ほとんど[ナチスのユダヤ人に対する組織的殺戮政策である]ジェノサイドに匹敵する実際的な効果を持つ」、「どのように考えても、それは必然的に邪悪なものである」と述べている。つまり、核兵器は、大量ジェノサイド兵器と表現するのが適切と言えるだろう。

だから、状況は悪い。物理学者には何ができるだろうか。

今度は、内側に向かってみた場合の問題に焦点を当てよう。「物理学者は核兵器の仕事をすべきか?」私たちは核兵器複合体の重要な一部をなす。私たちがこの仕事に参加することによって、どのような結果がもたらされるか?これは、核時代が始まった当初、大きく取り上げられ、大いに議論され、熱気を帯びて語られた。 物理学者たちは自分たちの決断について議論した。今では、私の知る限り、この議論は非常に静かだ。このような問題についての活発な議論は行われていない。だが、物理学コミュニティー全体にとってこの議論は絶対的に必要だ。とりわけ、研究進路を選択しようとしている若い物理学者たち、そしてすでに核兵器の仕事をすることに決めている物理学者たちにとって。

簡単にこの問題の「枠組みを提示(フレーミング)」してみよう。中国やロシアで観察されている変化を根拠として、米国は核兵器を積極的に拡大すべきであり、それは米国住民の安全を守るために必要なことであり、物理学者はこの努力に結集すべきだと結論づける人々がいる。一方、核兵器は常に私たちの安全性を低下させ、恐ろしい結末に導くものであり、本質的に悪であり、物理学者はこの分野で働くべきでないと結論づける人々もいる。私がこの問題をどのようにフレーミングしているかは、私自身の視点を反映したものであり、それは、いくつかの条件付きではあるものの、第二の陣営に属するものであることを断っておく。

米国の「ストックパイル・スチュワードシップ・プログラム(SSP)」では、多くの物理学者が働いている。これは研究開発プログラムだ。各種文書に記載されているように、その主な目的は、「保有核の維持、保有核の近代化、弾頭の製造、将来の核安全保障体系」を支援することだ。従って、スチュワードシップ・プログラムの中で働くのであれば、そのような仕事が、核兵器の開発を、そして、地政学の道具として、また潜在的な戦争の道具としての使用を、活発に推進していることは明らかだろう。

スチュワードシップ・プログラムの代表的な例は、よく知られた「国立点火施設(NIF)」[レーザー核融合施設]だ。NIFのエンジニアリングは注目に値するものであり、NIFから派生した「非機密」の物理学は魅力的だ。極度に高いエネルギー密度において物質がどのようにふるまうかという基本物理という意味で魅力的だ。そして、核融合エネルギーに関して得られる情報は非常に重要だ。

しかし、NIFの本来の目的、そして資金提供の理由は、核弾頭物理学の理解を深め、核兵器の継続的な進化を支援することだ。NIFとスチュワードシップ・プログラムの政策的利点の1つは、これらがなければ核実験から学ばなければならないことを学べることであり、核兵器実験の世界的モラトリアム維持の役に立つことだとよく言われる。しかし、この主張には多くの疑問がある。まず、なぜ核実験をする必要があるのか。私たちは他のどの国よりも多く核実験をしている。1000回以上だ。そして、もしNIFから核実験と同じような情報が得られるのであれば、NIFは核実験禁止を回避する手段とみなされ得る。つまり、他国にこう伝えているとみなされ得る。「私たちのように核兵器を理解したいのであれば、あなた方も自国のNIFを持つか、核実験をする必要がある」と。したがって、NIFはこの意味で、核拡散を奨励しているとみなされ得る。

これらの「疑問点」に関連する多くの問題について、詳細に論じる時間は、今はない。ただ2つの結論を導き出したい。第一に、物理学者が核兵器の仕事をするという決断は、その個人にとっても社会にとっても重大な意味を持つ。決断について考えている人は、その結果を注意深く考慮すべきであり、その副産物的な利益は二次的な問題とみなすべきだと私は考える。第二に、このテーマについては、私たちのコミュニティで活発な議論が必要だが、今はまだ行われていない。この議論は、会議、ウェビナー、活字メディア、就職フェアなどを通じて行うことができるが、私たちは早急にそれを行うべきだ。

ここで、最後の問題を取り上げる。外を向いて見た場合の問題だ。物理学者にとって、公共政策に良い影響を与えることのできるチャンスとは何か? 物理学者はこの問題に繋がっており、ここにチャンスが存在している。私たち物理学者の意見は利害関係者や一般市民にとって重要な意味を持つ。私たちは、核兵器の専門家としてではなく、情報を持った市民科学者として、提言(アドボカシー)活動をすることができる。私たちは、物理学者として、自分たちが研究していない分野について発言することに抵抗を感じることがある。しかし、核兵器の場合は違う。ある意味、誰も専門家ではない。誰も核戦争を戦ったことがない。 如何なる形であれ、通常戦争から核戦争へとエスカレートする過程を経験したことのあるものはいない。我が国が所有する核兵器を使用した場合の物理的・社会的影響について、十分に理解している者、あるいは、十分な予測能力を持っている者などいない。だから、市民科学者としての私たちの意見は貴重であり、安心してそれを表明すべきなのだ。過去には、物理学者同士が組織化し、多くの成功を収めたことがある。

しかし、冷戦が終結して以来、私たち物理学者は、コミュニティーとして、一般市民と同様、この問題に対してやや無関心になってきていた。今や、再び取り組むべき時だ。リスクを軽減するために、我が国が一方的にできることはたくさんある。米国をより安全にするとともに、他国が従うべき手本となる行動がある。それらについて一つ一つ議論すすることはしないが、いくつか例を挙げてみよう。 米国は、[敵が核攻撃を仕掛けたとの]「警報即発射(launch-on-warning)」オプションの撤廃、米国の核兵器の「警戒態勢」の解除、先制不使用政策の採用、核兵器発射に関し一人だけ[大統領]が権限を持つシステムの撤廃、ロシアとの核交渉の再開、核不拡散条約(NPT)で定められた核軍備撤廃に向けた交渉の法的義務の履行、「弾道弾迎撃ミサイル(ABM)」制限条約の再交渉、国土を危険にさらす「大陸間弾道弾(ICBM)」戦力の削減、その他多くのことができる。この分野は、私たち物理学が役立てるチャンスに溢れている。

最後に、物理学者が積極的に関与し、良い影響を与えることができる特別なチャンスを一つ紹介したい。3年ほど前、[米国で]「核脅威削減のための物理学者連合」(The Physicists Coalition for Nuclear Threat Reduction)という新しい組織が設立された。この団体は、情報を得ることに関心を持ち、自分たちの見解を知らしめる手段を持つ物理科学者の全国的なネットワークだ。「米国物理学会(APS)」によって設立された。現在は慈善団体から資金提供を受け、超党派のNGOである「軍備管理協会(ACA)」と提携し、プリンストン大学の「科学と世界安全保障プログラム」を通じて運営されている。設立の目的は2つある。ひとつは物理学者への情報提供。もうひとつは、物理学者による提言活動を促進することだ。

教育的な部分で重要なのは、この分野で経験を積んだ14人の物理学者からなるチームがあって、物理学の教育機関を訪問してコロキアム(セミナー)を開催して、掘り下げた議論を行う活動をしていることだ。現在までに合計約140の物理学科、研究所、原子力工学科を訪問している。 提言活動のために、私たちは全国的なネットワークを構築しており、現在全国に1000人の会員がいる。ご存じの通り、1つの問題に関して数百人が協調して議会に連絡すれば相乗効果をもたらすことができ、影響力を持ち得る。私たちは今、そのようなネットワークを持っている。私たちはその短い歴史の中で、5つの提言活動キャンペーンを展開してきた。「物理学者連合」は、会員が行動を起こすのに必要な時間を最小限にするため、裏方役的作業をしている。私たちは今、この世界的な問題に対してどのように協力できるか検討するために、他国の物理学者と模索的な話し合いを始めている。私たちは、米国外の物理学者が「物理学者連合」の一員となることを歓迎する。

情報へのアクセスや、提言活動のためのネットワークを利用という点で、興味をお持ちなら、ぜひ「連合」に参加していただきたい。「連合」は、すべての物理学者に開かれている。天文学、地球科学や工学科技術に携わるすべての人々に。入会を希望される方は、私たちのウェブサイト(physicistscoalition.org)をご覧いただきたい。また、ご自身の研究機関でコロキウムを開催したいという場合も、同じリンクから連絡が可能だ。

この問題は明らかに人間が作ったものだ。そして、人間が解決できることも明らかだ──相当な努力をすれば。




ステュワート・ブレガー名誉教授推薦の参考文献




The Rising Nuclear Threat and How Physicists Can Help Reduce the Danger

Comments by Stewart Prager (Princeton University)

Webinar on Scientists, the Bomb and Implication for Today
July 21, 2023
Sponsored by the Physicists Coalition for Nuclear Threat Reduction

I will focus my comments on the physics community, and what we can do with regard to nuclear weapons. I would like to address two issues. The first one is inward looking. I will ask the question: should we, physicists, work on nuclear weapons? What are the consequences of such work, both negative and positive? Then I will discuss an outward looking issue – how can the physics community effect positive change on this issue? This outward-looking issue is one of great opportunity.

But first I would like to sketch the current nuclear landscape globally. This can be described by simply listing a few facts.

At the current time, nine nations possess nuclear weapons (Russia, China, US, UK, France, india, Pakistan, Israel, North Korea). Within this set of nations are embedded various rivalries, rotating leaders, with many scenarios that can lead to nuclear conflict by accident, miscalculation or intention. It is a complex, multipolar situation. It is not a stable state.

These nine nations possess about 10,000 nuclear weapons collectively in their active military stockpiles. On average, each weapon has the explosive power in the range of 20 times that which was used to destroy Hiroshima in 1945, with over 100,000 civilian deaths. Somewhat more than 90% of the weapons are held by Russia and the US, but the size of the arsenals in the other nations, each which measures in the 100s, are also exceedingly lethal. The arithmetic from these numbers is simple. If these weapons were used, they could kill billions of people. In addition about 2,000 weapons are on alert status, ready to be launched within minutes of receiving a launch order. This condition is held 24/7, so that at all times, every day, we are only moments away from nuclear catastrophe if one of the world leaders with nuclear weapons chose to do so.

There are indirect effects that are becoming progressively better understood. One grave indirect effect is that nuclear weapons can alter the global climate. In recent years climate scientists have applied modern climate models to this problem. The macroscopic physics is easy to understand. If nuclear bombs land where there is flammable material, such as in cities, it generates fire, the fires produce carbon soot which rise into the stratosphere, spreads around the globe, partially blocks out sunlight and reduces the global temperature, destroying or reducing crop production. Climate scientists have considered the hypothetical of a regional war between India and Pakistan in which they bombard each other’s cities with less than 1% of the world’s arsenal. Directly this could kill some 20 million people in India and Pakistan, but the starvation that would accrue to those already food insecure could kill on the order of one billion people. So even a regional war could be much more damaging to innocent bystander nations than the war-fighting nations themselves. An all-out war between the US and Russia could produce global starvation and essentially end civilization.

Despite all these numbers, we are now again in a nuclear arms race. Most, if not all, nuclear-armed nations are either upgrading, modernizing, expanding or innovating their nuclear arsenals. One example, the one we know best, is the US program. The program to modernize its nuclear arsenal will cost over $1T over the next few decades, laying the basis for a commitment to nuclear weapons to the end of the century. Given all this, there is a widespread view that the danger from nuclear weapons now is as large as that of any prior time. So, we are in a situation that, through whatever strategic reasoning government leaders use to determine policy, we are now continuously advancing a system that will enable our destruction. It is not hyperbole to say that this can only be described as a collective insanity.

Nuclear weapons are not war-fighting weapons. They are often described as weapons of mass destruction. But that is an understatement. In 1945 the physicists Fermi and Rabi in a report to the government described nuclear weapons as “having a practical effect almost of one of genocide” and “it is necessarily an evil thing considered in any light.” So nuclear weapons are perhaps appropriately described as weapons of mass genocide.

So the landscape is bad. What can physicists do?

Let me focus now on the inward-looking issue: Should physicists work on nuclear weapons? We are a critical part of the nuclear weapons complex. What are the consequences of us participating in this work? This was a prominent, debated and hot issue at the beginning of the nuclear era. Physicists discussed their decisions. Now the discussion is quite muted, to my knowledge. There is not an active discussion of such questions, but it is severely needed, for the physics community in general, for young physicists selecting their research paths in particular, and for those who have already decided to work on nuclear weapons.

I will frame the issue briefly. There are those that conclude from observed changes in China and Russia that the US should actively expand our nuclear arsenal as a necessity to keep US residents secure, and physicists should rally around this effort. There are also those that conclude that nuclear weapons always make us less safe, will lead us to a horrible ending, are intrinsically evil, and physicists should not work in this area. I should state that the way I frame this issue reflects my own perspective which falls, with some caveats, in the second camp.

Many physicists work within the stockpile stewardship program in the US. It is an R & D program. Its primary purpose, as stated in documents, is to support “stockpile sustainment, stockpile modernization, warhead production and the future nuclear security enterprise.” Therefore, if one works within the stewardship program, it should be clear that such work is actively advancing the development and use of nuclear weapons as tools of geopolitics and potential tools of war.

A prominent example of work in the stewardship program is the well-known National Ignition Facility (NIF). The engineering of NIF is remarkable and the unclassified physics that has derived from NIF is fascinating - fascinating in the basic physics of how matter behaves at extremely high energy density. And the information learned about fusion energy is exceedingly important.

But THE purpose of NIF, and the reason it is funded, is to advance our understanding of warhead physics to support the continued evolution of nuclear weapons. It is often stated that one policy benefit of NIF and the stewardship program is that we can learn what we would otherwise learn from nuclear testing, allowing us to support the global moratorium on nuclear weapon testing. But there are many questions about this claim. First, why do we need to test? We have done more tests than any other nation, more than 1,000. And if we get the same information from NIF as we would from testing, then NIF can be viewed as a work-around the ban. It could be viewed as conveying to other nations – if you wish to understand nuclear weapons like we do, then you either need your own NIF or you need to test. Thus, NIF can be viewed, in this sense, to encourage proliferation.

There is no time here for a detailed discussion of the many issues that correlate to these questions. I will just draw two conclusions. First, the decision of a physicist to work on nuclear weapons is consequential for that individual, and for society. Someone weighing that decision should carefully consider the consequences., and in my view consider the spinoff benefits as a secondary issue. Second, this topic requires active discussion in our community which is not underway now. That discussion can be had through conferences, webinars, print media, job fairs etc. But we should do it soon.

Now I turn to the last issue – looking outwards what are the opportunities for physicists to have a positive effect on public policy? There is an opportunity here because physicists are linked to this issue; our input carries weight with stakeholders and with the public. We can advocate, not as experts on nuclear weapons, but as informed citizen-scientists. As physicists we are sometimes reluctant to speak on areas in which we do not do research. But nuclear weapons are different. In a sense, no one is an expert. No one has ever fought a nuclear war. No one has any experience in the paths for escalation from conventional to nuclear conflict. No one sufficiently understands or has sufficient predictive capability of the physical and societal consequences of using the weapons that we own. So our views as citizen-scientists are valuable and we should feel comfortable expressing them. There have been many successes when physicists have organized among themselves in the past.

However, since the end of the Cold War as a community we have somewhat tuned out to this problem, much as has the general public. It is now time to re-engage. There is much we can do, unilaterally, to lessen the risk. There are actions which will make the US more secure and set an example for other countries to follow. I will not discuss them, but just list a few. We can eliminate the launch-on-warning option, de-alert our nuclear weapons, adopt a no-first-use policy, eliminate the sole authority of one person to launch nuclear weapons, restart nuclear negotiations with Russia, fulfill our legal obligation under the Non-Proliferation Treaty to negotiate toward disarmament, renegotiate an anti-ballistic missile treaty, reduce our ICBM force which endangers the homeland, and many, many more. The field is rich with opportunity to do good in this area.

I would like to close with one particular opportunity for physicists to engage and have a positive influence. About three years ago a new organization was founded in the United States - The Physicists Coalition for Nuclear Threat Reduction. It is a national network of physical scientists who are interested in being informed and having a route to make their viewpoint known. It was started by the American Physical Society. It is now funded by philanthropic organizations, partnered with a non-partisan NGO – the Arms Control Association – and managed through the Princeton Program on Science and Global Security. It has two goals. One is to provide information to physicists. The other is to facilitate advocacy by physicists.

For the educational part, a key element is that we have a team of 14 physicists with experience in this area who visit physics institutions to give colloquia and have in-depth discussion. To date we have visited 140 physics departments, labs, and nuclear engineering departments. For advocacy, we have established a national network, currently with 1,000 members spread around the nation. As we know, if even several hundred people contact Congress in concert, on one issue, there is a multiplicative effect and it can have an impact. We have such a network now. We have launched five advocacy campaigns over our short history. The Coalition does legwork to minimize the time required for members to take action. We are now beginning to have exploratory discussions with physicists from other nations to see how we can work together on this global problem. We welcome physicists from outside the US to be part of our Coalition.

If you are interested in taking advantage of this opportunity for access to information and to a network for advocacy, we invite you to join the Coalition. The Coalition is open to all physical scientists – those in astronomy, earth science, and so on, as well as those involved in engineering sciences. If you wish to join, you can do so on our website (physicistscoalition.org). And if you would like to have a colloquium at your institution that can be done through the same link.

Clearly this problem is made by humans. And clearly it can be solved by humans, with some substantial effort.


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