I. Grattan-Guinness (+J.R. Ravetz) (1972) Joseph Fourier, 1768-1830 / フーリエの伝記と業績(その一部分重点の本)

  • I. GRATTAN-GUINNESS, in collaboration with J. R. RAVETZ, 1972: Joseph Fourier, 1768-1830: A Survey of His Life and Work. Cambreidge MA USA: The MIT Press, 516 pp. ISBN 978-0-262-57178-4 (pbk.)

地球物理の学生としては、まずデータ解析、ついで数値シミュレーションの技術として「フーリエ変換」は欠かせない用語だった。教える立場になって、今も使われる熱伝導方程式をたてたのがFourierであり、三角関数展開もそのための技法として考えられたことを知った。そして、地球温暖化に関する科学的認識の源流をたどると、まだ温室効果ということばを使っていなかったし、エネルギー保存の法則もなかったのだが、地球の熱収支を考えたFourierの1824年と1827年の論文(内容はほぼ同じだそうだ)がはずせない。この論文自体(1827年のほう)は気候の物理の立場からのPierrehumbertによる解説つきの英語訳でArcher & Pierrehumbert編(2011)の論文集に収録されている[読書メモ]。しかし、その仕事と熱伝導や三角関数展開の仕事とはどういう関係にあるかも知りたくなった。

本の題名でFourierをキーワードとして検索すると見つかるのは、フーリエ変換やそれを応用した現代の技術の本か、別人だが同時代同国人の社会思想家Charles Fourierに関するものが多く、Jean Baptiste Joseph Fourierの伝記や科学史はなかなか見つからない。 たまたま見つかったこの本の題名がよさそうだったので注文してしまった。届いたのはA4に近いAmerican Letter sizeのペーパーバックだった。ただし周辺の空白が大きい。おそらく1972年の本はB5くらいの判のハードカバーで、複製コストを下げるためにこの形にしたのだろう。

しかし中身を見ると意外なものだった(通信販売サイトの本の紹介文をきちんと読んでいれば意外ではなかったはずだが)。大部分(全22章のうち第2章から第20章まで)は、Fourierが1807年に書いて未出版だった論文(有名な1822年の熱伝導の本の原型といえるもの)をフランス語原文で収録し、それに関する細かい議論を英語でしたものなのだ。Fourierの認識の発達をたどる人にとっては、1807年版、1811年版(出版は1824年と1826年になった)、1822年版を区別した論考は有用だろう。しかしわたしにとっては、1822年版を読んだほうがよさそうだ。他方、地球の熱収支に関するキーワードとしては索引に「Temperature, terrestrial」という項目があって4か所の参照があるがいずれも第1,21,22章に限られている。

わたしにとって、この本の意義は、序章と第1,21,22章だけにあると判断して、それだけを読んだ。あとは中間の部分に関心のある科学史研究者に譲ったほうがよいかもしれない。

この本の準共著者として、「批判的科学」や「post-normal science」で知られたRavetzの名まえが出ているのも気にかかる。読んだ範囲では、確かにFourierと当時の社会とのかかわりの話題は出てくるが、科学と社会とのかかわりを主題として論じようとする姿勢は見られない。どうやら以前(著作の年代では1959-60年)にRavetz氏は事実の記述を主とするタイプの科学史の仕事としてFourierを扱い、本書はその材料をも使ってGrattan-Guinness氏が書いた、ということのようだ。

ひとまず、本書の序章の要点を抜き書きする。
この本の主要部は、Fourierが1807年12月21日にInstitut de France [日本では「フランス学士院」と呼ばれることが多いので以下「学士院」とする。科学アカデミーは革命によって廃止されておりのち復活した。この時期は学士院がそれに近い働きをしていた。]に提出した原稿本文だ。その主題は連続体中の熱伝達(伝導)だ。その重要性としては次のことがあげられる。
– 1. 問題設定がNewton以来の「合理力学」・天体力学からはみだす。数理物理学の拡張。
– 2. 物理的問題の数学的解析の方法として、偏微分方程式を初期条件・境界条件のもとで解く。これはFourier以前からあったが、Fourierは次のように進めた。
– – (1) 物体の内部と表面とで起こる作用を区別し、それぞれについて方程式をたてる。
– – (2) 問題の対称性に応じて適切な座標系で方程式を表現する。
– – (3) 初期条件も明示的に与えて、実験と比較可能な解を得る。
– 3. 物理の問題を意識しながら、新しい数学的方法を開発した。線形偏微分方程式を、変数分離によってとく。(線形性を前提に)簡単な解のかさねあわせで表現する。Fourier級数、Fourier積分、演算子法へと発達した。
Fourierは拡散問題を、当初は18世紀にふつうの離散n体問題として解こうとしたがうまくいかず、連続体としての扱いに移り、数学的方法を開発した。理論的結果をテストする実験もくふうした。1807年論文の構成はこの経過をたどったものになっている。
しかし学士院の審査員が納得せず出版に至らなかった。Fourierは1808, 1809年に追加論文を送った。学士院はこの主題で懸賞を出した。それに応じてFourierは1811年に論文を出し賞を得たが出版は進まなかった。結局懸賞論文は1824年と1826年に分割して科学アカデミーのMémoireに出た。
1807年の論文は見失われ、1880年代に著作集を編集していたGaston Darbouxによって発見された。パリのEcole Nationale des Pontes et Chausséesの図書館にあった。Fourierの死後、文書がNavier (1785-1836)にゆだねられたからだった。【流体の運動方程式を偏微分方程式として記述したNavierがFourierの学術的後継者だというのは言われてみればもっともだ。】
本書では、1807年の論文を課題別に分割し、それぞれについてその後の仕事(とくに1808,1809年の追加論文)についての補足を加える。最初の1章と最後の2つの章では、この論文以外、また科学以外のFourierの関心について述べる。Fourierの生涯と仕事についての網羅的研究をめざしていない。Fourierの思考・character、その重要な仕事をした時期の活動を見る。
付録として、次の3部構成の文献リストをつける。
– 1. 出版されたFourierの著作 (出版年順)
– 2. Fourierの科学的原稿のうち主要なものの所在
– 3. Fourierの生涯と業績について書かれたもの

第1章と最後の2つの章を読んでみた結果、「地球の温度」に関する関心の動機はやはりわからなかった。しかしFourierの伝記的事項についてはいろいろ驚くところがあった。次の段落はメモをとらずに読んで記憶に残ったこと。

Fourierは9歳で孤児になり、修道院で教育を受けた。そのままでは修道士くらいしか進路がなかったのだが、革命で事情が変わった。地方政治にかかわり、その関連らしいがロベスピエールによって死刑を宣告され、ロベスピエールの失脚で救われたそうだ。1795年に、第1次のÉcole Normale (すぐつぶれてしまった)に入学し、そこで数学の才能を認められてÉcole Polytechniqueの助教(というのが適当だと思う)、のち教員として、おもにMongeの下で働く。ナポレオンのエジプト遠征に引き抜かれ、ナポレオンが作ったエジプト学士院の常任書記という学者をまとめる役につく。イギリスとの勢力争いの結果エジプトをひきあげたあとは、ナポレオンによってグルノーブルを中心とする県の知事に任命される。知事としての仕事としては、トリノに続く道路の建設や、湿地を排水した農地の開拓(今から見れば自然破壊かもしれないが当時としては殖産興業だったにちがいない)がある。その間も、エジプト学の本の編集を続け、さらにその間をぬって数学の研究をして学士院に論文を出していたのだ。ナポレオンが失脚しても知事の座を追われはしなかったが(地元の人望が厚かったにちがいない)、ナポレオンが再び攻めてきた際に対応しようがなくなって、以後は実質的には政治にかかわらなくなった。Polytechniqueの教え子が知事になっていたセーヌ県で統計局長になったがこれは実質的に研究職だった。1817年には科学アカデミーの会員に、1822年にはその常任書記のひとりになって、学者としての立場は安定した。しかし1820年代後半は病気がちで、すでに書いたものの出版のほか、数学的研究はいくらか進めることができたが、熱伝導の物理(自然科学)については書き残されないままになってしまったようだ。

革命前と違って論文を学士院の外で出版することは可能だったと思うのだが、読者に与える信頼のうえで学士院からの出版が重要だったのだと思う。Fourierの論文がなかなか学士院で印刷されなかったことには、審査員のうちLagrangeの否定的意見のせいもあり、会員外の著者の著作の出版手続きやその費用源が不明確だったせいもあるようだ。今と大きく違うのは、原稿をコピーする方法が手で書き写すほかにほとんどなかったことだ。1820年代に科学アカデミーに投稿されたGalloisやAbelの論文がゆくえ不明になったことにはFourierにも責任の一端があるようだが、当時の技術基盤では起こりがちなことだったと思う。出版に至らない原稿も複写しておけるようになったのは(かけられる費用にもよるが)、19世紀末ごろだろうか。

なお、Sadi Carnotが1824年に出した本にはFourierが注目したようすはないそうだ。個人出版だからアカデミーの出版物のような権威はなかったのだが、Fourierにはアカデミーで出版されるべき題材を外から拾う役割もあったはずだ。たまたま気づかなかったのか、自分の関心と違っていたのか。Fourierの仕事には、熱の流れという動きの認識はあるのだが、熱と力学的仕事とを関係づけようという発想は見られないそうだ。

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『科学技術社会論研究』 10号 「科学を評価する」を問う

  • 科学技術社会論学会, 2013: 「科学を評価する」を問う — 科学技術社会論研究 10。 玉川大学出版部, 171 pp. ISBN 978-4-472-18310-2.

科学技術社会論研究』は、科学技術社会論(STS)学会の学会誌であり、年刊をめざしているのだが、毎号違った特集を中心とし、しかも査読済みの論文を主とする編集方針のためか、遅れがちになる。第10号も前号から2年近くかかってしまった。次は追いつくべく2つの号を並行して編集しているそうだ。今のところ紙版だけだが、電子版をどうするかという議論が始まってはいる。

第10号の目次は次のとおり。
特集 「科学を評価する」を問う
– 福島 真人、田原 敬一郎: 「科学を評価する」を問う — 特集にあたって。9
– 調 麻佐志: 科学計量学と評価。16
– 江間 有沙: 科学知の品質管理としてのピアレビューの課題と展望: レビュー。29
– 日比野 愛子: 心理学のアナロジーで見る数値評価の問題。41
– 標葉 隆馬、林 隆之: 研究開発評価の現在 — 評価の制度化・多元化・階層構造化。52
– 福島 真人: 科学の防御システム — 組織論的「指標」としての捏造問題。69
小特集 科学技術社会論の10年
– 村上 陽一郎: 科学技術社会論の課題 85
– 小林 傳司: 科学技術社会論の10年 85
– 藤垣 裕子: 学会設立10年に思うこと — 現場と現場をつなぐ学問としてのSTS 90
– 杉山 滋郎: 10年で、どこまで(どこへ)来たのだろうか 93
論文
– 韓 星民、林 真理: 当事者と開発者と結び付ける科学技術コミュニケーターの可能性 — 円盤式点字ディスプレイ開発過程の分析 99
– 小久保 亜早子: 「心臓移植」が社会に受容される過程 — 南アフリカ事例の一考察 114
話題
– 山口 富子: 食の問題とSTS 131
– 綾部 広則: 『新通史 — 日本の科学技術』の刊行によせて 141
– 福島 真人、鈴木 舞: アジア太平洋STSネットワーク(APSTS)大会の報告 147
書評
– 石村 源生: 福島 真人『学習の生態学 — リスク・実験・高信頼性』 151
– 瀬戸山 潤: 上山 隆大『アカデミック・キャピタリズムを超えて — アメリカの大学と科学研究の現在』 155
– 東島 仁: 菱山 豊『ライフサイエンス政策の現在 — 科学と社会をつなぐ』 158
学会の活動
投稿規定
執筆要領

特集は「科学を評価する」という問題を扱っている。5つの論文をまとめて何か主張しているわけではないが、各論文の特徴については、編集にあたった福島氏・田原氏による解題で述べられている。
調氏は、論文の数や被引用数を数えることが研究者やその所属機関の成績の指標として使われている状況と、それに対する批判を述べている。(科学計量学、とくに文献の引用関係の計量には、科学者のクラスター構造の把握に向かうものもあると思うが、ここではそれにふれていない。話題を「評価」にしぼったためだろう。)
江間氏は、peer reviewシステムとその信頼性について論じている。ここでは(研究計画の審査などではなく)学術論文の査読を問題にし、それと並列になるものとしてオープンアクセス・事後評価のしくみをあげている。
日比野氏は、科学を評価する指標と似た状況にある例として、知能指数をとりあげる。知能指数は、アメリカ、日本で、それぞれ序列化に使われる傾向があったが、最近はフランスで開発された当時に近いコンサルティングをめざすものに回帰している。数値評価をめぐる問題を整理すると、対象を数値化することに関連して、客観性(accountability)の問題と、誤用の問題、それを使って評価することに関して、予測可能性への期待と、自己目的化した運動の問題がある。
標葉氏・氏は、日本の1996年以来の科学技術基本計画に伴う研究開発評価の制度の変化を展望する。Hemlin and Rasmussen (2006)のいうquality controlからquality monitoringへのシフトに対応するが、現実にはプログラム評価や機関評価が機能せず、研究者レベルの評価負担が続いている。また、学術的価値だけでなく社会・経済的インパクトを評価するのは研究推進政策の側からはもっともな要請だが、とくに事前評価のために研究課題申請者が答えを用意するのはむずかしい。アメリカ、イギリスでの議論や具体策が紹介されている。
福島氏は科学上の不正行為とくに捏造について、科学が不正を防止し、もしあれば検出して排除するしくみがうまく働いているかを考える。大きく分けて、(1)研究室のガバナンス、(2)査読、(3)論文公表後の他の研究者による追試、の段階で、それぞれ穴がありうる。いわゆる組織事故の問題としてとらえることができるが、科学研究では新規性も重要なので、信頼性第一の組織安全と同じではない。懐疑の発動が多すぎても少なすぎてもうまくないのだ。

「資料」の部には、論文には至らない報告がある。
山口氏は、STS関係の英語の4つの雑誌について、「食の安全」にかかわる文献を、foodと他の(化学物質名などの)キーワードを組み合わせた検索によって抽出し、題材や手法についての分類整理を試みている。
綾部氏は、原書房から2012年に4巻+別巻1で出版された『新通史 — 日本の科学技術 1995年~2011年』について、編集にかかわった一員の立場から紹介している。

『現代思想』 2013年8月増刊 フォン・ノイマン

  • 現代思想, 2013: 現代思想 2013年8月臨時増刊号 (第41巻第10号) 総特集 フォン・ノイマン (シリーズ 現代思想の数学者たち)。青土社, 246 pp. ISBN 978-4-7917-1265-6.

ネット上で出版予告情報を見かけた。そこからリンクされたAmazon.co.jpの記事の「内容紹介」には次のような文章があった。

経済学・社会学の分野では今日的展開の著しい「ゲーム理論」を生み、「セル・オートマトン」という生物の繁殖(情報の伝達)にかかわるモデルも発案し、量子力学には数学的基礎づけを与え、気象力学の数理モデルも開発した天才には、原水爆・兵器開発という蹉跌もあった。 ノイマンの「業績」の全容とその今日的意義を総特集。

「気象力学の数理モデル」がどう扱われているだろうと思った。すでに[出版社によるページ]には各記事の題目・著者名が出ていて、気象をカバーしていそうなものは見あたらなかったのだが、念のため発売日の7月12日の晩に本屋に行って実物を見て、「ない」ことを確認してしまった。気象だけでなく、爆弾・弾道などの軍事研究も含めて、物理現象の数値シミュレーション(微分方程式で表現できるがそのままでは解けない問題を離散近似して数値解を求めること)に関する話題がほとんどない。気象のシミュレーション[Harper (2008)の本の読書ノート][Dyson (2012/2013)の本の読書メモ]については、von Neumannはおそらく直接手をくだしていないのでプログラミングのような作業を分担したそうだが、数理モデルを構築する主役になったわけではないので[2016-07-21修正]、その主要な業績に数えないのももっともなのだが、事業推進者としてのかかわりは大きかったはずで、彼が気象の予測可能性・制御可能性をどう考えていたかは今からふりかえる価値のある問題だと思うのだ。von Neumann特集でなく、「科学的予測の思想」といった別の特集で扱ってもらうとよいかもしれない。

そのときは買わなかったのだが、わたしは、今使われているような計算機の始まりにも関心があり、それに関係する記事はあったので、結局、買ってしまった。

ざっとめくって記事を分類しなおしてみると、次のようになると思う。

総論・伝記
– 野崎 昭弘: フォン・ノイマン 生涯と業績 52-59
– 編集部: 年表 240-245
– (高橋の解題)
– (今野の評論は総論的でもある)
数学総論、数学基礎論
– J・フォン・ノイマン (高橋 昌一郎 訳・解題)数学者 [1946年の講演] 10-24
– J・フォン・ノイマン+K・ゲーデル (田中 一之 訳・解題): 往復書簡 26-48 (年表 49-50)
– 渕野 昌: フォン・ノイマンと公理的集合論 208-223
量子力学
– 佐藤 文隆: 量子力学のフォン・ノイマン 72-80 (77 年表)
– 小澤 正直: フォン・ノイマンと量子力学の数学的基礎 154-180
心身問題
– 西川 アサキ: 「この手」をどうするのか? — フォン・ノイマンにおける「二つの心身問題」への試論 182-207
ゲーム理論、期待効用最大化の原理、数理計画法
– 今野 浩: マグニチュード10の大天才 60-71
– 中山 幹夫: フォン・ノイマンとモルゲンシュテルンのゲーム理論 82-96
– 小島 寛之: ゲーム理論の原点回帰 「プレイヤーの推論」とマックスミニ戦略 98-111
– 竹田 茂夫: フォン・ノイマンはヒロシマを直視したか? 112-123
コンピュータ
– 岩間 一雄: フォンノイマン型計算機 自分でプログラムを書き換えるプログラム 124-134
– 杉本 舞: 「ノイマン型コンピュータ」とフォン・ノイマン 135-145
自己複製するシステム
– 池上 高志: フォン・ノイマン ボトルネック 146-152
軍事研究、以後の芸術でとりあげられた人物像
– 中尾 麻伊香: ノイマン博士の異常な愛情 またはマッド・サイエンティストの夢と現実 226-238
– (竹田の評論にも軍事研究への言及がある)

Mark Maslin (2013) Climate (A Very Short Introduction)

  • Mark MASLIN, 2013: Climate — A Very Short Introduction (358). Oxford University Press, 159 pp. ISBN 978-0-19-964113-0.

同じVery Short IntroductionのシリーズでGlobal Warmingの本を出している(それについてわたしは[読書ノート]を書いた)著者による新刊。Global Warmingの本にとってかわるものではなくつけ加わるものであることは、それと重なる内容を含む第8章の初めに「詳しくはGlobal Warmingの本参照」とあることでわかる。

全体をざっと読んでみると、とくに第6・7章に、もともと第四紀古気候が専門だった著者の特徴が出ていて、おもしろい。しかし、多くの専門家が合意する基礎知識と、著者独自の主張とが、とくにことわりなく混ざっているようで、Global Warmingの初版と同じくらいあらけずりな感じがする。ほんとうの初歩の人には勧めにくい。

読書案内はあるが、引用文献リストはない。基本的に文献引用をしていない。図にも文献引用がない。図はこの本のために書きなおしたものだ、ということなのだろう。模式図はそれでよいのだが、数値のグラフを含む図はグラフ部分の出典表示がほしいと思う。

第1章「気候とは何か」。
気候を定義はしないが、人の生存に直接かかわるミクロな気候から話を始める。図1は人の体感を温度と相対湿度の2軸に表示していておもしろいのだが、中のことばの説明が不充分だ。参考文献を示してくれればそれを読みにいけばよいのだが。
話はグローバルにとぶ。気候を決める基本は太陽からくるエネルギーだ。その緯度・季節分布が示される。それから地球の自転(コリオリ効果)の話がある。

第2章「大気と海洋」。
大気の成分、基本的温室効果、大気の基本的な層(圏)構造が示される。
それから大気(対流圏)の大循環が示される。 南北・鉛直構造を重視した、単純化した記述的認識だ。Hadley Cellはよいが、Ferrel CellとPolar Cellの境界に上昇域・多降水域があるという認識は(アイスランド・アリューシャンに注目したばあいはよいとも言えるが)偏っていないか。
海洋の表層・深層それぞれの大循環。こちらはメカニズムの説明中心。
植生が気温と降水(ひいては大気大循環)の分布に制約されること、植生から気候への影響もあることの説明がある(この説明は簡単すぎるが)。
Box 2でなぜか「白人の形質(少ない太陽放射に適応)は湾流のおかげ」という漫談があるが、生物学的知見の不確かさと、人種問題の社会的微妙さを考えると、入門書には不適切だと思う。

第3章「天気と気候」。
気候を天気(weather)の平均としてとらえる。
天気予報の限界をカオス論で論じる。しかしこれは天気の平均の予測の限界ではない。
そして、数年から数十年の天候変動の話になる。ENSOについて詳しく、NAO, AO, AMOについていくらか。PDOについては名まえだけ。(この節の表題のclimate systemsはそれぞれの振動をシステム扱いしているらしい。)
気候モデルの簡単な紹介、IPCC報告書で使われる温暖化シナリオ実験の簡単な紹介もある。

第4章「気候の極端現象」(英語題名extreme climatesはちょっと変だが)。
熱帯低気圧(ハリケーンで代表)、たつまき、温帯低気圧の話がそれぞれある。以上は基本的には(極端に強い)天気現象で、その出現が統計的に多いかどうかなどが気候の問題になるのだと思う。
それからモンスーンの話になる(これをextremeという表題の下に入れるのは変だと思うが)。アマゾンにもモンスーンがあると言っている。アジアモンスーンについてはバングラデシュを例に述べている。

第5章「テクトニクスと気候」。
大陸の分布として、まず緯度だけによる帯状の分布を考えて、それが気候にどう影響するかを理屈の側から考える。氷の存在しうる緯度を通じて気温の南北勾配を変える。
次に海陸の2次元分布の影響を考える。これは(表層の)海流の形を変える。また、海洋深層循環も変える (パナマが地峡でなく海でつながっていると北大西洋深層水が形成されないだろうと考えている)。
山脈の効果としては、風上で多降水となり風下で乾燥する。
さらに大規模山塊の効果として、海抜の高いところで地表面からの加熱冷却が起こること、大規模循環の障害物となることがある。
火山噴火の影響としては、おもに硫酸液滴が太陽光を反射することをあげている。
億年スケールのプレートテクトニクスの効果としては、超大陸が形成されているとき寒冷・乾燥となるとしている。その理屈は、海洋底拡大の少ないときは海水位が低い、というもので、海洋底拡大の少ないときは大気へのCO2供給が少ないというような議論は見当たらなかった。
全球凍結について、仮説として述べ、全球凍結からの回復には大きなCO2濃度変動が必要という議論があることも述べている。

第6章「全球気候の寒冷化」。
一見、これから気候は寒冷化すると言っているのかと思ったがそうではなかった。これまで1億年(中生代の終わりから新生代)の大きな傾向が寒冷化だという話だ。
原因をしぼっていないが、ひとつの説として、山脈の隆起、 風化、大気中CO2濃度減少という因果連鎖をあげている。
6-5百万年前、地中海がひあがり、また(外から水がきて)海になるという変化があった。
2.5百万年前、氷河時代(第四紀)にはいった。
8十万年前に、大陸氷床の変動周期が約4万年から約10万年に変化した。

第7章「氷期」。
まず氷期が認識された歴史について述べている。 (地名にもとづく氷期の名まえをあげたところでWürmをWur「n」とつづりまちがえているのは残念。もはや研究の現場ではあまり使われない旧用語なので、出さなければよかったと思う。[別ブログ記事参照])
それから地球の軌道要素による日射量変化。(内容はもっとも。ただしMilankovitchが1949年に示したというところの年代は不適切で、1930年とするのがよいと思う。)
氷期サイクルの因果関係は未解明、したがって将来予測をするのはむずかしい、としている。ただしその因果関係の中で温室効果気体変動もからんでいることにも言及している。
氷期の環境について、とくにAmazon川流域は草原(サヴァンナ)だったという説があったが、最近の研究によれば森林は続いていた(ただし種組成が変わった)のだそうだ。著者が新しい学術的知見を伝えたいと力を入れているところなのだと思うが、新しい研究をした著者名や文献が示されていないのは残念だ。
氷期中の激しい変動のうち、Heinrich eventsは氷期特有だが、Dansgaard-Oeschger振動は完新世にもあると著者は見る。
中世温暖期・小氷期は世界のうち狭い範囲の現象だと著者は見る。なお小氷期は1650年ごろを境に2つに分け、前者を中世寒冷期、後者を狭い意味の小氷期とみるのがよいと言っている。

第8章「将来の気候変化」。
CO2増加の事実の次に、最近150年の気温上昇の事実を示し、これが人為起源なのだという。そうすると続く本文では人為起源であることの証拠をあげるべきなのに、気候が変化していることの証拠をあげている。
‘Climategate’の科学者への非難に反論し、観測方法の違いなどに対応するデータの調整は必要と主張している。
IPCC AR4の2100年までの気候変化とそのimpactの見通しを簡単に紹介している。
2℃までは安全というわけではないが、「なん千万人の人が死に、なん十億人の人がmiseryになる」のを防ぐ倫理的理由は明らかだという。(どのくらいの気候変化でそうなると思っているかははっきりしない。)
図38には、2030年までの需要増加として、エネルギー50%、食料50%、水30%という数値があげられ、Beddington (イギリスの元政府科学顧問)が「これでは”perfect storm”だ」と言ったそうだが、数量が世界についてかどこかの地域についてか、またどのような仮定のもとで推定されたものかが示されていないと資料として参考にならない。気候変化と資源(エネルギー・食料・水)の兼ね合いの問題は重要なだけに残念。

第9章「気候変化をおさえる」。
まず、CO2排出削減が基本だが、これはなかなか進まないという現実もある。
ともかく化石燃料以外のエネルギー源への転換が必要だ。太陽電池の価格低下に期待する。風力には環境問題もあるが、洋上風力に期待する。水力は立ちのき問題、堆砂、たまる有機物からのメタンなどの問題を指摘している。(メタンの件には定量的裏づけがほしいと思った。) 地熱については、高温岩体ならば地域を選ばないと期待している。
核分裂については、新世代機種は効率的であり、廃棄物も減らせる(その根拠の説明はないが再処理を前提としているのか?)と言い、ベース電源として信頼できると見ている。事故の可能性にはふれていない。新世代機種の効率が90%だと言っているが、発電効率でこれはありえない。熱として利用するのを含めればありうるが、熱需要がすぐ近くにある場合に限る(そして原子力では近接はむずかしい)と思う。
核融合については、高温を得るのと、発電所規模にするのがむずかしい、と言いながらも、期待している。
ここで、「CO2除去」(CDR)あるいは「CO2回収隔離」(CCS)と、いわゆる気候工学(geoengineering、日本語表現は杉山昌広さんに合わせた)の話になる。CO2除去のうちで、植林と、燃焼排気からのCCSは、近ごろの慣例では気候工学には含まれない。他方、気候工学にはCO2除去のほかに太陽放射管理(反射率を高める)を含む。ところが本書では、CO2除去の話から気候工学の話に明確な切れめなしに移ってしまうので対象の範囲がわかりにくい。
CO2除去を、生物による方法、物理的方法、岩石の風化による方法に分けている。生物による方法のうちでは、植林はよいことだが量に限りがあり、海洋施肥 (Martinが言いだした鉄散布)は効果も副作用も不確かだ。物理的方法のうち、火力発電所からのCCSは、技術的には可能だが炭素排出価格がつけられることが前提となる。空気からのCCSは、植林に比べて不利だろうと、直感で述べている。カルシウムケイ酸塩を含む岩石の風化反応を促進する方法も提案されているが、まだfeasibilityが不明だ。CCSで回収したCO2をどこにたくわえるかが問題だ。地下には場所はありそうだとしている。海については技術的には可能だが生態系影響が不明だ(法律問題にはふれていない)。いずれにしても安全の問題(たとえばNyos湖型事故の可能性)がある。しかし石油・ガスパイプラインと比較すればましだろうとも思われる。
太陽放射管理については、副作用の不確かさはCO2による温暖化の見積もりの不確かさよりも大きい。全球で打ち消しても、緯度間温度差や、降水では打ち消されない。
気候工学にはgovernance・規制のわくぐみが必要だ。
気候変化への適応策、とくに新しい水準の極端な気象現象にそなえることが重要だ。ただし早めに投資できるかという問題がある。少なくとも気候影響アセスメントは早くやるべきだ。
この章のまとめの議論にはいり、貧富の差のある世界の中でwin-winの策を見つけていかないといけない、という議論がされている。社会の基本ルールの一部を変えて、持続性のある道に進まないといけない。なお、CO2除去に分類されたもののうちで植林と燃焼排気からのCCSには早く投資するべきだと言っている。

第10章「究極的気候変化」。
この表題が適切であるものもないものも含め、地球温暖化問題の想定するよりも遠い将来の気候変化について論じている。
まず次の氷期について。これから千年のあいだに来ないことは確かだ。CO2をふやしてしまったので、4万5千年後になりそうだ。
ここでついでに、人間活動は産業革命前から温室効果をふやしていたのではないかというRuddimanの説[読書ノート]にふれている。今の地球は人間活動の影響が支配的なAnthropocene という時代だ(最初に言い出したのはEugene F. Stoermerという人で、Crutzenが広めた)というのはもっともだが、それがいつ始まったかは不確定だ。いちばん不確定な要因のひとつがRuddimanの論点だ。
次に超大陸が形成されるのは、2億5千万年後と考えられている。
海が水蒸気になってしまうことは、数十億年後に起こるらしい。
地球の終わりは、約50億年後、赤色巨星化する太陽にのみこまれてしまうと考えられている。

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佐藤 康雄 (2013) 放射能拡散予測システム SPEEDI なぜ活かされなかったか

  • 佐藤 康雄, 2013: 放射能拡散予測システム SPEEDI なぜ活かされなかったか (科学と人間シリーズ 3)。東洋書店, 153 pp. ISBN 978-4-86459-095-2.
  • 【[2016-03-29補足] 東洋書店は2015年に廃業してしまった。2016-03-29現在、「科学と人間シリーズ」は「科学と人間シリーズ 執筆者チーム」が発行者のような形で売られている。発売元はリーダーズノート株式会社だそうだ。東洋書店新社という会社ができたが、このシリーズはその会社に引き継がれていない。】

SPEEDIはSystem for Prediction of Environmental Emergency Dose Informationつまり「緊急時迅速放射能影響予測システム」の略で、日本原子力研究所(現在は日本原子力研究開発機構になっている)が開発し、文部科学省事業として原子力安全技術センターで運用されていたものである。おもに気象モデルによる物質の移流拡散の計算と、それがもたらす環境放射線量の予測からなっていた。

著者は気象学者である。わたしにとっては同じゼミに出席することがあった先輩だった。わたしが大学院生のとき、いわゆるオーバードクターだった。それから気象大学校講師として就職し、気象庁内の異動で気象研究所(つくば市)の研究職になった。そこでの仕事は気象モデルの応用であり、おもな課題は地球温暖化に伴って日本のローカルな気候がどうなるかで、大気による物質輸送を直接には扱っていなかったようだが、それを扱う人のすぐそばにいた。2004年に定年退職し、約5年間、JICAのプロジェクトでモンゴル気象庁に技術協力していた。その仕事からも引退してから、生まれたところでもある(高校のときは仙台にいたそうだが)福島県に転居した。それから7か月後に大震災と原子力事故に出会った。

気象モデルの専門家でもあり事故の被害者でもある著者だから、被害軽減に役立つはずだったSPEEDIが役にたたなかったことはほかの人にもまして無念にちがいない。本書で著者はいろいろな観点からこの問題を考えようとする。ただし問題がまだよく整理されていないところがあると思う。SPEEDI自体に関する話題もあるが、むしろ重要なのは、一方ではモデルによる移流拡散計算という技術の現状に関する展望、他方では原子力事故に関するさまざまな情報の流通に関する問題の指摘だと思う。

第1章 「37年前の福島第二原発裁判での住民の訴え」。1975年に住民が福島第二原子力発電所の設置許可処分取り消しを求めたが、最高裁まで行って1992年に原告敗訴になってしまった。その訴状には、外部電源喪失によって緊急冷却が働かず炉心溶融が起きて放射性物質が環境中に放出される危険が指摘されている。これでも裁判所は「危険性の証明が不十分」としてしまったわけだが、今から考えれば、安全性の証明がくずれていると考えるべきだったのだろう。なお、訴状には、当時の「拡散・被曝評価モデル」に対する批判も含まれていた。拡散の単純な計算や、雨の影響が考慮されていなかったことについては、今は変わっていると思う。しかし技術的には違うところで同様に批判できるところはあるだろう。

第2章 「SPEEDI、放射性物質の拡散シミュレーションとは?」。SPEEDIという特定のシステムの構成を、原子力安全委員会(2008, 2010改訂)の環境放射線モニタリング指針と、原子力安全技術センターの公開情報などをもとに短く紹介している。著者が「奇異の感じがする」と言っているのは、情報を送る先として想定されたのが、政府災害対策本部、現地災害対策本部(オフサイトセンター、2011年の事故では機能しなかった)、県であり、気象や地震・津波の警報のようにマスメディアを通じて住民に速く伝えることを計画していなかったことだ。さらに、2011年の事故発生時には、東京電力が事故を経産省に報告したが文科省に伝えられなかったためSPEEDIの緊急時モードへの切りかえが1時間遅れたそうだ。

第3章 「福島第一原発事故による放射性物質の移流拡散と当時の福島県・東日本の気象条件」。まず福島県の地勢、続いて事故時の気象条件を説明している。3月という比較的寒い季節で、地表に近い大気の成層が安定だったので、放射性物質の拡散は大きくならなかった。ただ、3月15日の夕方から夜に雨や雪(みぞれ)が降ったので、それに取りこまれた放射性物質が沈着し、土壌の放射性物質汚染がその後持続してしまった。もし積乱雲活動が盛んな夏の日中に事故が起きていたら、季節平均の風が浜通りから内陸へ向かっているうえに、積乱雲によって空気が鉛直に高く持ち上げられるので山を越えやすい。実際の2011年3月の事故とはずっと違ったところに汚染が広がった可能性があるのだ。

そして、次の件は、直接には気象の観測や予測ではないのだが、わたしはこの本で初めて知り、重要なことだと思う。アメリカ合衆国のエネルギー省が、3月17-19日、横田基地のアメリカ軍飛行機を使って放射能の観測をしていたのだ。これができることが、日本がアメリカの「軍事的属国である証拠」でもあるという著者のくやしさももっともだと思うが、この情報は18-20日に日本政府にも届いていたのだ。ところが受け取った外務省から文科省、保安院に伝達されたが、官邸、災害対策本部、安全委員会には届かず、避難指示に役立つことがなかった。これはとてもくやしいことだ。42ページの図3-5にあるのは19日現在の線量分布で、北西方向に高濃度汚染域が広がっている。3月23日に出されたSPEEDIによる逆推定の結果や、その後の詳しい研究による線量分布と大きな特徴は同様だ。つまり、結果として、3月15日夜の降水が、環境線量の大きなところの分布を決めてしまったのだ。

行政による避難指示は、2011年 3月12日に20km内に避難指示、3月15日に20-30km屋内退避、3月25日に20-30km自主避難要請(指示ではなかった)、そして4月22日になって20-30kmの北西側(浪江町)と30km外の飯舘村を計画的避難区域に指定、とうつりかわった。4月22日の指示は、3月19日の飛行機観測の結果を参照していればもっと早く出せたのではないか。

第4章「なぜ放射能拡散予測 (SPEEDI) が生かされなかったか?」。
2011年3月に実際に起こったこと。福島県庁では地震・停電で通信網が切れて専用端末が機能せず、県職員の個人メールアドレスに送ってもらったが、受け取ったメールを保持する記憶容量の制限がきびしかったので画像ファイルを消してしまったということだ。複合災害を考慮していなかったシステム設計の失敗だと言える。ただし著者は、県職員が、何か(たとえば安定ヨウ素剤服用指示)に役立つ情報と認識していれば、残すくふうをしたのではないか、という。

文科省はSPEEDIを見て計算値から高濃度汚染が予想された浪江町へ職員を向かわせ、赤宇木で15日22時で330 μSv/hを観測した。このSPEEDI計算は単位放出量によるものなのでそれだけで現地に警告すべきという判断に至らなかったのは無理もないとわたしは思う。しかし、観測値は発表すべきであり、それとつじつまのあうことがわかったSPEEDI計算を手がかりに広域の推定値を示してもよかったはずだ。しかし文科省や官邸はすぐに情報公表をしなかった。パニックをおそれたと伝えられている。しかし結果として、避難者が線量の高い地域に滞在したり避難ルートとして選択したりすることが起きてしまった。

(著者は、内部被曝について、ガンマ線をはかるホールボディカウンターではベータ線やアルファ線の被曝は見積もられないのではないかという疑問を述べている。わたしが得た知識によれば、ガンマ線で放射性核種がわかればそれによるベータ線の内部被曝もいっしょに見積もられている。しかしガンマ線を出さない核種があっても測定からもれるという問題はある。)

15日には原子力機構のWSPEEDI-IIによる計算も行なわれている。15日1時から連続放出(単位量)を仮定したものだ。結果は数量はともかく空間分布としては妥当なものになっている(ただし3月の比較的安定成層だったおかげもある)。著者は、これを使えば、浪江町では15日の夕方・夜は屋内退避、16日の朝に避難という行動がとれたのではないかという。わたしは(乏しい知識による推測だが)15日の行動に間に合う情報伝達は困難だったと思うのだが、伝達可能になりしだい使うべきだったと思う。しかし、結果論だが、18日以後については、アメリカ軍の飛行機による線量観測値が利用できたならば、SPEEDIはそれほど重要でなかったと思う。

SPEEDIは、発電所の近くのモニタリングポストの測定値から推定された放出量を入力とすることになっていた。ところが福島第一事故の場合は、モニタリングポストを管理するオフサイトセンターから人が退去することになったせいなどで、せっかく測定されていた12-15日のデータの大部分が6月3日まで利用できなかった。本書「おわりに」の記述を合わせると、県が保管していたが国と共有されていなかったらしい。

しかし、単位量放出を仮定した計算は行なわれていた。線量が定量的にはわからなくても、分布がわかれば避難ルートや屋内退避などの判断の助けになるので、積極的に公表するべきだった。ただし、どんな仮定によるものかについてていねいな解説が必要で、それを責任をもって行なう機関がなかったことが根本的問題だった。

3月23日に原子力安全委員会が公表したSPEEDI計算結果は、利用可能だった少数のモニタリングポストの観測値などを使って逆推定した放出量に基づくものだ。その1か月後までに期間を延長したものも、定性的分布は変わっていない。先ほど述べたように、この事例の場合は、3月15日夜の雨・雪による沈着が基本的パタンを決めてしまったのだ。

著者は、事故直後に避難に役立つ情報を出すことができたはずなのに、原子力防災基本計画にそれを可能にするしくみがなかったことを非常に残念に思っている。過酷事故の場合、放出量情報が得られないことは当然ありそうなことなのだ。それでも放出量を仮定した(たとえば単位量の)計算は、それと知って使えば有用なのだ。

第5章「放射性物質の移流拡散シミュレーションの有用性と本質的な限界」。
この章では、今回の事故でのさまざまな汚染例や、放射性物質の地表面沈着量の観測(地方自治体観測の集約結果)についてもふれられているが、おもに、SPEEDI以外の移流拡散シミュレーション、ことに、気象研究所の関山剛氏、田中泰宙氏、梶野瑞王氏などの仕事を紹介している。移流拡散とともに、放射性物質が硫酸などのエアロゾル粒子にとりこまれ、その粒子が併合などによって数や大きさを変え、そして一部は直接(乾性)、多くは雨や雪にとりこまれて(湿性)陸や海に沈着する過程を表現する必要があるが、それに関する知識にはまだ不確かさが大きい。また、予測の改良には、シミュレーションに観測値をとりこむ「データ同化」や、複数の初期値からの予測を組み合わせる「アンサンブル予測」の技法も関係してくる。

第6章 「チェルノブイリ事故の放射性物質の移流拡散シミュレーション」。1986年のチェルノブイリ事故の際には、日本の気象研究所を含む世界の多数の機関で、広域の放射性物質輸送・沈着のシミュレーションとその観測との比較が行なわれた。またヨーロッパでは人工的な物質を放出して追いかける実験も行なわれた。当時の知識では湿性沈着を正しく計算できなかったという制約はあるが、こういった経験を経て今の移流拡散モデルがある。

第7章 「シミュレーション予測結果をどう国民に伝えるか — 緊急事故時の情報一元化問題ほか」。
日本気象学会の、2011年3月18日の理事長メッセージとその関連の動きについては[わたしの別のブログ記事]と話題が重なるが、著者はとくに2012年の評議員会議事録(「天気」http://www.metsoc.jp/tenki 2012年6月号)に注意を向けている。

緊急情報発信の一元化は一般論としては正しいのだが、原子力防災については、2001年の省庁再編で役割分担の流れはわかりにくくなっていた。2011年 3月、原子力安全技術センターは仮想放出計算をするとともに保安院と安全委にそれぞれ2人のオペレータを派遣したのだそうだ。3月16日、災害対策本部はSPEEDI情報の評価・発信機関として安全委を指定した。安全委は23日に逆推定にもとづく線量の図を発表したが、緊急の避難に役立つ可能性があった単位量放出の結果が公表されるのはそれよりあとになった。SPEEDI情報発信の責任者が安全委と決まってからも、たとえば文科省が自発的に公開を決断して安全委の了解をとりつけるような動きがあるべきだったのではないか、と著者は考える。

なお、2010年10月に菅首相が出席した浜岡原発総合防災訓練では机上資料としてSPEEDI情報が配布されていたのだそうだ。あとから考えれば残念だが、形式的に扱われてその意義に思いがおよばなかったのだろう。

日常のうちに、仮に事故が起こったらどこにどのような危険が及ぶかの可能性を示すハザードマップを作るには、SPEEDIのたぐいのモデルが有用だ。敦賀原発について岐阜県が行なったシミュレーションの例がある。なお、原子力規制委員会が2012年10月24日に公表した拡散予測は、SPEEDIではなく、一様な風向風速による移流と濃度の拡散を計算したものを、過去の気象データを用いて集計したものである。福島第一についての計算結果で(南東のほか)北北西にのびているのは夏の季節風を反映したもので、3月15日に起きたこととの一致は偶然なのだ。

第8章 「なお起こり得る原発事故時にSPEEDI情報を役立たせるには」。著者があげている7項目の提案をわたしなりに要約すると次のようになる。
1. 単位放出あるいは仮想的放出SPEEDI計算を(ていねいに説明して)避難に役立てる
2. 図情報を公表する権限を本部長でなく現場に近いところに。ネットやメディアで通報。
3. 放射性ヨウ素の健康影響推定のために移流拡散モデルを利用
4. 住民への情報伝達の責任分担を明確に。県の役割が重要。
5. 次の事故の可能性にそなえて平時の訓練を。気象庁・環境省の協力を。
6. 規制委員会に拡散予測シミュレーションに詳しい人を含める
7. ヨーロッパの緊急時対応システムを参考に。

「おわりに」。著者の主張をわたしなりに要約しておく。
– 原子力をどうしていくかについて、大きいのは放射性廃棄物処分の問題だ。これは次世代にかかわる倫理の問題だ。
– 避難住民の帰還については、高濃度汚染地域は除染をあきらめて国の費用で別の場所に新しい町の創生を考えるべきだ。
– 科学・技術は役にたたなければ…
– 住民も自分たちを最終的に守るのは自分たちだという気持ちを持つ必要がある。

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小山 真人 (2013) 富士山 — 大自然への道案内

  • 小山 真人, 2013: 富士山 — 大自然への道案内 (岩波新書 新赤版 1437)。岩波書店, 222 pp. ISBN 978-4-00-431437-0.

富士山がユネスコ世界遺産への登録が決定された。ただし文化遺産だ。自然遺産との複合遺産にできた可能性はあるようだが、そうすると登山などの慣習が続けられなくなる可能性があると考えて見送られたようだ。本書あとがきで著者は、(自然遺産への期待を捨てたわけではないのだが、むしろ)、ユネスコが推進している別の事業である「ジオパーク」登録をめざすのがよいという。それは「大地の生んだ自然の事物や風景のみならず、それらに源を発する地域社会の歴史や文化を保全・活用する取り組み」なのだそうだ。本書はそういうジオパークとしての富士山のガイドブックとなるように書かれたそうだ。現地を見に行って楽しみながら勉強する人を想定して、歩くコースごとに章だてされている。新書本にしては(とくに写真を主にしたものを別にすれば)カラー口絵を含めて写真が豊富だ。

ただし、紙面の制約も考えてだろうが、著者が専門とする火山学とそれに関連する(そして近くの住民や登山者は知っておくべき)火山防災の話題にしぼって書かれている。水の流れについては、谷や扇状地などの地形の形成に至るプロセスでもあるし、湧水が地下の岩石の構成の反映でもあるので、あちこちで述べられている。(とくに白糸の滝については、それを成立させているしくみを考慮した保全策をとるべきだと主張している。) 他方、気象についても登山のリスクに関連して、森林についても樹海で道に迷うことの注意や過去の噴火災害に関連して、ちょっと言及されているものの、実質的話題になっていない。それはもちろんほかの著者たちの著作に期待するところだ。

まず最初の2章では人の記録による歴史のある時代のうち最大の2つの噴火、今も目立つ宝永火口をつくった1707年の宝永噴火と、富士五湖の西湖と精進湖を分離した864年の貞観噴火のあとをたどる。そして第3章では人が書いた歴史よりも古い約2900年前に、1888年の磐梯山や1980年のセントヘレンズ山で起きたのと似た山体崩壊が起きていたことを解説している。ここまでの配列は、火山防災上重要と考えられるものを優先したのだと思う。なお、延暦(800年、802年)の噴火については第6章のコラムで、東海道の交通をさまたげたので当時の国家にとっての重要性はあったのだが、噴火としては大規模なものではなかったことを指摘している。

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