応用粒子線科学入門
「原子科学の社会影響」
小澤 哲
1.原子科学とは
2.原子科学の応用
3.応用の是非(意思決定)
4.意思決定の科学
参考文献
(1) 「原子科学と倫理」 講義資料,とりわけ中江延
男氏の担当部分
(2) 「量子力学」 講義資料 (特殊相対論を含む)
(3) 「シナジェティクス特論」 講義資料
以上はhttp://www.base.ibaraki.ac.jp/ozawaからDL可
(4) 「風評被害,そのメカニズムを考える」 関谷直
也,光文社新書, 2011.5
(5) 「検証 東日本大震災,そのときソーシャルメ
ディアは何を伝えたか?」 立入勝義,ディスカ
ヴァー携書, 2011.6
(6) 「報道災害,原発偏,事実を伝えないメディアの
大罪」 上杉隆,烏賀陽弘道,幻冬舎新書,2011.7
1.原子科学とは
参考文献(1) 「原子科学と倫理」 講義資料(中江延男) より
量子力学
Schrödinger方程式

2
i

(  )  U (r )
t
2m
特殊相対性理論(相対論的力学)
運動量:
p  mu
m
エネルギー: E  T  m0 c 
2
m0
1  (u / c)2
m0
1  (u / c)
2
c2  mc2
参考文献(2) 「量子力学」 講義資料(小澤哲) 参照
課題1 各種結合力の大きさを調べよ。
形態
大きさ(反応
相互作用力の例
エネルギー)
物質
粘性力,摩擦力,重力
分子
分子間力(化学結合力,
水素結合力,ファン・デ
ア・ワールス力)
原子
原子間力
素粒子
核力
クォーク
クォーク力
1932
参考文献(1) 「原子科学と倫理」 講義資料(中江延男) より
参考文献(1)「原子科学と倫理」 講義資料(中江延男) より
参考文献(1) 「原子科学と倫理」 講義資料(中江延男) より
参考文献(2) 「量子力学」 講義資料(小澤哲) 参照
2.原子科学の応用
参考文献(1) 「原子科学と倫理」 講義資料(中江延男) より
ドイツ軍ポーランドへ侵攻(1939年9月1日),第二次世界大戦勃発
参考文献(1) 「原子科学と倫理」 講義資料(中江延男) より
参考文献(1) 「原子科学と倫理」 講義資料(中江延男) より
参考文献(1) 「原子科学と倫理」 講義資料(中江延男) より
参考文献(1) 「原子科学と倫理」 講義資料(中江延男) より
参考文献(1) 「原子科学と倫理」 講義資料(中江延男) より
参考文献(1) 「原子科学と倫理」 講義資料(中江延男) より
参考文献(1) 「原子科学と倫理」 講義資料(中江延男) より
参考文献(1) 「原子科学と倫理」 講義資料(中江延男) より
参考文献(1) 「原子科学と倫理」 講義資料(中江延男) より
参考文献(1) 「原子科学と倫理」 講義資料(中江延男) より
参考文献(1) 「原子科学と倫理」 講義資料(中江延男) より
参考文献(1) 「原子科学と倫理」 講義資料(中江延男) より
加圧水型原子炉
Pressurized Water Reactor
沸騰水型原子炉
Boiling Water Reactor
参考文献(1) 「原子科学と倫理」 講義資料(中江延男) より
参考文献(1) 「原子科学と倫理」 講義資料(中江延男) より
1979
参考文献(1) 「原子科学と倫理」 講義資料(中江延男) より
1986
参考文献(1) 「原子科学と倫理」 講義資料(中江延男) より
1999
参考文献(1) 「原子科学と倫理」 講義資料(中江延男) より
参考文献(1) 「原子科学と倫理」 講義資料(中江延男) より
3.原子科学の是非(意思決定)
第五福龍丸被爆事件 1954
• マグロ漁船,23名,マーシャル諸島ビキニ海域
(米軍の水爆実験)で被爆
• 久保山無線長(当時40歳)が「原水爆による犠
牲者は、私で最後にして欲しい」と遺言
• ニュース映画で放映
• 放射能パニックと風評被害(マグロ価格)
• 米軍の見舞金200万ドル
• 1957 原爆医療法
広島長崎被爆者の救済開始
参考文献(4) 「風評被害」 関谷直也 より
原子力船「むつ」放射線漏れ事故 1974
• 建造計画(1963),着工
(1968),核燃料装荷(1972)
• 出力上昇試験(1974),試
験開始早々放射線漏れ発生
• 風評被害発生
• 県,科学技術庁,市,原子
力船事業団,漁連の5者協
定
• 漁業補償対策費+「魚価
安定資金」
• 原子力安全委員会の設置
参考文献(4) 「風評被害」 関谷直也 より
敦賀原発放射線漏れ事故 1981
• TMI事故1979の2年後
• 福井県定期モニタリング
調査 海藻からCo60,Mn54
• 汚染源:廃棄物処理施設
• 敦賀湾漁業風評被害発生
• 初めて原子力発電所が
「民事不法行為」に対して補
償(約2億円)
• 国の責任は不問
• 電力会社と漁協等との民
事協定
参考文献(4) 「風評被害」 関谷直也 より
参考文献(4) 「風評被害」 関谷直也 より
JCO臨界事故 1999
• チェルノブイリ1986の13
年後
• 茨城県東海村の核燃料加
工施設で臨界状態
• 中性子線被爆
• 作業員2名死亡
• 農業風評被害発生
• 風評被害も原子力損害賠
償法に含めて救済(約154
億円) 国の責任
• 原子力災害対策特別措置
法(原子力防災制度の開始)
Neutron and γ- ray data at two monitoring points
Neutron data peak :
The time of accident
Psychologist group of
Ibaraki University
investigated how the
public opinion
concerning atomic
energy plants changed
due to the accident
How people got the first
news of the accident?
How people got the detailed
information of the accident?
People’s talk 10-20%
People’s talk 5-10%
TV 60-70%
TV 70-80%
Main Source of information : TV + Newspaper
Short term change in
public opinion
Before
After
Atomic energy plants
are safe?
Positive answer :
60% → 15%
Do you support atomic
energy plants?
Positive answer :
80% → 50%
Before
After
Long term variation (Stress annealing)
Just after
the accident
Recent
Before the accident
↑
Missing of Job
opportunity
↑
Affect to
agriculture
↑
Decreasing of
land value
Degree of threatening feeling from different ideas
参考文献(4) 「風評被害」 関谷直也 より
参考文献(5) 「検証 東日本大震災」 立入勝義 より
参考文献(5) 「検証 東日本大震災」 立入勝義 より
参考文献(5) 「検証 東日本大震災」 立入勝義 より
参考文献(5) 「検証 東日本大震災」 立入勝義 より
参考文献(5) 「検証 東日本大震災」 立入勝義 より
参考文献(5) 「検証 東日本大震災」 立入勝義 より
参考文献(5) 「検証 東日本大震災」
立入勝義 より
参考文献(5) 「検証 東日本大震災」 立入勝義 より
参考文献(5) 「検証 東日本大震災」
立入勝義 より
参考文献(5) 「検証 東日本大震災」 立入勝義 より
参考文献(5) 「検証 東日本大震災」 立入勝義 より
課題2 マスメディアが社会における意思
決定に果たす役割と問題点について考
察せよ。
課題3 ソーシャルメディアが社会におけ
る意思決定に果たす役割と問題点につ
いて考察せよ。
課題4 正しい意思決定が為されるため
には,どうような工夫・努力が必要か考
察せよ。
4.意思決定の科学
How to think (1)
ヒルベルトの形式主義
ポアンカレの経験
ポアンカレの
ポアンカレはフックス関数に類似なものはないことを
数学的直観主義
証明しようとしていた。約2週間ほど、ミルクを入れない
コーヒーを飲みながら懸命に考え続けた。そしてある
夜、超幾何級数から誘導されるフックス関数の一部
類の存在を証明すればいいと気づいた。彼はさっそく
データフックス級数を創造してみたがうまく証明が進
まない。 その後多忙に紛れ、その課題を考える時間
がとれない状態が続いた。それが,旅先で乗合馬車
に乗ろうとしてステップに足をかけた瞬間に、フックス
関数を定義するために用いた変換は非ユークリッド
幾何学の変換と同じであるという考えがふと浮かんだ。
これがきっかけとなり、問題を次々に片付け、あと一
つの難関というところで、また作業がストップした。こ
のとき、兵役が回ってきて、この数学の問題を考える
時間がとれなくなった。 それがある日、ある大通りを
Jules-Henri Poincaré,
横断しているときに、その最後の困難を突破する糸
1854.4.29 – 1912.7.17
口がひらめいた。
How to think (2)
意識,自我(エゴ)
前意識
無意識(エスイド)
無意識は興奮に沸き立つ釜
Sigmund Freud
(1856-1939)
「夢判断」 1900年
How to think (3)
Linkage model in Cognitive Psychology
Stimulation (Question, etc.) → Thinking → Decision making
Linkage of stored knowledge → Logistic meaning (Decision)
Brain of Ai
Stimulation
JCO Accident
Ki(x1)
Job from JCO
Ki(x2)
Decision
Radio activity
Ki(x3)
Hiroshima
Ki(x4)
Di(x)
Note: Linkage is Stochastic in nature → Decision is also stochastic.
How to think (4)
意識,自我(エゴ)
Stimulation
前意識
無意識(エスイド)
記憶された(学習された)知識の状態がキーポイント
⇒
使う準備・整理:ラベル付け(関連付け・意味づけ)
The artificial society is a nonlinear system
Decision
making process
Knowledge
Decision
Message
making process
Modification of
knowledge by
message
Message
思考・発言によって,蓄積された知識が整
理される(意味付け,関連付け)
思考に影響する因子
環境(孤独,人前,集団,時間条件,社会,・・・)
精神状態(不安,恐怖,緊張,・・・)
感覚情報(視覚,聴覚,温度,・・・)
蓄積知識とその状態(忘却,反すう,興味,・・・)
直感:センス:知識の結びつき方
Stimulation
JCO Accident
Ki(x1)
Job from JCO
Ki(x2)
Decision
Radio activity
Ki(x3)
Hiroshima
Ki(x4)
Di(x)
Artificial Society
Agent
Agent
Character
Knowledge
Character
Knowledge
Agent
Character
Knowledge
Channels
Agent
Agent
Character
Character
Knowledge
Message
Knowledge
Artificial Society Model
• ARTIFICIAL SOCIETY is made of various AGENTS.
• The AGENTS represent various organizations of a real society, i.e. individual
persons, mass communications (broadcast stations, press companies, internet
media sources, etc.), commercial companies, government, local governments, etc.
• The each AGENT has a certain KNOWLEDGE related to a given PROBLEM.
• The each AGENT makes a DECISION of the given PROBLEM based on the
KNOWLEDGE.
• The AGENTS have CHARACTERS different each other in decision making.
• There are CHANNELS between AGENTS.
• AGENTS make MESSAGES on the bases of their DECISIONS and their
KNOKEDGE.
• The each AGENT has an individual CHARACTER in message making.
• MESSAGES are transferred through definite CHANNELS between AGENTS.
• AGENTS change their KNOWLEDGE as the results of MESSAGE exchanges.
The artificial society is a nonlinear system
Decision
making process
Knowledge
Decision
Message
making process
Modification of
knowledge by
message
Message
How much psychological lows are taken into
account ⇔ How much the model is realistic.
Elements of the model
Agents : Ai i=1,2, …. N
i=1 Citizens (People with average knowledge)
i=2 Aggressive group (Green Peace, …)
i=3 Mass media (TV, Newspaper, Publisher , …)
i=4 Government (Central and/or Local, Foreign countries )
i=5 Political party (Party A, Party B, …)
i=6 Atomic energy plants company (Employer, Employee)
i=7 Scientists (Social scientist, Natural scientist)
• Agents do not change their character
• Neglect appearances of new agents
→ Artificial society model is static in structure
Various knowledge in an agent Ai
Knowledge of Ai
JCO Accident
Radioactivity
Job of JCO
Hiroshima
Each knowledge is labeled: (An Assumption)
Knowledge leading to negative answer
to the question is painted darker in color
JCO Accident
Radio activity
Job of JCO
Hiroshima
Question: Do you accept Nuclear Power Plants?
Distribution of knowledge against the
color (parameter x) :Ki(x)
Ki(x)
: Knowledge structure of Ai with
respect to the problem
0
Darkest: Negative
knowledge to the question
1
x
Brightest: Positive
knowledge to the question
Knowledge of Ai concerning a given problem: Ki (x)
X : Parameter (label) to a certain knowledge
Ki(x) : Intensity of the knowledge, x
Cf
ψi(x) : Quantum mechanical state of molecule, i
Example: Atomic energy plants are safety?
X
: Degree of safety
(x=1 : 100% safety)
Knowledge structure related to
negative answer
Knowledge structure related to
positive answer
Ki(x)
Wide range knowledge
0
1
x
Let us consider a linguistic message
Message from Ai to Aj : Mij(x)
A message is made of many information
(sentences) .
X : Parameter (label) to certain information
Here, we use the same x as in Ki(x)
Mij(x) : Intensity of the information, x
Mij(x)
0
Ki(x)
1
x
Decision making process
Stimulation (Question, etc.) → Thinking → Decision making
Linkage model in Cognitive Psychology
Linkage of stored knowledge → Logistic meaning (Decision)
Brain of Ai
Stimulation
JCO Accident
Ki(x1)
Job from JCO
Ki(x2)
Decision
Radio activity
Ki(x3)
Hiroshima
Ki(x4)
Di(x)
Note: Linkage is Stochastic in nature → Decision is also stochastic.
How do you express it mathematically?
Select xi randomly
with weight Ki(x)
Ki(x)
x1 x2 xN
x1: Hiroshima
x2: Radio activity
xc: Conclusion
xN: Job from JCO
Di(x)=ΗKi(x), Η: Operator
Xc=ΣxjKi(xj)/
x
ΣKi(xj)
σ2=Σ(xj-xc)2/N
Ki(xc)= ΣKi(xj) /N
Xc
x
Gaussian
Function,
Di(x)
Message formation process
Stimulation (Question)
→ Thinking (Decision making) Di(x)
→ Message Mij(x) = Cij(x)・{Di(x) + Ki(x)}
Examples of characteristic function Cij(x)
Simple minded (Express as it is) : Cij(x) =1
Authority dependent : Cij(x) =1 for J=Authority
Cij(x) =0 for J= Non-authority
Di(x)
Ki(x)
x
Knowledge modification process
• When receiving a message Mji(x) from Aj
K’i(x) = Cij(x)・Mji(x)
Cij(x) : Characteristic function of Ai (filtering function of Mji(x))
Examples (Authority effect in Social Psychology)
Simple minded (Accept message as it is) : Cij(x) =1
Authority dependent : Cij(x) =1 for J=Authority
Cij(x) =0 for J= Non-authority
Self dependent : Cij(x) = Ki(x)
• Variation with time (Sleeping effect in Cognitive Psychology)
K”i(x) = Ti(x)・K’i(x) + Ki(x)
Examples (Sleeping effect): Ti(x) > 1 for unreliable information
Ti(x) < 1 for reliable information
Two Agents Model:
Mass media (i=1) and Citizen (i=2)
Message: Mass media
Yomiuri
6
0turn
1turn
2turn
3turn
5turn
5
Ki(x)
4
3
3
2
1
1
0.2
0.4
0.6
0.8
x
K1(x) of Mass media
0turn
1turn
2turn
3turn
5turn
4
2
0
0
Citizen
5
Ki(x)
6
Citizen
1
0
0
0.2
0.4
0.6
x
K2(x) of Citizen
0.8
1
Forget parameter is obtained from Stress
Annealing data (1year annealing)
StressDegree
caused
byfeelingJCO
accident
of threatening
from different
ideas
60
Just After the Accident
50
回答数
40
30
事故以前
事故直後
最近
1 year After the Accident
20
10
0
評
産
わ
さ
、風
資
う
全
土
安
施
連
力
関
地
や
性
性
故
事
子
原
設
の
の
可
能
射
放
の
子
力
原
自
宅
周
辺
質
水
や
壌
土
能
物
農
汚
の
作
染
事
仕
健
の
孫
や
子
自
身
の
健
康
康
Before the Accident
Result of computer simulation of 15 years
annealing based on our Artificial Society
Model using the experimental data of 1year
annealing
Summary
• Rough idea of public opinion formation model
• The work is just started (code checking level) and no
accumulation of data
• Most important is the role of mass-communication and
that of government.
• How these two agents contribute to the formation of
public opinion is my interest.
• If some rules for the problem are found from my
computer simulation study, the work would be
successful.
• Welcome to your kind collaboration to my study.
Different Approaches to the Problems
1. Computer Simulations and Analysis :
Artificial Society Model (Monte Carlo
Simulation) , Computer Numerical Linguistics
2. Experimental (Experimental Psychology):
Questionnaire survey, Classroom Experiment,
Online Network Experiment
3. Theoretical : Communication Psychology,
Cognitive Psychology, Theory of Numerical
Linguistics, Syntax Theory, Theory of Social
Networking, Theory of Panic and Risk
Management