本文发表于《大众科学》的前博客网络,反映了作者的观点,不一定反映《大众科学》的观点
来自大多数联合国成员国的代表下个月将在纽约聚会,谈判一项核武器禁令,30 位诺贝尔奖获得者、一位美国前国防部长以及来自 84 个国家的 3,000 多名其他科学家签署了一封公开信以示支持。为什么?
我们科学家喜欢研究概率、百万吨级和影响计算,因此我们对核形势的看法与许多政治家和评论员不同。从公众辩论来看,人们可能认为冷战威胁已经结束,最有可能被核武器杀死的方式是被伊朗、朝鲜或恐怖分子袭击,但这并非书呆子式的数字运算所揭示的。那些占据媒体主导地位的情景可能会导致数百万人丧生——除非伊朗没有核武器,而朝鲜缺乏可靠运载其十几枚广岛规模炸弹的导弹。
但科学研究表明,超级大国之间的核战争可能会导致数百甚至数千倍的人死亡,而且由于它发生的可能性并非降低一百倍,统计规律告诉我们,这是最有可能杀死你的核情景。
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为什么超级大国核战争如此危险?首先,巨大的火力:今天有超过 14,000 件核武器,其中一些比朝鲜和在日本投下的核武器威力大数百倍。其中 90% 以上属于俄罗斯和美国,它们有数千件处于高度戒备状态,准备在几分钟内发射。一份 1979 年美国政府的报告 估计,全面战争将导致 28-88% 的美国人和 22-50% 的苏联人丧生(以今天的人口计算为 1.5 亿至 4.5 亿人)。
但这还是在 20 世纪 80 年代发现核冬天风险之前。研究人员意识到,无论哪个城市的城市被烧毁,大量的烟雾都可能在全球范围内蔓延,阻挡阳光并将夏季变成冬季,就像过去小行星或超级火山导致大规模灭绝一样。Robock 等人 (2007) 发表的一项同行评议分析 显示,美国、欧洲、俄罗斯和中国大部分核心农业区在头两个夏季降温约 20°C(36°F)(俄罗斯部分地区降温 35°C),即使在十年后也降温约一半。多年的接近冰点的夏季气温将消除我们的大部分粮食生产。很难准确预测如果地球上数千个最大的城市沦为废墟且全球基础设施崩溃会发生什么,但无论有多少极少数人没有死于饥饿、体温过低或流行病,他们可能都需要应对为了食物而四处游荡的武装团伙。

世界首次核爆炸的三位一体遗址火球。图片来源:Berlyn Brixner/洛斯阿拉莫斯国家实验室维基共享资源
核冬天预测存在很大的不确定性。例如,产生的烟雾量以及烟雾上升的高度将决定其严重程度和持久性。鉴于这种不确定性,无法保证大多数人能够幸存下来。因此,有人认为,传统的相互确保摧毁(MAD)核原则应被自我确保摧毁(SAD)所取代:即使两个超级大国中的一个能够对其对手发动全部核武库而没有任何报复,核冬天可能仍然会确保攻击国的自我毁灭。最近的研究表明,即使是印度和巴基斯坦之间有限的核交换也可能导致足够的降温和农业破坏,从而危及多达 20 亿人,其中大部分在交战国之外。
核大国在没有征求其他所有人许可的情况下,擅自将所有人置于危险之中的事实,已在世界上的无核国家中引起了日益增长的惊恐。一系列看似无休止的 差点事件 加剧了这种情况,在这些事件中,核战争几乎因意外而爆发,许多无核国家的领导人对因一个他们没有威胁的国家的早期预警系统故障等平庸的事情而被摧毁的想法感到不悦。
这些担忧促使 185 个无核国家签署了 1970 年的《不扩散核武器条约》(NPT),承诺保持无核状态,以换取核国家根据《不扩散核武器条约》第六条逐步淘汰核武器,其中每一方“承诺就及早停止核军备竞赛和核裁军的有效措施,以及在严格有效的国际管制下缔结一项关于全面彻底裁军的条约,真诚地进行谈判”。近 50 年后,许多“无核国家”得出结论,他们被欺骗了,“有核国家”无意遵守他们的承诺。美国和俄罗斯最近没有解除武装,反而宣布对新型核武器进行大规模投资。俄罗斯最近吹捧了一种钴包壳的末日炸弹,让人想起黑色喜剧《奇爱博士》,而美国计划花费一万亿美元更换其大部分核武器,使其更有效地进行首次打击。
更糟糕的是,印度、巴基斯坦和以色列被允许加入核俱乐部,而没有受到重大影响。“我相信,今天发生核灾难的可能性比冷战时期更高,”美国前国防部长威廉·J·佩里说,他也签署了公开信。
来自“无核国家”的这种幻灭感促使 123 个国家在联合国大会上发起了一项倡议,核国家在联合国大会上缺乏否决权。在 2016 年底,他们投票启动了上述联合国谈判,这些谈判可能会在今年夏天产生一项核武器禁令条约。但禁令显然不会说服核“有核国家”在第二天早上消除其核武器,那么它的意义何在呢?
在我看来,大多数政府感到沮丧的是,少数人口占世界少数人口的国家坚持保留使用核武器摧毁地球上所有其他人生存的权利。这种“强权即公理”的政策是有先例的。例如,在南非,控制不道德的种族隔离制度的少数民族并没有自发放弃它,而是因为他们受到大多数人的压力而被迫这样做。同样,控制不道德核武器的少数民族不会自愿主动放弃它们,而只有在世界大多数国家和公民的压力下才会这样做。禁令的关键点是通过污名化核武器来提供这种压力。
核禁令支持者从 1997 年的渥太华禁止地雷条约中汲取灵感。尽管超级大国仍然拒绝签署该条约,但它产生了足够的污名,以至于现在许多人将地雷与国家安全联系起来,而是与在和平时期玩耍时被炸掉肢体的儿童的形象联系起来。这种污名导致主要的武器制造商迫于投资者压力和需求减少而将产量减半。2014 年,五角大楼宣布停止在朝鲜半岛以外地区使用地雷。今天,全球地雷市场几乎崩溃,仅剩一家制造商(韩国韩华)。
“无核国家”谈判代表希望核禁令条约也能类似地污名化核武器,说服我们所有人,核武器越多,我们就越不安全——即使它们是我们自己的。如果这种情况发生,它将增加“有核国家”将其核武库削减至有效威慑所需的最小规模的可能性,从 SAD 回归到 MAD,并使我们所有人更安全。
以下是这封信的文本。以下是一些著名的签署者名单。
科学家支持联合国核武器谈判的公开信
核武器是唯一尚未被国际公约禁止的大规模杀伤性武器,即使它们是有史以来最具破坏性和滥杀滥伤性的武器。我们科学家对核武器负有特殊的责任,因为是科学家发明了核武器,并发现其影响比最初想象的还要可怕。单次爆炸可以摧毁城市,放射性尘埃可以污染区域,高空电磁脉冲可能会通过炸毁整个大陆的电网和电子设备而造成混乱。最可怕的危害是核诱导的冬天,其中少至一千次爆炸的火灾和烟雾可能会使大气层变暗到足以引发全球小冰河时期,全年都像冬天一样。这可能会导致全球粮食系统完全崩溃和灾难性的动乱,可能导致地球上大多数人丧生——即使核战争只涉及当今九个核大国控制的约 14,000 件核武器中的一小部分。正如罗纳德·里根所说:“核战争打不赢,也永远不应该打。”
不幸的是,这种战争比人们希望的更可能发生,因为它可能因错误、误判或恐怖分子挑衅而开始。不断发生的事故和误报可能会引发全面战争,依靠永无止境的运气不是一种可持续的策略。许多核大国拥有比威慑所需的更大的核武库,但优先考虑使其更具杀伤力,而不是减少核武库及其被使用的风险。
但也值得乐观。2017 年 3 月 27 日,联合国启动了一个前所未有的进程:世界上大多数国家召开会议,谈判禁止核武器,像生物武器和化学武器一样对其进行污名化,最终目标是建立一个没有这些大规模杀伤性武器的世界。我们支持这一点,并敦促我们的国家政府也这样做,因为核武器不仅威胁到拥有核武器的国家,而且威胁到地球上的所有人。
威廉·J·佩里,数学家,美国国防部长 1994-97 年,美国科学促进会会士
彼得·韦尔·希格斯,爱丁堡大学,理论物理学荣誉退休教授,2013 年诺贝尔物理学奖获得者
莱昂·N·库珀,布朗大学,科学教授,1972 年诺贝尔物理学奖获得者
谢尔顿·格拉肖,波士顿大学,物理学与数学教授,1979 年诺贝尔物理学奖获得者
沃尔夫冈·克特勒,麻省理工学院,物理学教授,2001 年诺贝尔物理学奖获得者
爱德华·I·莫泽,挪威科技大学,神经科学教授,2014 年诺贝尔生理学或医学奖获得者
梅-布里特·莫泽,挪威科技大学,神经科学教授,2014 年诺贝尔生理学或医学奖获得者
戴维·格罗斯,卡维理理论物理研究所,理论物理学教授,2004 年诺贝尔物理学奖获得者
利兰·哈特韦尔,亚利桑那州立大学,教授,2001 年诺贝尔生理学或医学奖获得者
杰罗姆·I·弗里德曼,麻省理工学院,物理学荣誉退休教授,1990 年诺贝尔物理学奖获得者
保罗·格林加德,洛克菲勒大学,神经科学教授,2000 年诺贝尔生理学或医学奖获得者,国家科学院院士
罗伊·J·格劳伯,哈佛大学,物理学荣誉退休教授,2005 年诺贝尔物理学奖获得者
理查德·J·罗伯茨,新英格兰生物实验室,首席科学官,1993 年诺贝尔生理学或医学奖获得者
戴维·波利策,加州理工学院,物理学教授,2004 年诺贝尔物理学奖获得者
弗兰克·维尔切克,麻省理工学院,物理学教授,2004 年诺贝尔物理学奖获得者
杰克·斯坦伯格,欧洲核子研究中心,物理学家,1988 年诺贝尔物理学奖获得者
J·迈克尔·毕晓普,加州大学旧金山分校,微生物学和免疫学荣誉退休教授,1989 年诺贝尔生理学或医学奖获得者
埃里克·坎德尔,哥伦比亚大学,大学教授,2000 年诺贝尔生理学或医学奖获得者
马丁·查尔菲,哥伦比亚大学,大学教授,2008 年诺贝尔化学奖获得者
乔治·F·斯穆特,加州大学伯克利分校,物理学教授,主任,2006 年诺贝尔物理学奖获得者
戴维·J·魏因兰,2012 年诺贝尔物理学奖获得者
达德利·赫施巴赫,哈佛大学,1986 年诺贝尔化学奖获得者,化学荣誉退休教授,1986 年诺贝尔化学奖获得者
小约瑟夫·胡顿·泰勒,普林斯顿大学,詹姆斯·S·麦克唐纳杰出大学物理学荣誉退休教授,1993 年诺贝尔物理学奖获得者
H·罗伯特·霍维茨,麻省理工学院,生物学教授,2002 年诺贝尔医学奖,2002 年诺贝尔生理学或医学奖获得者
塞尔日·阿罗什,法兰西学院,巴黎,荣誉退休教授,2012 年诺贝尔物理学奖,2012 年诺贝尔物理学奖获得者
克洛德·科昂-唐努德吉,1997 年诺贝尔物理学奖获得者,物理学教授
约翰·C·马瑟,美国国家航空航天局高级天体物理学家,2006 年诺贝尔物理学奖获得者
约翰·L·霍尔,美国科罗拉多大学博尔德分校,教授,2005 年诺贝尔物理学奖获得者,法兰西共和国荣誉军团勋章 (2004)
罗伯特·W·威尔逊,哈佛-史密森天体物理学中心,高级科学家,1978 年诺贝尔物理学奖获得者
克劳斯·冯·克利钦,德国斯图加特马克斯·普朗克固体研究所所长,物理学教授,1985 年诺贝尔物理学奖
约翰·波兰尼,多伦多大学,化学教授,1986 年诺贝尔化学奖获得者
斯蒂芬·霍金,剑桥大学应用数学和理论物理系研究主任,2012 年基础物理学奖获得者,因其在量子引力方面的工作而获奖
爱德华·威滕,普林斯顿高等研究院,物理学教授,1990 年菲尔兹奖获得者,美国国家科学奖章获得者,京都奖获得者,突破奖获得者,美国国家科学院院士
迈克尔·阿蒂亚爵士,爱丁堡大学和剑桥大学三一学院,数学教授,1966 年菲尔兹奖获得者
柯蒂斯·T·麦克马伦,哈佛大学,卡博特数学教授,1998 年菲尔兹奖获得者,美国国家科学院院士