ルイス・フライ・リチャードソン

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ルイス・フライ・リチャードソン

ルイス・フライ・リチャードソンLewis Fry Richardson1881年10月11日 - 1953年9月30日)は、イギリス数学者気象学者心理学者。 数値的な天気予報を提唱した「リチャードソンの夢」や、マンデルブロによって引用されフラクタル研究の嚆矢とされる海岸線や国境線の長さの調査で知られる。

初期の経歴[編集]

リチャードソンは1881年10月11日にイギリスのニューカッスル・アポン・タインでデイヴィッド・リチャードソンとキャサリン・フライの7人の子供の1人として生まれた。 一家は敬虔なクエーカーで、そのことが彼にも大きく影響することになる。

彼は1894年ブーザム・スクール(Bootham School:ヨークにあるクエーカー系の寄宿学校)に入学した。 1898年にはDurham College of Scienceに入学して数学物理学化学動物学植物学を学んだ。 1903年、彼はケンブリッジ大学キングス・カレッジを卒業した。 1905年からアベリストウィス大学の教職、1912年からマンチェスター工科大学(現マンチェスター大学工学部)の教職など、いくつかの職を転々とした後、1913年にイギリス気象局のEskdalemuir測候所の所長となった。

クエーカーとしての信念により、リチャードソンは平和主義者でもあった。 彼は良心的兵役拒否者として第一次世界大戦への従軍を拒否し、1916年から1919年までフランス軍の歩兵部隊で看護兵として友軍救急任務に就いた。 戦後彼は気象局に復職したが、その職場が1920年にイギリス空軍省に吸収されたので辞職した。

気象学[編集]

リチャードソンは気象学に興味を持ち、微分方程式を離散化して数値的に解くという現在使われている天気予報の原型ともいえる数値予報システムを提案した。これは大戦中に集めたデータを用いたが、計算をすべて手で行ったためわずか6時間の予報に2ヶ月かかり、しかも数値の処理に問題があったため予報は失敗に終わった。1922年に彼は著書の中で「64,000人の計算者を巨大なホールに集めて指揮者の元で整然と計算を行えば実際の天候の変化と同じくらいの速さで予報が行える」と見積もった。その非現実性から「リチャードソンの夢」と呼ばれたこの構想は、コンピュータの出現により1970年代に実用化された。

またリチャードソンは乱気流に関する実験も行った。乱流に関する無次元数リチャードソン数」は彼の名前にちなんでいる。

戦争の数学的解析[編集]

リチャードソンはまた、気象と同じように国際紛争を数学的に定式化して分析しようと試みた。 彼は軍備の増大する割合は相手国の軍備と相手国に対する不信に比例し、すでに自国が持っている軍備に反比例するという理想化された二国間の軍備に関する微分方程式を立てた。 これから、ある二国間関係が安定か不安定かという結論が得られる。

さらに、リチャードソンは戦争の原因に関する統計的な分析も行った。 彼が考慮した要素には経済言語および宗教が含まれていた。

フラクタル[編集]

戦争の原因を調査しているとき、リチャードソンは接した二ヶ国の国境線の長さが大きく食い違うことに気づいた。 たとえば、スペインポルトガルの国境線の長さをスペインは987kmと発表していたのに対しポルトガルは1,214kmと発表していた。 またオランダベルギーの国境線の長さはそれぞれ380kmと449kmと発表されていた。

彼は測定される単位が測定結果にどのような影響を与えるかを統計的に推測した。 これはある有限な値に収束するかと思われたが、結果、測定が細かくなればなるほど長さは無限に長くなるだろうと見込まれた(もちろんイギリスの海岸線の長さが無限大であるわけはないが、それはプランク長という測定の下限があるからであった)。 リチャードソンの結果はすなわち、地形はユークリッド幾何学的な振る舞いをしないということを示していた。 しかし彼の調査は学会からは無視された。

これは1967年マンデルブロの論文『イギリスの海岸線の長さはどのくらいか(How Long Is the Coast of Britain?)』に引用された。 それにより、フラクタルの先駆的な研究のひとつとみなされるようになった。

リチャードソンは、1953年9月30日にスコットランドアーガイルのKilmunで死去した。

リチャードソン・メダル[編集]

1997年から、ヨーロッパ地球物理学会(EGS)はリチャードソンの業績を記念してルイス・フライ・リチャードソン・メダルを授与している。

関連項目[編集]

外部リンク[編集]