גילברט ווקר: האיש שמצא נדנדה בשמיים
הוא נשכר בשנת 1904 לעשות משהו שאף אחד לא ידע איך לעשות: לחזות את המונסון ההודי. לא הייתה לו שום הכשרה מטאורולוגית. קודמו בתפקיד גייס אותו בדיוק מהסיבה הזו — מה שהמחלקה המטאורולוגית של הודו רצתה לא היה עוד חזאי, אלא מתמטיקאי, וגילברט ווקר היה ה-Senior Wrangler (מצטיין המתמטיקה) בקיימברידג'. מה שהוא מצא בסופו של דבר, קבור בעשורים של קריאות ברומטר מתחנות הפזורות ברחבי כדור הארץ, היה קצב שאף אחד לא חשד בקיומו: נדנדת לחץ עצומה המתנודדת בין האוקיינוס ההודי לאוקיינוס השקט. יידרשו שישים וחמש שנים ומדען אחר כדי להסביר מדוע היא קיימת.
מצטיין בקיימברידג', ואז סטייה מהמסלול
ווקר נולד ברוצ'דייל, לנקשייר, בשנת 1868, והלך במסלול הקלאסי של האליטה המתמטית הוויקטוריאנית: טריניטי קולג', קיימברידג', שם בשנת 1889 סיים כ-Senior Wrangler — המקום הראשון בטריפוס למתמטיקה, תואר שבאותה תקופה תפקד כדרוג לאומי. הוא נשאר כעמית והרצה במתמטיקה שימושית.
ואז ג'ון אליוט, שניהל את השירות המטאורולוגי של הודו הבריטית, חיפש יורש והחליט שהוא רוצה מישהו בעל נטייה מתמטית ולא מישהו שכבר ידע על מזג אוויר. ווקר ויתר על מלגת קיימברידג' שלו ב-1903 ועד 1904 היה המנהל הכללי של מצפי הכוכבים בהודו. על הנייר זה היה מינוי אקסצנטרי. בפועל, זו הייתה לידתה של מדע האקלים המודרני.
העבודה שאף אחד לא יכול היה לעשות
הסיבה לקיומה של המחלקה הייתה המונסון. הכל בהודו — היבול, ההכנסות, הישרדותם של עשרות מיליוני אנשים — היה תלוי בשאלה אם גשמי הקיץ יגיעו וכמה הם יביאו, ומאמצי החיזוי שווקר ירש היו קרובים יותר לניחושים מושכלים מאשר למדע.
תגובתו הייתה מתודולוגית ולא תצפיתית. הוא הציג מתאם סטטיסטי ורגרסיה לתחום שלא השתמש בהם באופן מהותי, והוא עשה זאת בהיקף נרחב, תוך חיפוש שיטתי אחר קשרים בין הגשמים בהודו למדידות שנלקחו בכל מקום על פני כדור הארץ. זה היה, למעשה, ניתוח נתונים בקנה מידה תעשייתי שבוצע בעזרת עפרונות, טבלאות וצוות גדול של מחשבים אנושיים, עשורים לפני שהיו קיימות מכונות לעשות זאת. זה דרש סוג יוצא דופן של אומץ: ווקר הציע שהתנהגות האטמוספירה מעל הודו עשויה להיות קריאה בברומטר בצ'ילה או באוסטרליה, ללא תיאוריה שתסביר מדוע.
Twenty questions, eight minutes on the clock, and a percentile measured against everyone who has taken it. No sign-up.
Take the IQ test →תנודת הדרום
הוא צדק. מתוך טבלאות המתאם עלתה התופעה שהוא כינה "תנודת הדרום" (Southern Oscillation) — נדנדה גדולה של לחץ אטמוספרי בין האוקיינוס ההודי לאוקיינוס השקט, כך שכאשר הלחץ עולה בקצה אחד הוא יורד בשני, ואיתו מגיעים שינויים בטמפרטורה ובמשקעים ברחבי שטחים עצומים של הגלובוס. ווקר מצא מצב של שונות בקנה מידה פלנטרי שהתנהג כמערכת אחת מחוברת.
הוא לא עצר שם. הוא גם זיהה את תנודת צפון האוקיינוס האטלנטי ואת תנודת צפון האוקיינוס השקט, דפוסי הלחץ השולטים ברוב אקלים החורף של אירופה, צפון אמריקה וצפון האוקיינוס השקט. ביניהן, שלוש התגליות הללו מהוות חלק גדול מהארכיטקטורה הבסיסית של האופן שבו מדעני אקלים מתארים כיום שונות משנה לשנה. תנודת הדרום התבררה כמחצית האטמוספרית של מה שנקרא כיום אל ניניו-תנודת הדרום — המקור החשוב ביותר לשונות אקלימית בין-שנתית על פני כדור הארץ.
לצד זאת, בעבודה על בעיות סדרות עתיות שהניתוח העלה, פיתח ווקר שיטות שביחד עם אלו של הסטטיסטיקאי אדני יול (Udny Yule), הפכו למשוואות יול-ווקר — מכשיר יסודי בניתוח תהליכים אוטורגרסיביים, המשמש כיום הרחק מעבר למטאורולוגיה.
רמנוג'אן, בומרנגים וחלילים
סקרנותו של ווקר הייתה לא ממושמעת במובן הטוב ביותר. הוא פרסם מאמרים על הדינמיקה של בומרנגים, האווירודינמיקה של מעוף ציפורים, הפיזיקה של החליל ועל תורת היחסות. הוא היה מוזיקאי ואמן. ובאחת מפעולות זיהוי הכישרונות המשמעותיות ביותר בהיסטוריה של המתמטיקה, הוא זיהה את יכולתו של סריניוואסה רמנוג'אן (Srinivasa Ramanujan) וגיבה אותו בהמלצה לאוניברסיטת מדראס שעזרה להבטיח את המלגה שעליה הושקה הקריירה של רמנוג'אן.
הוא פרש מהודו ב-1924, קיבל תואר אבירות, והמשיך במחקר אקלים באימפריאל קולג' לונדון, כשהוא מכהן כנשיא החברה המטאורולוגית המלכותית בשנים 1926-27. עד אז הוא כבר ניסח את החרדה שהגדירה את שיטתו שלו. בכתיבה ב-1927, הוא הזהיר כי "כיום, תמיד קיים סיכון שמומחים בשני נושאים... יגדלו לא רק ללא ידע על עבודתו של זה, אלא גם יתעלמו מהבעיות הדורשות סיוע הדדי".
מדוע גילברט מכונה גאון
האיכות המעורבת היא ספציפית ומעט לא אופנתית: היכולת לזהות מבנה אמיתי בנתונים לפני שקיימת תיאוריה כלשהי שתחזה אותו. ווקר לא היה פיזיקאי שהסביר מנגנון. הוא היה מתמטיקאי שסמך על מתאם, יישם אותו בקנה מידה שאף אחד לא ניסה, והייתה לו האבחנה להבחין בין אות פלנטרי משמעותי לבין אלפי הקשרים המזויפים שחיפוש כזה מעלה בהכרח. מציאת תנודת הדרום בדרך זו הייתה קרובה יותר להישג של זיהוי תבניות מאשר להסקה — וזיהוי תבניות באיכות כזו, שנשמר לאורך עשורים של מספרים בטבלאות, הוא נדיר.
טיעון הנגד הוא פשוט וווקר עצמו לא יכול היה לענות עליו. הוא יכול היה לתאר את הנדנדה; הוא לא יכול היה לומר מה גורם לה להתנודד. ללא מנגנון פיזי, מתאם — חזק ככל שיהיה — נותר פגיע להאשמה שהוא תוצר לוואי של חיפוש רחב מאוד. ההסבר הגיע רק ב-1969, כאשר ג'ייקוב ביארקנס (Jacob Bjerknes) הדגים את הצימוד בין האוקיינוס לאטמוספירה שמניע את המערכת, וביארקנס הוא זה שמקבל את הקרדיט על הפיזיקה. יש גם שאלת קנה מידה: לווקר היו המשאבים של שירות מדעי קולוניאלי וצבאות של פקידים שעשו את החשבון. מה שהוא סיפק היה כיוון, לא חישוב.
ובכל זאת, הכיוון היה החלק הקשה. הוא בחר לחפש קשרים מרחוק (teleconnections) מעבר לאוקיינוסים כשלא הייתה סיבה לצפות להם, הוא נתן את השמות הנכונים, והמבנים שזיהה — דרום, צפון אטלנטי, צפון פסיפי — נותרו אוצר המילים הסטנדרטי של התחום מאה שנה לאחר מכן. זהו שיעור הצלחה גבוה מאוד עבור מישהו שעבד בעיוורון. המילה גאון יושבת כאן בצורה סבירה, בתנאי שמבינים שהיא מתכוונת לחוש יוצא דופן לאותות ולא לדמיון תיאורטי יוצא דופן.
מורשת
ווקר מת ב-1958, אחת עשרה שנים לפני שביארקנס אישש את דבריו. התהפכות האטמוספירה שמניעה את האוקיינוס השקט נקראת כיום תא ווקר (Walker Circulation); מכון ווקר באוניברסיטת רדינג נושא את שמו למחקר אקלים עכשווי; ומשוואות יול-ווקר נמצאות בארגז הכלים של כל מי שעוסק בסדרות עתיות. כל תחזית עונתית שמתחילה בשאלה מה אל ניניו עושה השנה פועלת בתוך מסגרת שהוא הרכיב מתוך קריאות ברומטר ומקדמי מתאם, בשירותה של שאלה — האם יבואו הגשמים? — שהוא מעולם לא הצליח לענות עליה במלואה.