ギルバート・ウォーカー：空にシーソーを見つけた男

彼は1904年、誰もやり方を知らなかった「インドのモンスーン予測」のために雇われた。彼には気象学の訓練は一切なかった。前任者が彼を雇ったのはまさにその理由からだった。インド気象局が求めていたのは別の気象予報士ではなく数学者であり、ギルバート・ウォーカー（Gilbert Walker）はケンブリッジ大学の「シニア・ラングラー（Senior Wrangler）」だったからである。彼が最終的に見つけ出したものは、世界中に点在する観測所からの何十年分もの気圧の記録の中に埋もれていた、誰も疑わなかったリズム、すなわちインド洋と太平洋の間で揺れ動く巨大な気圧のシーソーであった。それがなぜ存在するのかを説明するには、さらに65年と別の科学者の登場が必要だった。

シニア・ラングラーから転身へ

ウォーカーは1868年、ランカシャー州ロッチデールで生まれ、ヴィクトリア朝の数学エリートの王道であるケンブリッジ大学トリニティ・カレッジに進んだ。そこで1889年に数学トライポスで首位となる「シニア・ラングラー」の称号を得た。これは当時、全国的な格付けとして機能していた。彼はそのままフェローとして残り、応用数学を講じた。

当時、英領インドの気象局を運営していたジョン・エリオット（John Eliot）は後継者を探しており、気象を既に知っている人間よりも数学的な素養のある人間を求めた。ウォーカーは1903年にケンブリッジのフェロー職を辞し、1904年にはインドの天文台総局長となった。書類上は風変わりな任命であったが、実際には現代気候科学の幕開けであった。

誰にもできなかった仕事

その局の存在理由はモンスーンだった。インドのすべて、つまり収穫、税収、数千万人の生存は、夏の雨がいつ来るか、どれだけ降るかにかかっていた。ウォーカーが継承した予測作業は、科学というよりは「情報に基づいた当て推量」に近いものだった。

彼の答えは観測よりも方法論にあった。彼はそれまで実質的に使われていなかった統計的相関と回帰をこの分野に導入した。しかもそれを大規模に行い、インドの降雨量と地球上のどこで取られた測定値との間の関係を系統的に探索した。これは実質的に、鉛筆と表と大勢の人間の計算係によって行われた産業規模のデータ分析であり、それを行う機械が存在する何十年も前のことであった。それには並外れた胆力が必要だった。ウォーカーは、インド上空の気圧の状態が、チリやオーストラリアの気圧計で読み取れるかもしれないと提案したのである。なぜそうなるべきかという理論は存在しなかったにもかかわらず。

南方振動

彼は正しかった。相関表から彼が「南方振動（Southern Oscillation）」と名付けた現象が浮かび上がった。これはインド洋と太平洋の間の気圧の大きなシーソーであり、一方の気圧が上がるともう一方が下がり、それとともに地球上の広大な範囲で気温や降水量が変動する。ウォーカーは、ひとつの連結したシステムとして機能する惑星規模の変動モードを見つけたのである。

彼はそこで立ち止まらなかった。彼はまた、北極振動や北太平洋振動も特定した。これらはヨーロッパ、北アメリカ、北太平洋の冬の気候の多くを支配する気圧パターンである。これら3つの発見は、現在気候科学者が年ごとの変動を説明する際の基本的な枠組みの多くを構成している。南方振動は、現在「エルニーニョ・南方振動」と呼ばれている現象の半分を担う大気側であることが判明した。これは、地球上で最も重要な年次気候変動の源である。

それに加えて、解析中に浮上した時系列問題に取り組む中で、ウォーカーは統計学者ウドニー・ユール（Udny Yule）の手法と共に「ユール・ウォーカー方程式」を開発した。これは自己回帰過程の解析における基礎的な装置となり、今日では気象学を大きく超えて利用されている。

ラマヌジャン、ブーメラン、そしてフルート

ウォーカーの好奇心は、最良の意味で「しつけがなっていない」ものだった。彼はブーメランの動力学、鳥の飛行の空気力学、フルートの物理学、そして相対性理論に関する論文を発表した。彼は音楽家であり、芸術家でもあった。数学史上最も重要な才能発掘の一幕において、彼はシュリニヴァーサ・ラマヌジャン（Srinivasa Ramanujan）の能力を見抜き、マドラス大学への推薦状を書いて彼を支援した。これが、ラマヌジャンのキャリアを切り開く奨学金の獲得につながった。

彼は1924年にインドを退職してナイトの称号を受け、その後もインペリアル・カレッジ・ロンドンで気候研究を続けた。1926年から27年には王立気象学会の会長を務めた。その頃には、彼は自身の方法論を定義づける懸念を既に述べていた。1927年の執筆の中で、彼はこう警告している。「今日、異なる2つの専門分野の専門家が、お互いの仕事を知らないまま成長するだけでなく、相互の助けを必要とする問題を無視してしまうというリスクが常に存在する」。

ギルバートが天才と呼ばれる理由

そこで関わっている資質は、具体的で少し時代遅れのものだ。それは、それを予測する理論が存在する前に、データの中にある真の構造を検出する能力である。ウォーカーはメカニズムを説明する物理学者ではなかった。彼は相関を信じ、それを誰も試みなかった規模で適用し、そのような探索から必然的に生じる何千もの偽の関係から、意味のある惑星規模の信号を識別する判断力を持っていた。南方振動をこの方法で見つけたことは、演繹というよりはパターン認識の偉業に近かった。そして、長年にわたる表化された数字に支えられたその品質のパターン認識は、稀である。

反論は単純であり、ウォーカー自身もそれに答えられなかった。彼はシーソーを説明することはできたが、それがなぜ揺れるのかを語ることはできなかった。物理的メカニズムなしでは、どれほど堅牢な相関であっても、それは大規模な探索の結果生じた人工物（アーティファクト）であるという指摘に対して脆弱である。その説明は、1969年にヤコブ・ビヤークネス（Jacob Bjerknes）がシステムを駆動する海洋と大気の結合を実証したことで初めてもたらされ、物理学としての功績はビヤークネスに帰せられている。また規模の問題もある。ウォーカーには植民地の科学サービスの資源と、計算を行う大勢の事務員がいた。彼が提供したのは方向性であり、計算そのものではなかった。

しかし、方向性こそが困難な部分だった。彼は期待する理由が全くない中で海洋を越えた遠隔相関（テレコネクション）を探すことを選び、正しい名前を付けた。そして彼が特定した構造（南方振動、北大西洋振動、北太平洋振動）は、1世紀経った今もこの分野の標準的な用語として残っている。暗闇の中で働く人間としては、極めて高い的中率である。天才という言葉は、並外れた理論的想像力ではなく、信号に対する並外れた嗅覚を意味すると理解するならば、ここに当てはまる。

遺産

ウォーカーは1958年に亡くなった。ビヤークネスによって彼の正当性が証明される11年前のことである。太平洋を駆動する大気の循環は現在「ウォーカー循環」と呼ばれている。レディング大学のウォーカー研究所は、現代の気候研究に彼の名を残している。そしてユール・ウォーカー方程式は、時系列を適合させるあらゆる人のツールキットの中に存在している。今年エルニーニョが何をしているかを尋ねることから始まる季節予報はすべて、彼が気圧計の記録と相関係数から構築した枠組みの中で機能している。「雨は降るのか？」という、彼が完全に答えることのなかった問いに奉仕しながら。