気候・生態系・経済を含めた地球システム [島津ほか(1975)からの引用図参照]の予測について考えたいと思っていたところ、 そのようなキーワードの新刊書紹介があったので注文した。 読んでみると、期待はずれだった。お勧めしたい本ではない。 しかし読みながら考えたことはいろいろあるので覚え書きを書いておく。
著者は「定量的予測は不可能だ」という。 わたしも、経済の定量的予測はうまくいっていないと思うし、 社会には物理法則のような信頼できる基本法則がないからそれは当然だとも思う。 しかし、著者の批判は気候モデルにも向けられている。 著者の考えによれば、経済や生態系との相互作用の問題を別として 大気の部分だけでも、予測は不可能なのだ。
しかし、著者は地球温暖化の見通しに対して懐疑論者ではない。 いや、ことばの正しい意味で懐疑的なのだが、否定的ではない。 どんな変化が起こるか確かではないが、 困ったことが起こる可能性がかなり高いと直観的に考えている。 そして社会を早く環境へのインパクトを減らす方向に変えるべきだと考えている。
また、著者は定量的モデルがすべて無意味と言っているわけではなく、 科学者の主観的予測能力を高めるために役立つこともあると考えている。
こういう主張の組み合わせは、 PILKEY & PILKEY-JARVIS (2007)と似ている。 それに対するわたしの意見も、 その本の[読書ノート]に書いたこととほぼ同じになる。 ただし、主張の背景は違う。 PILKEYとPILKEY-JARVISは、 地質学者と生態学者であり、 理論的ではなく経験的な方法を重んじる自然科学者である。 他方、ORRELLは、数学を専攻し、 大学院では気象の研究をした経験がある。 その後は生化学の研究に参加しているが、理論的思考を担当しているらしい。
著者は、 「5日先の天気予報さえ信頼できないのに気候変化予測が信頼できるはずがない」 と言う。 この種の議論に対するふつうの反論は、 「気候変化予測の対象は毎日の天気ではなく長期間の統計量だ」というものだ。 さらに、「大気の運動はLORENZが言うような意味で カオス的なので、初期値のわずかな違いが指数関数的に拡大するが、 長期間を見ればシステムの状態はアトラクタ(attractor)と呼ばれるもので 近似でき、このアトラクタが外部からの強制作用でどう変わるかを考えればよいのだ」 という議論がよく使われる。 しかし著者の研究(ORRELL et al., 2001) によれば、数値天気予報の誤差の成長は、時間の指数関数ではなく、 random walk問題のように時間の平方根に比例するように見える。 したがって誤差のおもな要因はカオスではなく「model error」である。 これは気候変化予測の場合も効いてくるはずだ。
著者は「最近の気象業界はカオス論に染まっていて model errorを無視している」と言っている。 著者はそういう態度の人にぶつかったらしいが、 その経験に基づいて 多くの気象関係者の意識を誤解してしまったのではないだろうか。 予報モデル開発者は、 予報誤差を減らすために初期値依存性以外の要因も考えるが、 疑わしい個々のプロセスを調べることに向かうので、 「model error」という包括的キーワードで論文を書くことはあまりない。
著者は、近代科学を西洋文化の伝統、 とくに古代ギリシャに由来する哲学・数学の伝統の中でとらえる。 なぜかエウクレイデス(ユークリッド)にふれないで ピュタゴラス、プラトン、アリストテレス、プトレマイオスの名前をあげている。 そして、ピュタゴラスがいくつかの対立概念の一方を重視したことが そのまま今に続いていると主張し、 今後の科学は他方をもっと重視しなければならないという。 これが著者の主張のかなめであるようだが、 わたしはこの概念リストで近代科学の特徴を代表させることには無理があると思う。
ピュタゴラスの対立概念の第一にあげられているのはlimited -- unlimitedで、 著者は、NEWTON型方法論が少数の基本法則を重視し 対象の複雑さを無視したことを「limited」側への肩入れと見ているようだ。 しかし、中村(1995)に言わせれば、 現代の経済学主流は自然を無限ととらえており、 その起源はNEWTON力学に求められる。 無限性のひとつは無限の3次元空間であり、 これはアリストテレスの天球の否定なので、古代ギリシャ起源とは言いがたい。 しかし中村氏がもっと重視している無限性は「劣化しないこと」であり、 これはアリストテレスの天界の運動に対する考えを引き継いでいるかもしれない (アリストテレスの地上世界の変化についての考えは違うが)。 近代科学で劣化を表現できるのは熱力学第2法則である。 そして、気象・気候モデルにとっても 熱力学はNEWTON力学に劣らず重要なのだが、 本書には熱力学が出てこない。 地球環境と人間社会との相互作用を心配するならば、 中村氏やDALY (1996) [読書ノート]のように 「経済学は熱力学を考慮すべきだ」という方向に思考を進めてほしかった。
著者の主張の基本は、 気象・生物・経済などの複雑系では新しい特徴の出現(emergence, 創発)が起こるが、 数理モデル(NEWTON力学を代表とする、 変わらない基本法則に基づき、対象を要素に分解して扱う方法)では それを予測できない、ということのようだ。 仮にそれを認めても、「新しい特徴の出現しない場合に限れば予測ができるか」 などの課題はあるはずだが、著者は考える意欲をなくしているようだ。
さらに、気象・気候の数値モデルは、 水分子から雲が構成される過程などを因果関係を追って構成しているわけではなく 経験則に頼っているので、 数理モデルというよりはむしろ経験的モデルであり、 過去を再現できても将来に適用できる保証はない、という。 しかし、著者は数理モデルの構成に関して潔癖すぎないだろうか。 気象・気候の数値モデルは、 「大筋をゆらぎそうもない物理法則でおさえ、 細部は物理法則に矛盾しない経験則を使う」という態度で 作られている。 確かに論理的に完全ではないが、単なる経験則とは異質だと思う。
数値モデルは、厳密性をめざす西洋の論証的数学の伝統に、 近似でよいが高い精度の数値を得ようとする東洋の数値計算の伝統が合流して 成り立ったのではないだろうか。 (前から、気候モデルの成立への日本人(むしろ日系一世)の貢献が大きいことに 何か必然性があるのだろうかと思っていたが、 最近「和算」に関する解説(たとえば小川 2007)を拾い読みするうちに、 日本の数値計算の伝統は無視できないという思いが強まっている。 和算はおとろえてもそろばんを使う文化は電卓が普及するまで健在だった。) 著者は、近代科学が圧倒的に男によって構築されたというフェミニスト的観点の ついでに、ヨーロッパ人によって構築されたとも述べているにもかかわらず、 多文化的観点に考えを進めていない。
なお、これまでIPCCの文脈で行なわれてきた気候変化「予測」(projection)は、 著者のいう意味での予測ではなく、 経済についていくつかの仮定をした場合に気候はどうなるかという (著者も価値を認めているはずの)「what if」型の実験である、 という注意もしておこう。
生物に関する議論は、「DNAをいくら調べても生物の形質はわからない」 ということが中心である。 経済に関する議論は、「効率的市場」という前提への批判が中心で、 行動経済学(友野(2006)、多田(2003)など参照)を参考に、 個人はあまり「合理的」でないと述べる。 また、数量のばらつきが正規分布するというモデル上の仮定を その前提と一体のものとみなし、むしろ多くの量は「べき乗則」に従うという (TALEB (2007)と共通の議論。 ただしTALEBの本はフィクション混じりなので どこまで本気にしてよいのかわからない。 べき乗則の件はBUCHANAN (2000) [読書ノート]も参照)。 地球環境問題は気象・生物・経済がからんだ現象だとは言うのだが、 実質的に議論を組みあわせるには至らず、 経済に関しては気候変化との相互関係を少し論じ、 生物に関しては伝染病の流行の予測のむずかしさを述べているだけである。
著者は、複雑系の予測が必要ならば主観的にするしかないと考え、 数値モデルよりも「物語」を重視する。 科学に基づく物語も神話に基づく物語も同等の価値をもつことになるようだ。 ポストモダン的科学観と呼べると思う。 著者自身はそれでも科学に期待しているようなのだが、 本書の理屈をすなおに受け取ると、 直観さえあれば科学は不要ということにならないだろうか。 気候にかかわる科学者としては、 近似的予測の意義を主張していく必要があると思った。