• 中島 映至(てるゆき)、田近 英一, 2012: 正しく理解する 気候の科学 (知りたいサイエンス 119)。技術評論社, 206 pp. ISBN 978-4-7741-5432-9.

地球温暖化問題と地球の歴史を通じての気候の変遷との両方を扱った本はあることはあるが、たいてい著者が得意とする話題に偏っていることが多かった。本書は、地球史的気候変遷を研究している田近氏と、現代の気候問題にかかわりIPCC報告書の第1部会の巻の著者のひとりでもある中島氏が、気候システム(大気・海洋・雪氷などを合わせたもの)のエネルギー収支という共通の切り口をもって論じた本だ。執筆分担は明示されていないが、第2..4章が田近氏、5..6章が中島氏、1章は両方がかかわっていると推測される。第1章第1節で述べられているように、いま起こっている気候変化(地球温暖化)は、地球の歴史の中で起こった気候変化のうちで、温度差という意味ではとくに大きなものではない。(温度の変化速度としては大きいようだが、それも特別ではないかもしれない。) しかし、人間社会にとっては重要なのだ。人間社会がどんな対応をとるかは社会の意志決定の問題だが、その根拠として変化のしくみの理解が必要だ。そこで、現在の気候とならんで、過去の気候の理解も有用なのだ。

第1章の第2節以降は気候システムとそのエネルギー収支に関する基本的なこと。太陽放射と地球放射、温室効果と日傘効果(太陽光を反射すること)。そして気候システムにはさまざまな正や負のフィードバックがあること。

いわゆる暴走温室効果については、「現在の科学知識では、雲量が現在より大幅に減らない限り、海が沸騰することはない」と述べている。

第2..4章では、気候の変化にはいろいろな時間スケールのものがあることに留意し、おもなものは章・節の見出しにそれを示すようにしている。

太陽の明るさの変遷については、「標準太陽モデル」によれば太陽誕生から現在まで46億年の間に40-50%ふえた。太陽ニュートリノの少なさから疑問が生じたが、それはニュートリノ振動によって説明できるので、標準太陽モデルは妥当と考えられる、と言っている。

原始大気には数十気圧の二酸化炭素があったと考えられる。(一酸化炭素だったという考えもあるが、酸化して二酸化炭素になったはずだ。) その炭素は、まず海洋ができ、それから大陸ができたことによって、大陸の化学風化、海洋中の炭酸塩鉱物の沈殿、光合成による有機物の生成・埋没によって、大部分が岩石圏に移った。海は(凍結したことはあるらしいが)蒸発してしまうことなく維持されてきた。気候システムには二酸化炭素・化学風化の負のフィードバックがあって温度変化が小さく保たれていると考えられる。ただしこれは数十万年以上の時間スケールで効き、地球温暖化問題の時間スケールでは効かない。[標準太陽モデルを前提として] 将来には暴走温室が起き、約25億年後には海洋は消滅すると考えられている。

約29億年前以後に、氷河性堆積物が見られる時代がくりかえしある。全球凍結が起きたと推定される時代もある。全球凍結の始まりと終わりは二酸化炭素濃度が変化すれば可能だが、始まりの原因はまだわからない。

顕生代(約6億年前から)の数千万年スケールの二酸化炭素濃度と海水温の変動はつじつまがあっており、銀河宇宙線を持ち出す必要はない。

白亜紀は温暖で海洋無酸素イベントがたびたび起きた。全球平均で温暖だったことは、火山活動が活発で二酸化炭素の供給が多かったことで説明できるが、極域が温暖で赤道と極の温度差が小さい状態が維持されたしくみはまだよくわかっていない。

最近約百万年のうちには、氷期・間氷期サイクルがあった。この原因としては地球の軌道要素の変動に起因した日射量変動がある。10万年周期の変動には固体地球の応答を考える必要がある。氷期・間氷期サイクルに伴って、大気中の二酸化炭素やメタン濃度も変化しており、温度とどちらが先かは不確かだが、まず温度が先で炭素循環が変わり、温室効果ガスの変動によって気温変動が増幅されたという可能性が高い。

5500万年前のPETM (暁新世/始新世境界温暖極大)では数千年のうちに炭素同位体比が低下、温暖化、海底にすむ生物の絶滅が起きた。原因は火山ガス、有機物の分解、メタンハイドレートの分解が考えられるが、著者はメタンハイドレートがいちばんありそうだと言う。

最終氷期の間の8万年に25回の激しい気候変動イベントがあった。南極の変動はグリーンランドと逆であり、北大西洋深層水の形成の変動による南北間のエネルギーの配分の変化と考えられる。

完新世1万年間には激しい気候変動は生じていなかった。その中で人間の文明が発達した。「完新世気候最温暖期、ヒプシサーマル期」「中世の温暖期」「小氷期」が知られているが、全球的変化だったかは疑問がある。

第5..6章では、最近約百年の気候変化の理解と、今後約百年の気候変化の見通しの議論をしている。

「放射強制力」つまり大気上端の放射収支の不均衡について、IPCC第4次報告書にまとめられた数値を説明している。ただしエーロゾルの効果の見積もりは不確かであることに注意している。エーロゾルの直接気候効果は、 硫酸なら冷却だが、すすならば加熱となり、合計では大きくないことがわかってきた。

太陽活動の最近のようすは、周期がのびている点はマウンダー極小期と似ているが、エネルギーはたいして弱まっていない。太陽が銀河宇宙線を変調して気候のエネルギー収支を変えるという節については、Agee et al. 2012 Journal of Climateの論文の図をひいて宇宙線と低層雲量との変動の形は一致する時期もしない時期もあることを示し、また小さな「イオン核」が雲核として人為的エアロゾルや海塩エアロゾルとの競合に勝てるか疑問だと言っている。

21世紀の気候「予測」の不確かさのもとには、予測計算にとっての外部データ(とくに人間社会発展の将来シナリオ)の不完全さ、モデル(とくにparameterization)の不完全さ、非線形性による予測限界がある。しかし、太陽か火山の大変化が生じない限り、寒冷化は「物理的に」ありえないといえる。二酸化炭素のゆくえが今後どうなるかも不確定だが、人為起源二酸化炭素の半分以上を海と陸が吸収してくれるとは考えにくい。

急激な温室効果ガスの放出を引き起こす永久凍土の融解、氷床の崩壊などについては予測困難である。海洋の熱塩循環については、21世紀中には弱まる可能性があるが停止するとは考えにくい。極端気象現象の変化は人間社会にとって重要だが予測はむずかしい課題だ。

読んでいて疑問に思ったことを列挙する。

1-1節、13ページ(本文最初のページ)の「1827年のジョセフ・フーリエの二酸化炭素による地球温暖化仮説」というのは科学史的事実認識のまちがいだと思う。1-5節、36ページの「実際の地球が暖かいのは、宇宙へと逃げていくはずの地球放射を大気が吸収しているからだ」はよい。Fourierはまだ地球放射の吸収に関与する成分を特定していなかったはずだ。

5-1節「近年の気候研究に求められる要件」。図5-1として、1950年ごろから2007年までの保険料の増大を示し、「 (自然災害による死者は減少していますが) 経済損失は年々増大しています」と言っている。これは極端気象現象が強まっている可能性もなくはないが不確かであり、極端気象現象に対する人間社会の脆弱性が強まっていることは確かだと思う。しかし本書の立場は、IPCCでいうと第1部会に限ったので、脆弱性について述べていない。

5-1節では「適切な対応策を講じるためには、その基礎知識となる気候予測の誤差をできるだけ小さくしなければなりません。」とも言っている。この主張はほかのところにも現われる。誤差を小さくすることは望ましいのだが(そして、わたし自身もそのための研究事業に連なっているのだが)、それは限界にぶつかるかもしれない。著者とは別の人が言えばよいのだと思うが、誤差が小さくならなくてもその条件のもとで適切な対策を考えることも必要だと思う。

5-4節「気候系を駆動する放射強制力」の中(139ページ)で、「1750年以来。約 +1.6 W/m²の放射強制力がかかっていると評価されます。その6割にあたる1℃分の上昇は、観測から得られている昇温とつじつまがあいます」と言っている。「その」の前後の量の次元が違っているが、+1.6 W/m²の放射強制力に対する定常応答の6割が1℃なのだろう。もしそうならば、きちんと説明するためには定常応答を説明しなければならなくなる。

5-9節「銀河宇宙線説」。宇宙線によって雲核となるものが作られるという理屈を紹介する中で、その雲核がなんであるか明確でない。「高エネルギーの2次粒子」自体が雲核となると書かれているところもあり、「イオン核」と書かれているところもある。わたしがCERNでのCLOUD実験の論文などを読んだ記憶によれば、宇宙線を受けてできるエーロゾル粒子は硫酸粒子のようだ。ただし大きさが雲凝結核としては小さすぎるようだ。

6-2節「増え続ける二酸化炭素」。「IPCCの評価などによると『+2℃の温度上昇を許してしまうとダメージがメリットを上回る』と評価されている」と言っている。IPCCはそういう評価を下してはいないと思う。石谷ほか(2010)の後半の「報告書の知見の政策決定への利用」の節では、「現在 G8 の宣言などで述べられている2°C抑制とそのための削減案は、あくまでもIPCC の科学的知見を参考とした先進国主唱の政治的判断の一つである」と言っている。(この文書の筆者はIPCC第4次報告書著者の有志だが中島氏は含まれていない。) なお、この文書の前半の「報告書内容の信頼性について」の部分の主張は本書のものと一致している。

6-6節。節の見出しが「【熱塩循環 = 海洋大循環】の停止」となっている。ここで「=」印は前後の概念が同じであるという印象を与えるのでうまくないと思う。前後の用語を使ってさし示される具体的対象が同じではあるのだが。

6-7節「北極域の雪氷の融解」。前半はグリーンランド氷床について将来の可能性を示している。後半は北極海の海氷についてこれまでの観測事実を示している。氷床と海氷とは別ものなのだが、そのことが読者に伝わるかちょっと心配だ。

なお、本書と同じシリーズで出た矢沢(2006)の本は温暖化の見通しについて懐疑的なところがあり(温暖化否定論というほどではないが)、今も売られていて、本書外カバーのシリーズ紹介にも含まれている。同じ出版社から出ている本どうしの見解が一致している必要はないのだが、出版社としてはどう考えているのかが知りたくなった。

文献

• 石谷 久、江守正多、沖 大幹、茅 陽一、鬼頭昭雄、杉山大志、住 明正、関 成孝、松野太郎、山口光恒, 2010: IPCC 報告の科学的知見について — IPCC関係科学者有志の見解。http://m-yamaguchi.jp/IPCC/IPCC.pdf
• 矢沢 潔, 2006: 地球温暖化は本当か? (知りたいサイエンス)。技術評論社。

折り返しのさきに詳しい目次をつける。
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• 斎藤 貴男, 単行本 1997, 文庫版 2000: カルト資本主義 (文春文庫 さ-31-1)。 文藝春秋, 475 pp. ISBN 4-16-744302-3.

比嘉照夫氏のEM (有用微生物群)に関して、[別ブログ2012-08-12の記事]から[同2012-11-10の記事]で問題にした際に、ネット上で、たぶん「呼吸発電」氏のtweetだったと思うが、比嘉氏の言動や背景を知る上でこの本が参考になるという情報を得た。版元品切れだったが古本を通信販売で買うことができた。2013年1月にメモをとりながら読んだ。メモが長くなりすぎたので論点をしぼってここに書くことにした。

著者はノンフィクション作家であり、学者ではない。しかも本書はもともと雑誌連載で書かれた。だから当然かもしれないが、記述は体系的ではない。各章ごとに、主な対象はあって、それとその類似例の論評が中心にはなっているが、他の章で扱われている話題の続きが断片的に出てくることもある。またあちこちで小出しに著者の総括的意見を述べている。

必ずしもみんなが関係を認めないだろう例をつなぎあわせて、斎藤氏は「カルト資本主義」という大きな絵をえがく。何かそういう機運のようなものがあるのはもっともだと思う。しかしそれは著者の直観によるまとめにすぎない。社会科学者ならば、それを仮説だとことわったうえで、どこまで根拠づけられているのかを論じるところだと思うが、それがないのだ。なお、斎藤氏は「カルト資本主義」に統一的な意志主体があるとは言っていない。しかし、浅く読むとそのような陰謀論におちいってしまいそうな心配を感じた。

1995年、著者が終末思想やオカルティズムに関する取材を始めて一つの記事を書いた直後に、オウム真理教の地下鉄サリン事件が起き、著者は本書のもとになる取材を始めた。オウムはカルトであり、疑似科学的な要素ももっている(本物の科学の悪用もしたが)。そこで、著者の中で、カルト的集団か疑似科学かのどちらかにかかわる問題が、一連のもののように意識されてしまったようだ。わたしは、分けて考えたほうがよいのではないかと思う。

この本の第1の主題は、日本の資本主義が、労働者を終身雇用で大事にするという特徴が薄れ、安い給料で長時間酷使するものばかりになる傾向だろう。労働と資本との間の利益の分配が資本側に偏るのだ。これだけならば、本書よりだいぶあとだが、今野晴貴氏(2012, 文春新書)の本の表題になっている「ブラック企業」といった表現がふさわしいかもしれない。しかし、そこで労働を強要するのではなく、労働者が自発的に会社のために働くようにしむけてしまう(それに合わない人は出ていくので合う人が残る)のが「カルト資本主義」と言えるだろう。本書終章で斎藤氏は1995年の日経連のプロジェクト報告書「新時代の『日本的』経営」を紹介しながら経営側の意図を「身も心も会社に捧げていただく。ただしいつ首を斬るかもしれない。」と表現している。

何によって労働者をあやつるのかは、本書の事例のうちでもさまざまなようだ。

京セラ(第3章)の場合は、基本的には稲盛和夫氏の経営者としてのカリスマ性だろう。(斎藤氏は、稲盛氏が「生長の家」の影響を受けたり、西洋ニューエイジ思想の日本への導入に働いたことに注目して、他の章の事例と関係づけているが。)

アムウェイ(第8章)は、アメリカで始まったもので社名はAmerican Wayから来たという。日本法人は1979年に営業開始した。マルチ商法と言ってよいが、たくみに当時のマルチ商法規制をのがれる制度にして、1996年まで成長を続けた。 マルチ商法は基本的には利益誘導による結合なのだが、日本アムウェイの場合は、「夢」「生きがい」などの用語がとびかう共同体を形成していたところに斎藤氏は強いカルト性を見ている。

ヤマギシ会(第7章)は、原始共産制型共同体で、メンバーは会に財産を寄進する。ただし会は対外的には商売をする。労働者の報酬をおさえて組織が利益を上げているのだ。また、子どもにとっては、一般の学校に行けないという不利が生じる。(1997年ごろ当時) 「ここ10年ほどで超管理社会化した」と言われたそうだ。エコロジー思想は明確だが、明確な宗教とのつながりはない。

本書の第2の主題といえるのは、政府や大企業の、科学が研究されるべきところに、オカルトや疑似科学がはいりこんでいることだ。

ソニー (第1章)には、超能力を研究していたESPER研究所(文庫版あとがきによると1998年廃止)や、気功を研究していた生命情報研究所があった。そこでは再現性のない実験をしていた。それは、創業者のひとりの井深大氏や、役員の土井利忠氏(筆名: 天外伺朗、手塚治虫作品の登場人物から)に支持されていた。(わたしから見ると、超能力と言われるもののうち、人間の環境検知能力はありうると思う。それぞれは物理科学的には未知なものではない多種類の要素の組みあわせだろう。それを検出しようとするのは科学になりうると思うが、検出できるという信念にとりつかれてはいけないと思う。)

第4章には政府関係の件。
放射線医学総合研究所で1995年からしばらく気功の実験が行なわれていた。「多様同時計測による生体機能解析法の研究」で予算をとっていた。(科学技術庁が気功を推進しようとしたのではなく、あいまいな研究計画書に対する審査があまかったのだと思うが。)

科学技術庁で1989年から1992年まで「未来科学研究サロン」という会合が開かれ、オカルト・疑似科学と思われるものを含む多数の人の話をきいていた。ゲストは科学技術庁に対して不快感を持ったことが多かったというので、出席者は必ずしも講演内容に賛同はしていなかったようだ。

また1993-94年には、鳩山由紀夫氏を中心とする超党派の議員による「気の研究会」があった。

第2章では、永久機関ができると主張した人として、猪俣修二氏(電総研を引退後)、井出治氏、河合輝雄氏、中松義郎(ドクター中松)氏をあげている。このうち猪俣氏は「気」の思想をとなえていた。(なお、大槻義彦氏がテレビで河合氏の永久機関を支持する発言をしたというのだが、信じられない。磁石が磁石としてのエネルギーを失ってそれが動力に変わっていくならば永久機関ではないので、大槻氏はそういう可能性を述べたのではないか?)

さて、著者は第4章で島薗進氏の著書「精神世界のゆくえ」をひいて、ここで話題にしたカルトおよびオカルト・疑似科学の背景に「ニューエイジ思想」があると主張している。ニューエイジ思想は第2次大戦後のアメリカで起こったもので、アメリカでは個人主義への反発が基本だが、個人主義のない日本では違った展開をした。「ニューサイエンス」は量子力学の観測問題から始まったもので、F. Capraが典型だが、ニューエイジ運動の一部になっていったという。

ニューエイジ運動の特徴として、島薗氏の議論をもとに斎藤氏が本書204-205ページにあげた項目を列挙しておく。ヒューマンポテンシャル運動 (自己啓発セミナー)。トランスパーソナル心理学。ニューサイエンス。ディープエコロジー。ホリスティック医療運動。超越瞑想。仏教的瞑想・共同体。気功・合気道。UFOカルト。 … これだけあると、どれかひとつにひっかかる集団はたくさんあり、全部の要素にかかわる集団はほとんどないと思うのだが…

日本ではニューエイジ運動が変質し、島薗氏のいう「新霊性運動、新霊性文化」となった。島薗氏の議論に基づく本書第6章298ページの議論によれば、それはニューエイジ運動と日本の伝統文化が組み合わさったものだという。伝統文化の部分の思想には、アニミズム・古神道、仏教、平田霊学・大本、気、の4つの流れがある。

第6章で論じられている船井幸雄氏は、本人はそう認めないものの、日本型ニューエイジ思想の代表的担い手と見ることができる。船井氏は神官の家に育ち、マルキストとなったが生産性運動を経て経営者寄りの立場になり、経営コンサルタントとなった。「本物だと思われるもの」を多数宣伝している。本書に出てくるカルト資本家の多くが船井氏とつながりがある。ただしつながりが継続しているとは限らず、たとえば稲盛氏は距離を置くようになったそうだ。船井氏は春山茂雄氏の「脳内革命」などの疑似科学的なものをも推薦している。

比嘉照夫氏のEM (第5章)も船井氏の推薦をきっかけに広まったもののひとつである。これは農業用微生物資材であり、なまごみ処理や土壌改良に役立つという限りではうそではない。しかし土壌肥料学者の後藤逸男氏、茅野充男氏、西村和雄氏などによれば、特に性能の高いものではないし、比嘉氏によるEMの効果の根拠づけは科学的になっていない。

比嘉氏の言うことは、EMは「波動」を発するとか、ガソリンに混ぜれば燃費節約になるとか、いろいろな病気がなおるとか、[本書よりもあとだが、放射能を消滅させるとか、] まったくオカルト的なものも含んでいる。比嘉氏は世界救世教(1934年に大本から独立、1984,86年に3派に分裂)の関係者が1982年に設立した「自然農法国際総合開発センター」に助言者としてかかわっている(その信者ではないそうだが)ので、斎藤氏はここにニューエイジ思想とのつながりを見ている。

比嘉氏のまわりでEM商品でもうけている会社はあるが、比嘉氏自身を動かしている主要な動機はEMによる金もうけではないように思われる。しかし、1987年に環境省主導で作られた地球環境財団の理事長になり(1993年)、それを事実上支配したり、向山洋一氏が主導する学校教師のサークルTOSSに環境教育の教材にとりあげてもらうなど、公的なものに食いこむことに熱心である。「資本主義」とはいいがたいが、カルト的であることは確かだと思う。

終章には「カルト資本主義」の特徴がまとめられているが、わたしから見ると、必ずしも一続きでないものをくくってしまっていると思うので、ここで引用するのはやめた。また、斎藤氏は、アニメ「ドラえもん」の作品のひとつの、環境を汚す人間を「神様」がこらしめるという筋に対して、「地球環境のたいせつさを訴えるのになぜ得体のしれない神様の手など借りる必要があるのか」「カルト資本主義者なら、これほど使えるツールはないと発想するに違いない」と言っている。これも敏感になりすぎていると思う。

• 中西 準子, 1994: 水の環境戦略 (岩波新書 新赤版 324)。 岩波書店, 226 pp. ISBN 4-00-430324-9.

わたしはこの著者が水処理・水質の研究者だったころの著書はいくつも読み、1979年の「都市の再生と下水道」については [読書メモ]を書いた。環境リスクの研究者になってからの著書は読んでいない(分担執筆の総論的なものは読んだ)。1994年のこの本は新刊で読んだはずなのだが忘れていて、2011年夏に環境中の物質循環について考えるためにあらためて読むことにした。この本が書かれたときの著者の職場は東京大学の環境安全センターで、キャンパスじゅうの実験室などからの排水の水質を点検したり、対策の指導をしたりすることが職務に含まれていたはずだ。この本は、水問題の本でもあり、リスク論の本でもある。

たまたままんなか付近を開いたら、第3章第2節の小さな活字で組まれた「補論」の、発がん性を「しきい値なし」で評価するか「しきい値あり」で評価するかという議論が目にとまった。2011年夏の日本の世の中では放射線被ばくの発がん性が問題になっており、この本の議論は化学物質の発がん性なのだが、基本は同じだ。微量の原因に対する応答の関係は科学的にはわからないのだが、しきい値ありと仮定してもその数値を合理的に決められないので、リスク評価の際はしきい値なしの直線型を仮定するほうが適切だと考えられる。

序章の第3節「環境問題を考える枠組み」で、「公害問題の認識では地球環境は守れない」と言い、環境問題の分類整理を試みている。必ずしもこの形が最適とは思わないが、このような観点が大事だとわたしは思う。

• 地域環境
  • 生存環境 … 自然(洪水、伝染病など)が人の生存をおびやかす。
  • 公害 … 工業や都市が原因となり、その周辺の人々に害をおよぼす。
• 地球環境
  • 広域環境 … 消費生活が原因となり、公害の場合よりも広く薄く害をおよぼす。
  • 未来環境 … 今の人間総体が原因となり、未来世代に害をおよぼす。

経済と環境保全の兼ね合いは、経済的利益・費用と環境保全・環境破壊の2軸で考えることができる。両方正が望ましく、両方負は避けるべきだ。途上国では生存のためにいくらか環境破壊しても開発が必要なことがある。先進国ではいくらか費用を払っても環境保全をすべきことがある。
また、地域環境保全と地球環境保全がぶつかることもある。その2軸で兼ね合いを考えることもある。

「水循環」ということばで、序章・第1章では自然界で降水・河川・蒸発によって水がまわっていることをさし、第3-5章では人間が排水を浄化して川に出して海に出る前に再び取水して利用することをさしているようだ。

2013年1月までの間にメモをとった論点はたくさんあるが、ここで紹介するのには長すぎる。要点と思われることにしぼる努力をしてみる。大部分はこの本の内容(出版以後に事情が変わったこともあると思う)、部分的にわたしの感想が混ざる。

序章「水循環とは何か」・第1章「世界と日本の水事情」。水資源問題。
淡水は地球上の水のうちで小さな部分だが、循環しているので、持続的に利用可能な資源だ。総合的に考え、総合的に運営するべきだ。人間にとっての優先順位は、まず安全な飲料水を確保すること、農業のために適切な方法で水を確保すること。それから水環境の保護、生態系の保護。

水資源量は降水量ではなく水資源賦存量(降水量-蒸発量)[ほぼ流出量に等しい]で見るべきだ。[天水農業は蒸発していく水の利用なのだが、これは農業用水の需要にも数えられない。] ただし、人口密度の低い国でひとりあたり水資源賦存量が高くてもあまり意味がない。

流出量に対する水使用量の割合はアジアで高い。しかも増加傾向。農業(灌漑)用水の割合が大きい。持続可能でない化石地下水が使われている。大規模分水による環境破壊が起きた(例、アラル海)。ダム開発で住民が土地を追われる(例、ナルマダ川)。どうしたらよいのか? まず水利用効率を上げるべき。農民が費用を負担しない用水ではむだづかいが多い。また、灌漑による塩分・アルカリの害・肥沃度低下を避ける。適正技術(天水貯留も含む)、住民参加が望ましい方向。

日本の国土庁見通しでは1983年から2000年に生活用水・農業用水の需要が1.4倍になるとしているが、ほんとうにそれだけ必要か? 世界の常識では水不足の際には水道水を優先するのだが、日本では水利権が歴史的に固定していてまず農業用水、次に工業用水が優先され、水道水が先に取水制限される。水田に比べれば都市の面積あたりの水消費は少ないので、首都圏などでは水田が都市に変わったことで水は余るはずだが、行政が水利権移転を進めていない。工業用水も余っている。工業出荷額がふえても、新しい産業の水の使用量は少ない。回収率は限界に達していない。廃熱が減ったので冷却水需要は減っている。少なくとも先進国では、今後も需要がのびると見こんで供給をふやすのではなく、自然に近い状態を残そう。

第2章「排水による水質汚濁」。ここでは腐敗性物質(指標はBODやCOD)を話題にする。
「公害国会」のあった1970年から1988年までに、工業起源のBODは1/15になったが、生活起源のBODはほとんど減っていない。合計では1/5。

工場排水対策には工程内処理 (in-process technology)と終末処理(end-of-pipe technology)がある。
日本の紙・パルプ産業の場合を例にとると、工程内処理には、製品の転換と、黒液を回収して燃料として利用したこととがあり、終末処理として排水処理がある。日本ではとくに古紙を原料とするパルプを多く使うようになった(ここでは「製品の転換」に含めている)。これはクリーナープロダクション(廃棄物の発生量が少なく、毒物の使用量が少ない生産技術)の例と言える。環境対策としてend-of-pipe技術よりも望ましい。

生活排水の下水道は工場排水対策よりも高くつく。とくに日本の下水道は経済効率が非常に低い。下水道のない地域で単独浄化槽を義務づけ合併処理浄化槽を禁止したという失敗もあった。
巨大な流域下水道には、 (1) 費用がかかり、供用までに時間がかかる。 (2) 川に水がもどらず、水の使い捨てになる。 (3) 工場排水を受け入れる計画が多いが、これは実質的な浄化に寄与しない。という問題がある。環境からの視点で考えると、処理した水を捨てるのではなく川にもどすべきだ。ドイツでは、1960年代にルール地方でライン川の支流を下水道化してしまったが、自然の川にもどすことになった。
工場排水は生活排水に混ぜず工程内処理をめざすべきだ。
生活排水は、人口密度に応じて、公共下水道、集落下水道、「個人下水道」(合併処理浄化槽)を使い分けるべきだ。日本の現実の行政は公共下水道は建設省、農村集落排水事業は農水省、合併処理浄化槽は厚生省と分かれ、省にまたがって予算をまわせないしくみに問題がある。

第3章「新しい水道水質基準の見方」。
飲料水の安全と、水循環(使った水を川にもどすこと)とは、ときにきびしい対立関係になる。

日本の水道の水質基準は、これまで、水を媒介とする病気の防止を主目的に決められてきた。(このほかに、見た目や味に関する項目、環境規制に連動して有害物と認定されたもの、外国で発がん性が問題になり暫定としてはいったものがあったが。) そして塩素消毒が行なわれ、水質基準に残留塩素下限がある。
これによって、昔よりも細菌感染症のリスクは減少した。ただしウイルスのリスクはよくわからない。反面、塩素が有機物と反応してトリハロメタンなどの有機塩素化合物ができる。トリハロメタンには変異原性が知られており、発がん性が疑われている。1981年にトリハロメタンの暫定基準値が設定され、1992年に東京都金町浄水場にオゾン・活性炭処理が導入された(ただし先に塩素を投入しているのでトリハロメタンなどの生成量はそれほど減少していない)。

1993年12月から、37年ぶりに改訂された新しい水質基準が実施された。ようやく人間の健康への危険性に向き合い、多くの化学合成物質が規制された。残留塩素の上限も設定された。
基準値の根拠について公式説明はないが、WHOにならっていると見られる。
WHOは従来、発がん性物質はしきい値なしで扱い、非発がん性有害物質はしきい値ありで、動物実験による無作用量に安全率をかけたものをADI (一日摂取許容量)としてきた。ところが(1993年現在の)最近、発がん性物質のうち変異原性のない物質は、しきい値ありで考えADIを求めるように変えた。
ADIは食物＋大気＋飲料水に配分されるが、日本では大気分は無視されている。多くの農薬については10%水道、90%食物。スミチオンは3%水道、97%食物。
中西氏はADI方式に賛成しない。無作用量を実験で求めることは現実には不可能だからだ。
中西氏たちの調査例では、TOX(全有機ハロゲン)はトリハロメタンの4-5倍ある。その93/200の内容がわかり、そのさらに88%が発がん性物質である。
農薬については、農水省の「発がん性のある農薬の使用を認めない」というたてまえのために無理が生じているところがある。
有機塩素化合物も、農薬も、たくさんの種類があるが、物質ごとに規制するのは分析のてま・費用がむだになる。同類の物質をまとめて総量規制すべきだ(ECの農薬規制はその方向)。
WHOは途上国に重点を置くので、汚染源はおもに人の生活廃棄物と産業の生産過程の廃棄物が想定されている。日本では汚染源が商品に移行している。それに立ち向かう方法論をさきがけて出すべきだ。

第4章 「『リスク管理』の考え方」。
公害問題と比べて、水道水の場合のような環境問題では、リスクを受ける人数は多いが個人あたりのリスクは小さい。また、因果関係は明瞭でなく推定に頼ることになる。
リスク除去の優先順位は、個人リスクも集団リスクも大きい場合(途上国の水道水質など)、個人リスクが大きい場合(公害、職業病)、集団リスクが大きい場合(地球環境問題)。
制御原則として、ゼロリスク、等リスク (一定の許容レベル)、リスク・ベネフィットがある。
リスクは利益(ベネフィット)と結びついている。医療の検査の放射線などのリスクは本人の健康利益と結びつく。運転者のシートベルトは本人の安全だけでなく社会的費用を減らす。
しかし、リスクの受け手と利益の受け手が、公害型では重なりあわない。被害者の立場ではゼロリスクがもっともだ。しかし水道水の場合は重なり合うので、リスク・ベネフィット判断が適切だ。
地球環境問題(オゾン、温暖化など)では、加害者は現在の人、被害者は未来の人、という構造がある。今の安全性・快適性をめざす社会のありかたに、未来の地球環境保全の立場から制約を加えないといけない。

ADIによる規制の考えかたには無理がある。必要な塩素消毒で生成される物などの場合は、ADIを越えることもやむをえないとしたうえで実際の量に対するリスクを評価すべきだ。他方、個別に無害でも多数の物質が共存した場合の効果はわかっていない。著者はしきい値なしの場合と同様な式を使って合計で評価することを提案している。
発がん性物質を全面禁止すれば、代わりにがん以外の毒性のある物質の使用量がふえるだろう。ADIを越えなくても実質リスクはふえる。たとえば白アリ防除剤は発がん性のない有機リン剤へ切りかえられたが、作業者と防除された家の住民にとってのリスクは減っていない。

水質基準の決めかたは次のようにするべきだ。まず個々の物質について等リスク原則で決める。その基準値が守れないがベネフィットがある場合は緩和する。困難なく基準をみたせればきびしくする。リスク・ベネフィットの調整は密室でやってはならない。
個々の物質の基準値については、発がん物質は直線型で扱うのがよい。
元素は合成物質と別の配慮が必要。自然起源の元素については疫学調査でレベルを設定するのがよい。
まずは、リスクの和を比較すること。将来の課題は、総合リスクの目標値を設定すること。

例として、塩素処理のリスクについて総合的に考えてみる。
浄水場内の消毒はオゾン・活性炭という選択肢があるが、水道水の消毒のための残留塩素にはまだよい代替物がない。残留塩素のための塩素量で発生する物質量の上限値見積もりは、トリハロメタン 10 ppb、TOX 40 ppb、発がんリスク換算 3×10の-5乗。
これよりもリスクを減らすためにコストをかけるかどうかは市民の選択。
原水をきれいにすれば塩素必要量が減らせる。例(金町)の場合はなぜか取水口が他の下水の放流口の下流にあるところ。上流につけなおせば改善される。

みんながよい原水を求めると、ダム建設などで自然破壊を招く。下水処理水を原水にするとTOXが増加し発がんリスクが増加するが、ダム建設を減らせることによる環境保全のベネフィットがある。

第5章 「水環境 — 人間だけ安全ならいいのか」
水道の水質だけをまもるのではなく、水環境の保全をめざすべきだ。
1992年12月の水質環境基準改訂は水道水の水質基準改訂に追随した。これは適切ではない。飲み水の人間の健康への影響ではなく川などの水の魚などの生態系への影響を評価しなければならない。
今のところ日本の工場排水は環境基準が適切でないにもかかわらず生態系に対する害は少ないようだ。その理由は
(1) 製造物としての化学物質に対して規制がある。
(2) 生産工程内で有害物が除去される。
(3) 漁業に影響を与えないという規範(水俣病の教訓)による自主規制がある。
ただし、地下水汚染はひどい。
なお、排水の塩素処理は環境毒性をふやしてしまうだけで水道水の場合のようなベネフィットがないのでよくない。
河川の水質だけを考えれば下流まで下水道をつなげて海に捨てたほうがよいが、河川に水が流れている環境が望ましいと考えて「水循環をする」(小規模な下水道にし処理水を自然の川に出す)と、川に流す処理水の許容する水質を設定しなければならない。
治水対策も、安全を無限に追求できるわけではなく、環境影響との兼ね合いがある。
ただしリスクと便益を受ける人が違うので補償などの社会的措置が必要になる。

生態系の保全のためには何をするか? 暫定的考えとして、自然を見ることが主、実験室で生物に対する化学物質の影響を調べるのが従。

折り返しのあとに詳しい目次をつける。
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• 城田 真琴, 2012: ビッグデータの衝撃 — 巨大なデータが戦略を決める。東洋経済新報社, 303+vii pp. ISBN 978-4-492-58096-7.

「ビッグデータ」ということばがはやっている。わたしは1980年代以来(最近2年間は離れていたが)そのときどきの意味で大量のデータを扱ってきた者だが、どうも話題がつかめない。それで、いくつか出ていた本のうちで、技術寄りだが巨視的なものを選んで読んでみることにした。

Big dataということばの流行のきっかけは2011年5月にMcKinsey Global Instituteが出した報告書らしいが、そのことばを使っていないものの、2010年2月のEconomistのData Deluge (データの大洪水)という特集が重要だったそうだ(この特集はわたしも見たと思うがとくに印象に残っていない)。

Big dataの特徴はvolume, variety, velocityを兼ね備えたものだそうだ。(わたしは単純でvolumeの大きいデータには慣れている。多様性は頭ではわかっているが実地に扱ったものはそれほど多様ではない。変化の激しいデータをリアルタイムで扱うことはとても苦手だ。)

ウェブ上に分散している構造がそろっていないデータから情報を抽出する技術として、Google社の人が2004年に論文にしたMapReduceというものがあり、オープンソースでそれを実行するHadoopというソフトウェアが作られた。これを使うのが今の(技術史的には瞬間の)業界標準のようなものらしい。これとあわせてデータベースが必要だ。従来からのrelational database (RDB, 標準の言語はSQL)も引き続き大事なのだが、これを使わないNoSQLデータベースも使われている。実行時の拡張性をRDBの特徴であるデータの一貫性の保証よりも優先させたいことがあるからだ。データの分析に使われる技法として、統計処理、機械学習、自然言語処理に関するものが列挙されている。

第3-5章ではビジネスへの応用事例がいろいろ紹介されている。
第6章ではプライバシーとの兼ね合いの問題が論じられている。

第7章「オープンデータ時代の幕開けとデータマーケットプレイスの勃興」では、公開されたデータの活用が論じられているが、公開データを提供しているのはおもに政府だ。アメリカが進んでいて日本は遅れているという論調だが、アメリカ合衆国は計算機などない昔から政府のデータを公開する原則があったので、むしろ比較対象としてはそれ以外の国を見るべきだと思った。また、著者は政府がデータを公開すれば新しい産業が育つと論じているが、政府がデータを提供したこと自体で人々の欲求にこたえた場合は、国民の幸福への貢献にはなるが、産業の拡大への貢献にはならないこともあると思う。それから、本書は一貫して民間の立場に立っているのはよいとして、政府に対してはデータを公開することを要求するばかりで、その費用をどうまかなうのかが論じられていない。政府のデータに対して国民に知る権利があることは筋としてもっともだと思うし、データ収集の費用は支払いずみだとしても、公開するというサービスには手間がかかるのであり、アメリカ政府は昔からそのための部署に人を配置しているのだ。増税やむなしとするか、政府の業務から何々を削ってもこれをやれと言うか、まで考えてくれないと実現がむずかしいと思う。

第8章「ビッグデータへの備え」ではどちらかというと企業経営の立場からの考えかたを述べている。その中で、「データサイエンティスト」という専門職種の人が必要だという。「統計解析や機械学習、分散処理技術などを用いて、大量のデータからビジネス上意味のある洞察を引き出し、意思決定者にわかりやすく伝えたり、データを用いた新しいサービスを作り出せる人材」だそうだ。そのあとの説明を見ると、Hadoopなどのソフトウェアの設定・運用ができるとともに、Rなどを駆使して統計処理プログラムを臨機応変に組める人を求めているようだが、そんな人はなかなかいないと思う。得意分野の違った複数の人からなるチームを組むことを想定しているのだろう。

• 常田 佐久, 2013: 太陽に何が起きているか (文春新書 888)。 文藝春秋, 204 pp. ISBN 978-4-16-660888-1.

2009年ごろから太陽の状態に異常と思われることがあり、2012年になって人工衛星「ひので」の観測で磁場の異常が明らかになったことはたびたび話題になった。それで「気候が寒冷化する」という予想の話を見かけたので、[別ブログ2012-07-13の記事]やそこから参照されている以前の記事でコメントした。もう少し詳しく知りたいと思っていたら、2013年1月に「ひので」の研究代表者である常田氏による新書本が出たのでさっそく買って読んだが、あまりメモをとらなかった。気候の授業で太陽放射の話をするにあたって読みなおしている。

第1章「太陽の異変」。太陽黒点周期がふつう11年なのだが今回はのびている(極小からの回復が遅れている)。磁場の2重極(双極子)成分が弱くなりむしろ4重極が主になっている。ここまではすでに知っていたが、わたしにとって新しい知識だったのは、1670-1715年のMaunder極小期には、黒点が少ないだけでなく出現場所が南側の低緯度に限られるという特徴があったこと(文献 Sokoloff and Nesme-Ribes, 1994)だ。それが、著者が、太陽が今Maunder極小期に似た状態に向かっているのではないかと(仮説的に)考えるおもな根拠らしい。

• (細かいことだが18ページに「ベルン天文台長ウォルフ」とあった。チューリヒではなかったかと思ってちょっと調べたら、Wolfは1855年にベルンからチューリヒに移ったのだそうだ。)

第2章「太陽は磁場の星」。基礎的知識。太陽の層構造: 中心核、放射層、対流層、光球、彩層、コロナ。太陽磁場の原因は放射層と対流層との差動回転と考えられている(放射層は一体として回転していると考えられている)。黒点の形成は対流層表層(光球付近)の磁場の緯度による差動回転に伴って起こる。フレアは磁力線のつなぎかえによって起こる(著者が衛星「ようこう」の観測による証拠を1996年に示した)。フレアは人間社会の電力網や通信網に影響を与えるので「宇宙天気予報」が必要になった。1994年に「ようこう」の観測によって柴田一成氏が警告を出しNOAAを経てアメリカの電力会社が被害を予防できたことがある。

第3章「『ひので』が見た太陽」。「ひので」では、X線、紫外線、可視光を観測する。可視光は地上でも観測できるが高い空間分解能を得るためには大気によるゆらぎを避けられる衛星観測が有効なのだ。そして、偏光の観測をすれば海野和三郎氏の1956年の理論によって光球での磁場の強さと向きを知ることができる。この観測で黒点の形成や崩壊の過程がわかってきた。コロナの加熱に小さなフレアとAlfven波の両方がかかわっていることもわかってきた。

第4章「衛星開発の現場」。常田氏は本書出版よりあとの2013年4月にJAXAに属する宇宙科学研究所の所長になったが、それまでの表向きの経歴はずっと天文学者だ。しかし、博士課程の院生のときにASTRO-A「ひのとり」にかかわったのをかわきりに、 SOLAR-A「ようこう」、SOLAR-B 「ひので」、計画中のSOLAR-Cと、人工衛星による太陽の観測にかかわっている。天文学者といえば従来は理論家か(地上の)望遠鏡で観測をする人がほとんどだったのだが、著者は新しい種類の天文学者なのだ。

中学生のころは電気技術者になりたいと思い、大学では磁気とプラズマに関心をもってその事例として太陽について研究することにしたのだそうだ。修士課程では理論研究をしたが進路に迷ったとき、教授から宇宙研の衛星にかかわることを勧められ、電気メーカーの就職面接に行ったら役員から衛星をやってから来てほしいと言われたそうだ。著者より少し上の世代に、天文学にとって衛星という手段が重要だとは思いながら、自分では扱いかねて人材を求めていた人がいた、という時の運があったと思う。(少し事情が違っていたら学者になっていなかったかもしれない。メーカー側で観測にかかわっていた可能性もあるが。) それから著者が手がけてきた仕事は、メーカーや外国研究機関との共同作業であり、交渉ごとにも強くなったらしい。

「ひのとり」は硬X線を観測した。パルサーなどで成功したX線天文学の太陽への応用だった。「ようこう」では軟X線の観測を加えた。この技術はアメリカが先行していたので、アメリカとの共同開発にしたが、アメリカのメーカーの担当する機器の精度がたりなかった。メーカーの日本法人のおかげで成功にこぎつけた。「ひので」ではさらに可視光の偏光の観測を加えた。地上で実績のある望遠鏡メーカーに宇宙に適応させるための開発をしてもらった。

第4章「太陽活動と地球環境」。Maunder極小期が「小氷期」にあたることから、もし太陽の磁場が4重極が主である状態が続けば気候は寒冷になると著者は予想する。因果関係の候補としては、可視光を主とする太陽放射のエネルギー量の変化、紫外線部分の変化、太陽磁場・宇宙線・エーロゾル・雲・太陽光反射という因果連鎖(Svensmark説)を並列にあげる。(地球の磁場や電流系を通じた因果関係も考えられると思うが述べていない。) 太陽放射のエネルギーについては、Maunder極小期の推定値を具体的に示すわけではなく「もし1%少なかったら気温は1℃くらい低いだろう」という大まかな議論をしている。宇宙線説については、CERNで行なわれたCLOUDなどの実験で言えることの不確かさは注意深く述べている。

しかし、地球科学の話題になると、著者の不注意か知識不足と思われることが目につく(次に列挙する)。天体物理と機器開発・運用という複数の専門をこなしている人に、さらに別の専門の見識を求めるのは酷なのかもしれない。著者のまわりに議論の相手が必要だ。

• 174-175ページで、図32の説明文で「北半球の平均気温」と書いてあるのと同じ数値を、本文では「ヨーロッパの平均気温」として参照している。どちらかがまちがいのはずだ。また、この図を使った議論では、京都の冬の気温と北半球平均気温が振幅は違っても同じ寒暖の傾向をもつことが当然とされているようだが、現実はそう単純ではないと思う。
• 宇宙線説に関連してはSvensmarkの低層雲が大事という主張をまにうけて、図35に「宇宙線の強度」と「低層雲のカバーする面積」のグラフを示している。このグラフの出典としてSvensmark and Friis-Cristensenの1997年の論文があげられているが、グラフには2005年までデータがあるので、(おそらくSvensmarkたちによって補足されたものだと思うが)その論文の図そのものではありえない。
• これは第1章だが、29ページで、地球磁場の逆転に関して、「最後に反転したのは更新世、約180万年前から1万年前」と言っている。逆転がいつ起きたかは少し調べればわかるはずで(逆転と認定するかどうか微妙な事例もあるようだが)、2桁も違う数値をならべたままなのは、この問題に関心が薄いとしか思えない。「更新世」の定義が変わって「約260万年前から」になった、という件もあるがこれは相対的には細かい問題だ。

また、著者は、「暗く若い太陽のパラドックス」に関して、暗くなかったという仮説を示している。恒星進化の「標準太陽モデル」よりも初期の質量が5%多かったとすればよい。その質量が失われたしくみを考えなければならないが、今ある規模の大フレアやコロナ質量放出がもっと頻繁にあれば可能だということだ。

文献

• Sokoloff, D. and Nesme-Ribes, E., 1994: The Maunder minimum: A mixed-parity dynamo mode? Astronomy and Astrophysics, 288, 293-298.

• Q. Ethan McCallum [編], 2013: Bad Data Handbook. Sebastopol CA USA: O’Reilly Media, 245 pp. ISBN 978-4-449-32188-8.

【この本の存在は、たぶん奥村晴彦さんのtweetで知ったと思う。データ屋としては読むべき本かとも思ったが、実物を見てから決めようと思った。ところが5月3日にまた奥村さんのtweetで、O’Reilly社が電子書籍を1日だけ半額(合計額によっては6割引き)にするというニュースがはいった。電子書籍にコピー防止のしかけをしないようにしようというキャンペーンなのだそうだ。それで、この本を含めて迷っていた数冊を電子版で買ってしまうことにした。電子書籍の形式はePubが本命だと思っているのだが自分の準備ができていないのでPDFにした。】

業務データを活用しようとしている企業や、そのためにソフトウェアを開発している人たちを読者として想定した本だ。Handbookという題名からは体系的な教材を想像する。初めのほうの2-5章と終わりの19章の構成はその期待に合っていると思うが、中間は、個別の経験の話題と、総論とが入りまじっている。

以下、章ごとの覚え書き。大部分はわたしなりの要約で、少し自分の感想。

1. Setting the Pace: What Is Bad Data? /著者名なし。おそらく編者。
われわれ(著者)の目的はデータではなく、データからinsightを得ることだ。
ここでいうbad dataには技術的なもの(値の欠損、形式の正しくない記録、変な形式)もあるが、それに限らず、仕事をややこしくする要因となるデータをいう。
続いて各章の紹介がある。ここでは章のグループを特徴づけることばをそのまま紹介しておく。
Guidance for grubby, hands-on work (2-5章)
Data that does the unexpected (6,9章)
Approach (8,7,10,11章)
Data storage and infrastructure (13,14,12章)
The business side of data (16,15章)
Data policy (17-19章)

2. Is It Just Me, or Does This Data Smell Funny? /Kevin Fink
データ処理の手順を追って、どういう困りごとが起きうるか、どう対策するかを述べる。
-データ媒体が物理的に読めないという問題もあるが、ここでは深入りしない。
-データの構造を知る。縦横表型txt (csvを含む)、XML, JSON, Excelが多い。著者はExcelのファイルはタブ区切りテキストに変換して使っている。
-必要なフィールドを抽出する。PerlにはCSV, XML, JSONそれぞれを読むライブラリがあるので、それを使って切り出す例を示している。
-各フィールドの値はフィールドの定義にてらして有効なものか?
-数値フィールドの最小値・最大値などは現実的か? (このチェックは自動化可能。ただし数量の単位に注意する必要がある。)
-文字フィールドの値の統計的要約。頻度ごとのヒストグラム。sort, uniq, awkを利用する例。
-数値の頻度のヒストグラムを見る。数値を得たもとのアルゴリズムに疑問が生じることもある。
-数値の時系列グラフを見る。例としてWikipediaのpage viewのデータの場合。明らかなまちがい、現実の曜日依存性、データの重複、現実と思われるピーク、現実かデータ部分欠損か不明の谷が見える。

3. Data Intended for Human Consumption, Not Machine Consumption /Paul Murrell
データがExcelのワークシートファイルで提供される場合、それは人が見てわかりやすいように作られた表であることが多い。機械処理のためには、relational databaseでいう正規化された表にするべきだ。
また、複数のワークシートファイルに分かれているデータを扱うのはてまがかかる。
著者はRでプログラムを書いて変換処理した。
なお、日本では、Excelが罫線入りの文書を作るための道具として使われるので、本書の例よりももっと扱いにくいものがたくさんある。

4. Bad Data Lurking in Plain Text /Josh Levy
テキストファイルであっても、文字コードの問題がある。また、URL encoding, HTML encoding, SQL escapingなどが混ざることがある。著者は対策のプログラム例をPythonで書いている。

5. (Re)Organizing the Web’s Data /Adam Laiacano
ウェブ上のデータをどう使うか。
データはサーバー上ではrelational databaseにあるがそれは外からアクセスできないのがふつうで、頼めば提供してもらえる場合もある。すでに整理されて公開されたり売られたりしていることもある。またAPIで提供されていることもある。その出力フォーマットはJSONかXMLが多い。
しかし、ウェブページに人が読むために表示されたデータを収集しなければならないことも多い。その場合、URLを構成し、ウェブページを取得し(ローカルコピーを作り)、解読(parse)し、前からのファイルに追加する、という仕事がある。この4つのステップは区別して実行するべきである。ウェブサイトの構成が変わると取得または解読が失敗することがある。
データ取得の段階は次のような場合がある。
-単にダウンロードすればよい場合は簡単だが、ネットワークの不正利用と思われないように注意が必要なこともある。
-フォームを埋めてダウンロードを指示する必要がある場合もある。著者はブラウザのプラグインを使って自動化した。
-やっかいなのはFlashでグラフが示されているサイト。著者はAppleScriptでSafariブラウザを制御しスクリーンショット画像をとりあとで色判別解析したそうだ。

6. Detecting Liars and the Confused in Contradictory Online Reviews /Jacob Perkins
店などの紹介をするウェブサイトをやっている。ユーザーからの投稿が本気か、うそか、混乱したものかの判断をしたい。用語から、よい感情をあらわすものと、悪い感情をあらわすものを定量的に取り出し、論旨とてらしあわせることが、助けになる。
書評の場合を考えてみると、本に対する反発と、本で書かれている対象に対する反発を語彙処理だけで区別することはできないと思うが、著者は本を扱っていないらしい。

7. Will the Bad Data Please Stand Up? /Philipp K. Janert
この著者は「データが悪いのではなく、それを扱う方法が不適切なのだ」という主張を持っている。
最初の例は、品質管理の問題。まれな異常値を検出するのに確率プロットを使う。確率分布はひとまずGaussianを仮定したら、はずれと判定されることが期待に比べて多すぎた。そこで工場を見に行ったら、製造上の品質問題と別に、測定をしようとして製品をこわす事故がときどきおきていた。安上がりな自動チェックは困難であることがわかった。
2番めの例は電話着信回数のヒストグラム。Poisson分布にあてはまるかを調べた。 一連のやりとりがあったとき最初のものだけを数えればあてはまる。つまり最初のものと続きのものは別の母集団に属すると見られる。
3番めの話題は、利用頻度の統計で、平均値に対応する典型的利用者はいないことが多いということ。利用頻度がべき分布のときなど。
問題点が見落とされてしまう原因には、願望思考、じみな仕事を嫌うこと、統計的・計算的方法の前提を意識しないこと、がある。
データは目的ではないので、データ自体よりもそれをもたらしたシステムについて考えるべきだ。

8. Blood, Sweat, and Urine /Richard Cotton
同じ組織の中でも化学実験室の文化は情報処理技術者の文化と違うことが、1週間滞在してみてわかった。
化学実験室ではデータを人がチェックしていた。2人でチェックしないデータは無効とするという品質管理をしていた。ところがその手順として、まずExcelに入力し、あらためてデータベースに手入力していた。(情報処理技術者から見れば、自動化したほうがまちがいが減らせることは明らかだ。)
データベースは化学研究者自身が管理していた。(データを支配したいという思いがあるようだが、データ管理の部署にまかせたほうがよい。) そのせいで、古い設計のまま、データ量が大きくなっていた。
古い設計の問題点のひとつだが、数値と指定されたフィールドに「欠損」や「検出限界未満」を入れようとして、同じ状況が作業者によって違った値で入力されていた。データベースのデザイン時に、論理変数のフィールドを別に作り、数値フィールドでは0を禁止するのが適切だ。しかし、すでに0が入力されたデータベースで0を無効にすると検出限界未満の測定値が除かれて偏ったサンプリングになってしまう。
実験条件は文字列を各自が自由に入力したので同じ意味の表現が複数できてしまってわかりにくくなっていた。フィールドに入れることのできる値を限定すべきだ。
データのチェックは、データ取得時、データベース入力時、解析時にくりかえしすべきだ。
変数の型のチェックが自動でなされるのがよいが、そうでなければ意識してする必要がある。
数量の単位のチェックも必要。データベースの変数名に単位を組みこんでしまうと、作業する人のかんちがいが減らせる。
プログラムは一定のスタイルで書くこと。内容を表わす名前をつけよう。
表計算ソフトウェアには次のような欠点があるので頼りすぎないこと。数値計算の精度。式か数値か区別がつきにくいこと。修正後の再解析の手間。

9. When Data and Reality Don’t Match /Spencer Burns
現実の対象をidentifyすることのむずかしさの例。ニューヨーク証券取引所の会社コードは、現在のidentityだけを考えたもので、時系列的に使えない。過去に使われたコードが別の会社に再利用されることがある。また、合併や破綻再建でコードが変わる際に、法的継承者は追跡できるが、それが実質的業務やブランドの継承関係と違うことがよくある。
株価の数値を不連続にする要因としては合併のほか株分割もある。しかし株価は現実に奇妙な変動をすることもある。

10. Subtle Sources of Bias and Error /Jonathan A. Schwabish
著者は行政データ、とくに社会保険に関する台帳データを使ったことがある。この行政データには、個人情報保護のため解析に提供されない項目がある、所得の情報が報告・名寄せされたものに偏る、という欠点がある。しかし、社会調査(アンケート)のデータには、「思い出せない」などの理由による欠損に由来するデータの質の問題、サンプルの偏り(たとえば調査活動に関心のある人のほうが回答率が高い)の問題がある。

11. Don’t Let the Perfect Be the Enemy of the Good: Is Bad Data Really Bad? /Brett Goldstein
現実のデータはいつも完全ではない。ランダムサンプリングができないことが多い。
例として、警察が受けた通報の記録。行ってみてだれもいなかった場合、犯罪になる事件がほんとうにあったのか不確実だ。しかしそういうデータをみな無効扱いしていたのでは始まらない。不完全であることを意識しながら使う。

12. When Databases Attack: A Guide for When to Stick to Files /Tim McNamara
(著者は修士論文のためにインターネットからデータを集めて70GBのデータベースを作ったが、インデックスを作るのに時間がかかりすぎるため結局使えず、修士論文は別の材料で書いた、という経験があるそうだ。)
データベースというべき内容であっても、データベースソフトウェアを使わずにファイルで扱ったほうが安全なこともある。
そこで利用可能ないろいろなデータフォーマットを概説している。
とくに、インターネット上の情報交換ではJSONというフォーマットが使われることが多いが、人が読み書きするには、JSONはまちがえやすく、YAMLのほうがよいそうだ。

13. Crouching Table, Hidden Network /Bobby Norton
課題は企業のコスト配分。支出と予算の事業項目とを関係づけるのだが、関係は直列ばかりとは限らず、「グラフ」構造がある。こういうものをrelational databaseでは扱えなくはないがややこしくなる。Graph databaseという形で扱うのがよい。それを操作するソフトウェアに Gremlinというものがある。

14. Myths of Cloud Computing /Steve Francia
クラウドは有用だが、万能であるかのような宣伝はまちがいだ。専用サーバーのほうが得なこともある。著者が経験したさまざまな例を、急成長する一つの企業にたとえて論じている。
データ量が多くなると入出力がネット越しでは遅くなる。停電などによるシステム故障からの復帰にvirtual machine再構築が必要なことがある。地理的分散は、停電などの対策としては望ましいが、情報伝達時間の問題がある。statelessのサービスは分散しやすいがstatefulなデータベースは分散しにくい。時間あたりのサービス件数がふえるとデータのコピーを持って分散処理をする必要が生じるが、データ内容の整合をとる負担がふえる。この規模になると、同じperformanceを得るのに専用サーバーよりもクラウドのほうが費用がかかる。(設備費用から運転費用に移るのが企業としてはうれしい場合もあるが。) 今後の技術の発達で事情が変わる可能性はある。

15. The Dark Side of Data Science /Marck Vaisman
データを扱う技術や体制に関するべからず集。原文では見出しが「べし」の形で書いてあるが、著者が言いたいのはその否定だ。ここでは著者が望ましいと考えていることを「べし」の形で紹介する。
-データ取りこみの際に一貫した処理をすること。発見しにくい例として、スペースとタブの混在があげられている。
-データの欠損はないものと仮定せず初めから考えておくこと。
-データが日付ごとに分類されているように見えても、前後の日のデータが含まれることがよくある。
-実運用と研究開発は期待される確実性が違うので計算機システムを分けたほうがよい。研究開発用のシステムでは研究者にツールを追加できる権限が必要。
-解析のための解析ではなく、目的を考えた解析をする。
-知識を共有する。
-データサイエンスは強力ではあるが万能な人はいない。
-データサイエンティストがいる場所はまちまち。ともかく会社全体の中での位置づけが必要。

16. How to Feed and Care for Your Machine-Learning Experts /Pete Warden
機械学習のプログラム開発を専門家にアウトソーシングした事例だというのだが、懸賞の形をとって、プログラム発注より安くすませている。これは同じことをまねするところがふえるとできなくなるだろうと思う。なお、機械学習のトレーニングセットとテストセットを作る段階は作業者を雇って手間をかけている。
事例の課題は写真が旅行雑誌向けに「よい」かどうかの判断なのだが、写真を見た評価と写真の説明文にあることばによる評価との相関が高かったので、説明文の用語から「よさ」を判断する問題にしてしまっている。

17. Data Traceability /Reid Draper
あちこちから集めた情報で構築したデータベースの質をよくするためには、データを情報源にさかのぼれる形で持つべきだ。音楽の購入を勧めるためのデータベースについての経験に基づいて、注意すべき点を述べている。
-情報源のサイトの内容が変化する。手もとに変化しないコピーを持つことにする。取得した日付をつけて区別して管理する。
-加工結果データに材料データのsource情報を引き継ぐ。
-情報源に信頼度などによる重みづけをする。
-まちがっている材料データを除いて加工しなおす。
-問題が起きたら原因が情報源にあるのか加工にあるのかをはっきりさせる。
-データ処理の問題点を見つける。

18. Social Media: Erasable Ink? /Jud Valeski
FacebookやTwitterなどのsocial mediaは、書きこんだ利用者が書きこみを取り消す機能を持つようになった。しかし、そのデータは再利用されている。もとが消えているのに先が残っているbad dataができる。
書きこんだデータはだれのものかという権利問題もあるが、サービスプロバイダには利用者の希望にそいたいという動機はある。しかし、上流から変更通知をしただけでは、下流で受けて対応するかどうかが不確実だ。下流の応用プログラムが上流に記録の存在を問い合わせてからデータを使うように作ってくれればよいが、常にそうできるとは限らない。利用者は取り消しが完全にはできないことを覚悟する必要がありそうだ。

19. Data Quality Analysis Demystified: Knowing When Your Data Is Good Enough /Ken Gleason and Q. Ethan McCallum
Bad dataを捨てるのか、受け入れるのかの決断が必要になる。
直観に頼ったのでは、微妙な問題をとらえきれない。まちがうこともある。過去の経験に依存する。
「data quality」のわくぐみで考えよう。
“Complete” … 問いに対して必要なものがそろっていること。これから問いそうなことを含む。
-総数がわかっている場合とそうでない場合
-数量の完全さと構造情報の完全さ
-完全なチェックが現実的にできないこともある。その場合はサンプリングによるチェックになる。
-不完全なデータをどう使うかの選択をせまられることがある。
“Coherent”
-Relational databaseではreferential integrity checkが可能だが、データ入力時にははずすこともある。
-値のintegrityの問題。具体的に満たすべき条件は対象依存。
“Correct”
-数値の確認は実利用段階かもしれないが、
-たとえば時刻の順序が正しいかの確認は先にやっておいたほうがよい。(時計修正が必要なことも。)
“aCcountable” … データの責任者はだれか?
-取得-加工-利用の鎖がトレーサブルになっていること。
-意思決定に使う人から、あるいは監査者から、問われる。
-個人情報のビジネス利用については、たとえばカリフォルニア州では州法によって追跡可能にする義務がある。
-問いに答える際に人がボトルネックにならないように構造を設計しておくべき。
-データ源、使用条件を記録する。
-オリジナルデータと変更記録を保存する。
-自分がどんな変更をしたか確認する。
-監査資料を提供できるようにしておく。
-Supply chainを認識し、もとデータが変更されたら派生物も変更できるようにする。
-だれがどのようなアクセスができるか理解する。理想的には、アクセス方法を限定し監査可能にする。少なくともだれが書いたか記録する。
本来の仕事とは区別して、データの質のチェックを考えよう。
まだチェックされていない(目標が決まっていないのでできない)データを、それと意識しよう。

自分の仕事をふりかえってみると、データの問題点にはいつも注意しているつもりだが、系統的な対策はほとんど実践できていない。目標が決まっていない試行錯誤的なデータ観察が多いのでしかたがない面もあると思う。データを発信する場合や、作業をほかの人に引き継いでもらう場合には、トレーサブルな体制を組むべきなのだが、その道のプロに頼んで組んでもらうしかないかもしれない。

• 筆保 弘徳, 芳村 圭 編著, 稲津 將, 吉野 純, 加藤 輝之, 茂木 耕作, 三好 建正, 2013: 天気と気象についてわかっていること いないこと — ようこそ、そらの研究室へ。ベレ出版, 277 pp. ISBN 978-4-86064-351-5.

章構成と執筆分担は次のようになっている。
1. 温帯低気圧の研究 /稲津 將 (いなつ まさる)
2. 台風の研究 /筆保 弘徳 (ふでやす ひろのり)
3. 竜巻の研究 /吉野 純 (よしの じゅん)
4. 集中豪雨の研究 /加藤 輝之 (かとう てるゆき)
5. 梅雨の研究 /茂木 耕作 (もてき こうさく)
6. 水循環の研究 /芳村 圭 (よしむら けい)
7. 天気予報の研究 /三好 建正 (みよし たけまさ)
章の題名だけではわかりにくいが、芳村氏の話題は水の酸素や水素の同位体を使った研究、三好氏の話題は「データ同化」(雑に言えば、観測データを予報モデルにとりこむ方法)の研究が主になっている。

副題にあるように、気象つまり空(そら)で起こっていることについて研究している人たちが、まだほとんど気象学の話を聞いていない読者に向かって、自分たちはどんな主題にとりくんでいるのかを紹介している本だ。著者は、加藤氏(40代)を別とすればみな30代で、研究者としては若手と言えるだろう。本題もまちがいではなく、7人それぞれの主題について、その分野の研究者の間では常識となっていること、最近の研究によってわかったこと、これからの研究課題と考えられていることが論じられているのだ。ただし、何がわかって何がまだわからないのかを形を整えて論じたものではない。

また、かこみ記事では、著者それぞれが今の主題を追求しようとしたきっかけなどの体験談をのせている。吉野氏とたつまき、筆保氏と台風との出会いは小説よりも奇と言えるだろう。また、吉野氏は岐阜大学で気象業務法に従った気象予報の提供を始めた話、三好氏はアメリカの研究指向の大学院(具体的にはMaryland大学の大気科学)のようすについても書いている。

最初の稲津氏の章では、いきなり「気候系」ということばが出てくるので、多くの読者はまごつくと思う。「気候システム」と言ってくれればわかる、という人は少しはいるかもしれない。いずれにしても気候については本書はじゅうぶんカバーしておらず、興味のある人は別の本に向かう必要がある。温帯低気圧についての基本的なことは第1章の第2節に書いてあるので、まずそれを読んでから第1節にもどれば、著者が温帯低気圧の発生の条件を左右するものとして海洋の水平温度差の大きい部分に注目しているという趣旨はわかるだろうと思う。

• George DYSON, 2012: Turing’s Cathedral: The Origins of the Digital Universe. New York: Pantheon Books.
• [日本語版] ジョージ・ダイソン 著, 吉田 三知世 訳 (2013): チューリングの大聖堂 — コンピュータの創造とデジタル世界の到来。早川書房, 648 pp. ISBN 978-4-15-209339-2. [わたしはこの版を読んだ]

著者は科学史家だそうであり、情報の出典を示す巻末の注は細かくつけられているが、文章の書きぶりは文芸的ノンフィクションという感じがする。題名に出てくるTuringは、全18章中の第13章の主役ではあるのだけれど、本全体の主役といえる人がいるとすればそれはJohn von Neumann (もともとハンガリーの人だがアメリカに移住してからの名前で示す)だ。しかしむしろ主役はプリンストンのInstitute for Advanced Study (IAS、高等研究所)、少ししぼれば計算機のために建てられたその別棟なのかもしれない。著者は1950年代からIASに勤務していた物理学者Freeman Dysonの息子であり、子どもとしてその場所を知っていたのだ。

IASの計算機のプロジェクトの中に数値天気予報があった[Harper (2008)の読書ノート]。わたしの師匠のひとりの岸保(Gambo)勘三郎博士もそれに参加したのだが、もうその話を聞くこともできなくなってしまった。その状況をもっとよく知りたいと思ったので、この本を買って読むことにした。第9章「cyclogenesis (低気圧の発生)」の気象シミュレーションに関する内容はわたしにとってはだいたいHarperの本などで知っていることだった。しかし、IASができたいきさつ(第3章)や計算機関係の研究が進んでいたころのそこのようすは参考になると思った。

なお、著者は気象と気候の予測の問題をはっきりと区別していないようだ。それは1950年代の問題意識を正しく伝えているのかもしれない。予測可能性の議論は1955年の会議(記録が出版されたのは1960年だが)の話題にその後のLorenzのいわゆるカオスの話を加えているだけなので、数値天気予報の1か月程度への延長は不可能であり、気候の予測についても(気象予測の延長という発想に立つ限り)懐疑的になるのも当然だろう。しかし著者はvon Neumannの論調を引き継いで、人は巨視的気象(むしろ気候をさすようだ)を予測できなくても、コントロールできるかもしれないと期待する。わたしから見ると、コントロールということばの意味にもよるが、集団としての人間の能力に期待しすぎという気がする。

von Neumannが亡くなるとまもなくIASでの計算機プロジェクト(数値天気予報も含む)は終わりになり、それに参加したほとんどの人は別のところに移った。続かなかった理由として、IASを支配する人々がそこは基礎科学(むしろ文科系も含めた学術)の場であり機械を扱うような工学的な仕事の場ではないという価値観を持っていたからだという考えがあり、本書の論調もそのように読める。しかし、本書を読むと、von Neumannは、数値天気予報と並行して、核兵器とくに水素爆弾の開発に深くかかわっていたことがわかる。原子力委員会からは排除されたOppenheimerを所長職にとどまらせたIASの支配的価値判断では、軍事研究は追放されるべきであり、von Neumannがかかわった仕事全体がそうみなされても無理もないという気も(わたしには)してきた。

von Neumannはキリスト教に改宗しているがもともとユダヤ人なのでナチに対する憎しみが強いのは当然だと思うが、冷戦時には同様な憎しみをソ連に対して向けていたように思われる。ナチのドイツとソ連を同一視したとは思えないのだが、貴族の称号(ドイツ語形ではvonに置きかえられている)を名まえにつけるような家庭に生まれ、子どものころKUN Bélaの共産主義政権で生活が混乱しそれが崩壊して安堵したという経験もあるので、若いころから変わらず共産主義を敵視していたのだろうか?

計算機を使ったさまざまな研究のうちで著者の興味がいちばん向かっているのはBaricelliによる生命のモデルのようだ。von Neumannのもうひとつの業績である自己複製オートマトンの理論と関係があるだろう。これについてはわたしはよくわからないが、わかりたいという意欲がわくこともない。

• 中根 美知代, 佐藤 賢一, 小山 俊士, 三村 太郎, 矢島 道子, 中澤 聡, 隠岐 さや香, 河野 俊哉, 有賀 暢迪, 溝口 元, 大谷 卓史, 2009: 科学の真理は永遠に不変なのだろうか –サプライズの科学史入門–。 ベレ出版, 279 pp. ISBN 978-4-86064-236-5.

科学史という学問分野への入門書。 科学が発達してきた歴史の中のできごとに関する「常識」を疑う、という趣向の事例をならべている。疑われた「常識」の源は、しろうとの浅い考えによるもの、当時はなかった現代の科学の枠組みによる解釈、かつては専門の科学史家も正しいと思っていた(が研究が進んで否定された)ものなど、いろいろな場合がある。結論は必ずしも「常識」の単純な否定ではない。たとえば「ユークリッドの原論」は、明治以後の日本でいう「幾何」(英語でいえばgeometry)だけの本ではないのだが、漢語で使われ始めた当時の「幾何」ということばは「原論」で扱われた数学全体を意味していたらしいのだ。

1. ユークリッド『原論』は『幾何学原論』なのだろうか? / 小山 俊士 (こやま しゅんし)
2. 科学はヨーロッパから生まれたのだろうか? / 三村 太郎 (みむら たろう)
3. コペルニクスは地動説を証明したのだろうか? / 矢島 道子 (やじま みちこ)
4. ニュートンは運動方程式 F = m aを書いたのだろうか? / 中澤 聡 (なかざわ さとし)
5. 科学者はいつから存在していたのだろうか? / 隠岐 さや香 (おき さやか)
6. 酸素はラヴォワジエによって「発見」されたのだろうか? / 河野 俊哉 (こうの としや)
7. エネルギー保存則を発見したのは誰だったのだろうか? / 有賀 暢迪　(ありが のぶみち）
8. ダーウィンは生物学者としてビーグル号に乗ったのだろうか? / 溝口 元 (みぞぐち はじめ)
9. 江戸時代の日本人は「科学」を知っていたのだろうか? / 佐藤 賢一 (さとう けんいち)
10. 世界初のプログラムは20世紀に書かれたものだろうか? / 大谷 卓史 (おおたに たくし)
11. 科学の真理は永遠に不変なのだろうか? / 中根 美知代 (なかね みちよ）

表題の問いは総論的な最後の章で論じられているが、これは「科学が知ろうとする(正確に知ったとは限らない)自然自体の規則性は不変か」という意味ではなく、「人々が科学的に正しいと思っていることは不変か」という意味らしい。そうだとすれば、時代とともに変わっていることは明らかだ。この自然科学的認識の変化といちおう別の問題として、科学史的事実認識も変わることがある。

執筆者には30代の研究者としては若手の人が多く起用されており、出版当時20代の博士課程大学院生だった人もいる。だから当然かもしれないが、出版後3年ほどの間に所属が変わった人が多い。

わたしにとっては、事実としてはすでに読んでいた本で知っていることが多かったが、整理して述べられているのがありがたいと思うことが多かった。

あとは、この本の評価をめざさず、わたしの関心が向いたところを2つとりあげて述べる。

科学の総論的なところでは、科学者という職業のありかたを考えているので、第5章「科学者はいつから存在していたのだろうか」が興味深い。答えはひとことでは述べられない。科学を研究する人がどうやって生活費を得るか、科学的知見を交換する制度、科学を教育する制度などが、それぞれ発達してきた歴史があるのだ。この章は隠岐氏の博士論文をふまえた総論と思われる。(博士論文を磨いたものは本書よりあと2011年に「科学アカデミーと『有用な科学』」として名古屋大学出版会から出版されている。わたしはまだそちらはめくっただけで実質読んでいないのだが、いずれ読みたいと思っている。)

各論のうちでは、(自然科学の教育として)エネルギーという主題について授業しているので、第７章「エネルギー保存則を発見したのは誰だったのだろうか？」が興味深い。有賀氏が博士論文として取り組んでいる研究は本書で言えば4章に出てくる18世紀の力学の発達であり、7章の話題は19世紀でその直接の対象ではないのだが、科学史の教育・普及を意識して取り組んだのだろう。エネルギー保存則を「発見」した人として10人あまりの人をあげた議論はKuhnの「本質的緊張」のひとつの章にあり、有賀氏の議論もそれをふまえているのだが、Kuhnの専門家向けの文章よりもわかりやすくなっていると思う。「発見」というのはあまり適切な表現ではなく、「エネルギー保存という概念が形成された」と言ったほうがよさそうだ。人によって、考えの糸口は、熱機関だったり、電気モーターだったり、人や生物の生理学だったり、さまざまな現象を統一する自然法則があるはずだという哲学的思考だったりする。考えが文章として出版されてから、実は同じものを扱っていることがわかってきたのだ。なお、この章の「図2」は、(初刷りでは) 両方向矢印のところにつけられた説明が逆になっているところがある。有賀氏のウェブサイトの「補遺」のページhttp://www.ariga-kagakushi.info/publication/energy.html に訂正された図があったのだが、2023-12-03 に見たところ、そのページはなく、[Web Archive に保存されたページ] では図は見えない。なお、「補遺」のページには参考文献の補足もあり、そちらは Web Archive で読める。[この段落 2023-12-03 改訂]

[2013-05-03補足]
第9章は佐藤氏が専門とする和算だけでなく、科学に関する江戸時代の状況の総論。西洋の科学知識は技術と結びついた形ではかなりはいってきていたのだが、科学の体系的思考はほとんどなかったということだ。また日本からの発信はなかったが、日本国内の知識の流通はさかんだった。

第10章は19世紀のBabbageが作った機関や構想した機関の話。今でいう意味のプログラム内蔵型ではなかったので、Ada Lovelaceが作ったとされる図式をプログラムと言うべきかどうかの判断はゆれる。