分解して組み立てる

　今度の大学入試ではドラマ「ガリレオ」の影響で物理学をはじめ理工系の人気が上がるかな？と密かに興味を持っています。私も工学部でしたから、もちろん多くの科学者/技術者と呼ばれる方々と接してきましたが・・・さすがに湯川先生のような変人には出会う事はありませんでした。まあ、普通じゃない個性的な先生は何人かいらっしゃいましたが(爆)。

　さて、相変わらず因縁の境界条件について頭を抱えています。最新のメルマガにも書きましたが、数理モデリングという作業は、本来複雑である「対象たる自然現象」を独自の自然科学的世界観に基づいて解釈し、その再構築を図るものです。この過程を通じて自然現象を様々な要素に分解または抽象化し、その本質をえぐり出そうとしているのです。境界条件とは正に解析技術者の「対象たる自然現象に対する独自の解釈＝独自の自然科学的世界観」を直接的に反映するものなのです。

　これまで様々な数値シミュレーションに挑戦してきましたが、その度に境界条件について頭を抱えています。その結果、このような悟りを開くに至りました。理論的な考察というのは、究極的には「分解する事」と「組み立てる事」の２本立てに帰着するのではないかとさえ思えてきます。

　例えば、ある質量ｍの質点を初速度Ｖo、傾斜角θで投射した時の運動を記述する式ってすぐ浮かびますか。一応、重力加速度をｇ、時刻をｔで表すものとします。（初期時刻ｔ＝０とする）。答えは、質点が投射される方向を正の方向とすると・・・

ｘ＝（Ｖo cos θ）ｔ
ｙ＝（Ｖo sin θ）ｔ－(１/２)ｇｔ^2

と表現される筈です。

　高校物理の教える所によれば、斜方投射の場合、水平方向には初速度Ｖo cos θの等速直線運動、鉛直方向には初速度Ｖo sin θで加速度が－ｇの等加速度直線運動ですよね。

　つまり、１つの現象を２つの現象に分解しています。分解されてバラバラになった部品(現象)それ単独では意外と単純なのですが、これらの部品を組み立てると、１つの新しい物理現象ができるのです。これもまた「分解する事」と「組み立てる事」の簡単な例です。物理学で学ぶ様々な現象に関する知識は、分解した時の部品の候補であったり、またはその部品を組み合わせるための指針であったりします。

　現在の気象予測を見てみると、あれも、これも、それも、全部一緒に計算しようといった具合に様々な現象要素を同時に連立して解いていく数値予報モデルが大きな地位を占めています。もちろん、このようなテクノロジーが必要なのは言うまでも無い事です。しかしその一方で、局地気象のある特定の現象の予測・解明を行うに当たっては、本当に必要な部品は何なのかを明確にし、それらを組み合わせて独自の理論を構築する力量も必要になると感じています。そして、それが境界条件につながっていくのです。

３連休

　世間は３連休にようですが、私は相変わらずです。

　最近オフではＣ言語入門のお勉強です。これまでBASICに始まり、FORTRANやN88-BASIC for Win.、Excel-VBA等を経て、今ではFORTRANに落ち着いているわけですが、やはり時代の流れからもＣ/Ｃ＋＋の知識も必要不可欠、あるいはJavaも必要になるかもしれない、と感じている今日この頃です。現在、プログラミング言語ってどれだけあるのでしょうか？そして、一体どれだけ覚えれば良いのでしょうか・・・プログラミングやアルゴリズム等の知識も幅広く勉強しなければならないなあ。

　ちなみにＣ言語は半導体のシステム設計でも用いられる事もあり、かつて以前半導体設計に従事していた頃に、初歩的な研修を受けた事がありました。しかし、結局実務で使用する事もなかったので、そのまま忘れ去っていました(爆)。

　プログラミングそれ自体の経験はそれなりにあるのでＣ言語も他の言語と共通する部分についてはスムーズに理解が進みますが、Ｃ言語独特の考え方についてはちょっと苦労しそうです。まずは、ポインタというのがちょっと曲者ですね。兎にも角にも、今年中に「Ｃ言語の入門レベル」はマスターしたいですね！

　その傍ら、近くのレンタルビデオ屋にも行って見ました。以前、このブログでもこの市にはレンタルビデオ屋が無いのか、と書いていた所、会社の方がわざわざ調べて教えて下さったので(←ありがとうございます)、ここぞとばかりに踏み込みました。当初の「お目当てのもの」は見つからなかったのですが・・・まあなかなか面白い作品が置いてありそうです。暇な時に映画鑑賞でも出来れば・・・と思いました。(そんな暇があるのかどうか、それが問題だ)

　Ｃ言語入門のお勉強も去る事ながら忘れていけないのが、因縁の境界条件の問題。局地気象のプロファイルを見ていると、困った事に下層と上層で風の流れが逆向きになっている事があるんですよね。例えば、上空は西風なのに下層では東風、といった具合に。こういう場合の境界条件の与え方はどうすればいいのか・・・。これまで色々な数値シミュレーションを手がけてきましたが、このパターンは案外、盲点かもしれません。

　ただ、意外にも「単純な流れの考え方」(とは言っても機械系の大学院入試レベル)にその活路を見出す事ができるかもしれません(計算が単純と言う訳では決して無いが)。この問題を年内に解決して今後の具体的な方向性を固めたいと思っているだけに、重要な局面を迎えています。

　おまけに、魔の「精度検証報告書」の季節だし・・・

　まもなく１２月、クリスマス？、年末年始？、でもそんなの関係ねぇ～！！ってな状態に突入しそうな感じです。

食欲の秋、スポーツの秋、でも、やっぱり・・・読書の秋？

　今日も列車や高速バスに揺られながら書籍を読んでいました。自宅で読むのも良いのですが、こうやって乗り物に揺られて風景を楽しみながら読むのもまた乙なものです。ようやく一冊、読み終えました。「図解雑学　改訂新版　民法」(ナツメ社)という本です。民法は範囲が広く、また難しい考え方もありますが、分かりやすく具体例を交えて説明されていたので興味を持って読み進める事ができました。ただ、専門用語がなかなか覚えられないので、これからも繰り返し読んでいく事になるでしょうね。この本は民法の解説書ですが隣接する法律についても解説されていて、より実際的な入門書との感想を持ちました。この本を読む以前にも、「行政書士入門テキスト」(TAC行政書士講座)の民法を一通り読んでいて、全体像については分かり易く解説されていたのですが、もう少し深く掘り下げて勉強してみたいと思っていました。そこで見つけたのがこの「図解雑学」だったわけです。この二冊を何度も交互に読み込んでいけば、民法についての理解が深まりそうな気がします。

　バリバリ理工系の計算気象予報士が何で法律書？と思われた方もいらっしゃるかもしれませんね。でも、文系・理系を問わず法治国家社会に生きている限り、法律と無関係と言うわけにはいきません。法は規範(ルール)であると言われますが、見方を変えると憲法は国家の仕様書であり、法律・政令・条例は社会の設計図や指示書という事もできるように思います。法律を学ぶということは、転ばぬ先の杖でもありますし、万が一不測のトラブルに巻き込まれた時への備えでもあります。また、法律知識を活かす事でビジネスを有利に展開する事も出来るかもしれません(・・・まあ、ここまでやるには相当のレベルが要求されるかなあ)。

　未来において、独自に開発した気象情報コンテンツが合法か違法かという問題に直面しないとも限りません。その時、それがなぜ合法と言えるのか、またはなぜ違法と言えるのか、それを法的に理論立てて検討する必要性に迫られるかもしれません。先般の「がけ崩れメール」に関する事例は、おそらくここに来られる皆さんは御存知の事と思います。私が感じたのは、合法か違法かはさておき(←それを判断するのは司法の仕事ですから)、全ての民間気象会社にとって決して他人事ではない、と言う事です。そしてこの事例はさらに、ユーザーニーズと法律の衝突と言う問題にも発展しているように感じました。大袈裟かもしれませんが法律がユーザーニーズに追いついていない、という事です(この辺は技術的な側面の課題もあるのですが)。尤も、このユーザーの声がそのまま国民総体の声と解釈する事ができるかどうかも問題になりますが。

　このように考えてみると、法律的な物の見方・考え方も必要になってくるという事がなんとなく理解して頂けるのかな、と思っています。

　私もまだまだ勉強すべき事、勉強したい事はいっぱいあります。法律に関しては(気象業務法関連も去る事ながら)、商法・会社法・労働法・行政法、欲を言えば民事訴訟法・刑法等も・・・(入門レベルで良い)。専門技術については、気象学や気象予測の専門知識は当然の事として、プログラミングに関する技術、乱流数値シミュレーションの解析手法、ニューロ・コンピューティング、そして、マーケティング・リサーチ・・・等々

ちょっと気分転換に・・・

　ここ２～３日、すご～く久しぶりに手計算で３元１次連立方程式を解いています。中学・高校の算数でやったヤツですね。今解いているのはこんな感じです。

問) 次の連立方程式を解いてｘ，ｙ，ｚを求めよ
　Ａｘ＋Ｂｙ＋Ｃｚ＝Ｆ
　Ｂｘ＋Ｃｙ＋Ｄｚ＝Ｇ
　Ｃｘ＋Ｄｙ＋Ｅｚ＝Ｈ

・・・何だ、簡単じゃん！そう思われた方はちょっとやってみて下さい。念のため申し添えますとこれは「ｘ，ｙ，ｚをそれぞれＡ～Ｈの式で表せ」という事です。確かに、技巧的なテクニックは必要ありません。とにかく根気あるのみ！

　でも、ちょっと技巧的に解こうとして、Ａ～Ｅの係数を成分とする行列をＪ、未知数ｘ,ｙ,ｚからなる列ベクトルをＸ、右辺の定数Ｆ～Ｈからなる列ベクトルをＫとおいて、行列で

ＪＸ＝Ｋ

とおいて、両辺に左からＪの逆行列Ｊ^-1を掛け算して、とやってしまったら・・・あ～ドツボ行き決定！！逆行列を求めるための行基本操作だけでも、かなりめんどくさい筈。

　一見地味ですが、中学校で勉強した加減法で解いた方が早くて確実ですね。それでも計算はちょっとシンドイですが・・・。

　そもそも・・・なんでこんな計算をしてるのかって？実は、これは単なる連立方程式の問題ではありません。複雑な計算の一部です。こんな計算も複雑に連なって、一つの大きな数値計算を構成しています。実はこの計算が、現在研究中の熱流体シミュレーションの境界条件構築問題に関係しているのです。

　最近・・・自分は気象学やってるんだか、数学やってるんだか、情報工学やってるんだか、物理学やってるんだか、何やってるんだか・・・時々分からなくなっています(爆)。