南方振動の発見者ギルバート・ウォーカー（6）

4.5. 南方振動の発見

ウォーカーは世界の異なる場所での気圧間の相関関係の表を作成した。彼の調査によって、それまで知られていた北大西洋でのアゾレス諸島とアイスランド間の気圧の振動と北太平洋での同様の振動は、両方とも予想通りに相関関係として極めて明確に現れた [5]。そしてロッキャーが発見していたインド洋付近とアルゼンチン間の気圧の変動は、それよりはるかに大きな世界規模の気圧変動として起こっていることがわかった [7]。ウォーカーは、最初の北大西洋の現象を北大西洋振動（North Atlantic Oscillation）、2番目の北太平洋の現象を北太平洋振動（North Pacific Oscillation）と名付けた。そして最後の世界規模の現象を南方振動（Southern Oscillation）と名付けた [11]。最初の2つはその地域だけに影響する現象であったが、南方振動の特徴は、気圧振動の規模が大きく広がっているだけでなく、インド、ジャワ、オーストラリアの気温や降雨などの気象にもその影響が現れていた。

ウォーカーが発見した南方振動。南方振動発現時の夏季（12月～2月）の通常の冬季（6月～8月）との気圧差。 [12]の図に着色。

当時、このようないつ出現するのか不安定な現象に「振動」という言葉を充てるのに抵抗を感じた気象学者・物理学者が多かったのではないかと思われる。物理学者にとって振動とは、正弦波のようなような厳密な周期を持つ現象をイメージすることが多い。ところが、南方振動は次に発現するまでの時間や継続期間に幅があるし、その強度は毎回異なる。こんなものは振動と呼べないということである。しかし私は、ウォーカーが数学者だからこそ敢えてこのような現象を振動として、より普遍的に取り扱おうとしたのではないかと思っている。そして彼が行ったことは、後述するようにこの不安定な振動周期の変動幅を定量的・確率的に解析する手法の研究だった。

モンスーンの予報のために行った解析だったが、ウォーカーはこの南方振動をインドでの夏季の少雨の予報のための手段として有効に使うことはできなかった。インドにとっては残念なことに、モンスーンの最盛期である6月～8月に起こる南方振動自体の発生を、他の気象要素との相関関係から予測することは難しかった。むしろ南方振動はその後の世界規模の多くの気象との有意な相関関係を持っており、それより早期の気象とはほとんど相関を持っていなかった。気候学者のノーマンドはこう述べている「私にとってウォーカーの結果で最も注目に値するものは、南方振動がその後の現象に作用しているという事実だった。全体として6月～8月の夏の南方振動のインデックスは、前年の冬とは-0.2の相関係数だったのに対して、次の冬のインデックスに対して+0.8の相関係数を持っていた。」 [5]。南方振動の特徴は、世界の気象変動の結果としてではなく原因として現れており、予報される現象というよりはむしろインド以外の地域の現象の予報する手段として有効であることを示していた [11]。

この大きな発見にもかかわらず、当時の気象学コミュニティでの一般的な反応は極めて懐疑的なものであった。それはこの振動が起きる原因がよくわからなかったためだった。物理学的な観点から見ると、季節予報のための唯一の科学的な手法は、地球規模循環の完全で合理的な因果理論の理解と考えられていた。イギリスの気象学者ダインスは、あくまで気象の物理学的な因果関係を推測する上では、相関関係の調査は有効だろうと述べた。これに対してウォーカーの考えは、日々の生活を支える季節予報については、因果関係を解明した上でそれを完全な確信を持って発表できるようになるまでは待ってはおれないというものだった [13]。

もちろんウォーカーは統計的な手法の限界に十分気づいていた。彼は物理学的な因果関係の重要性を否定していたわけではなく、因果関係はこれから徐々に発見されていくだろうと考えていた。そして、気象要素間の統計学的に有意な関係を多く発見すれば季節予報などの問題に対して多くの知見がわかるので、それは因果理論の根拠となる発見につながると主張した [5]。ただ問題は、それを用いた季節予報の実現には長い時間がかかるだろうということだった。

（つづく）

参考文献（このシリーズ共通） 

[1] Taylor I.G., 1962: Gilbert Thomas Walker. 1868-1958. Biographical Memoirs of Fellows of the Royal Society, The Royal Society, 8, 166-174.
[2] Walker M.J., 1997: Pen Portrait of Sir Gilbert Walker, CSI, MA, SCD, FRS. Weather, Royal Meteorological Society, 52, 217-220.
[3] Walker T.G., 1901: boomerangs. Nature, Nature Publishing Group, 64, 338-340.
[4] 田家康, 2011: 世界史を変えた異常気象, 日本経済新聞社.
[5] Normand C., 1953: Monsoon seasonal forecasting. Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society, Royal Meteorological Society, 79, 463-473.
[6] Pisharoty R.P., 1990: Sir Gilbert Walker-pioneer meteorologist and versatile scientist. CURRENT SCIENCE, Current Science Association, 59, 121-122.
[7] Walker T.G., 1923: Correlation in seasonal variations of weather. VIII. A preliminary study of world-weather. Memoirs of the Indian Meteorological Department, Indian Meteorological Department, 24, 75-131.
[8] Hildebrandsson H.H., 1897: Quelques recherches sur les entres d'action de l'atmosphere. Kongl. Svenska vetenskaps-akademiens handlingar, P.A. Norstedt & s?ner, 29, 33pp.
[9] Lockyer J. N. and Lockyer W. J. S., 1903: On the similarity of the short-period pressure variation over large areas. Royal Society of London, Proceedings of The Royal Society, 71, p467-476.
[10] Katz W. R., 2002: Sir Gilbert Walker and a Connection between El Nino and Statistics, Institute of Mathematical Statistics, Statistical Science, 17, p97-112.
[11] Walker T. G., 1924: Correlation in seasonal variations of weather. IX. A further study of world weather. Indian Meteorological Department, Memoirs of the Indian Meteorological Department, 24, p275-332.
[12] Walker T. G., 1933: Seasonal Weather and its Prediction, Nature Publishing Group, Nature, November 25, p805-808.
[13] Walker T. G., 1918: Correlation in seasonal variations of weather, Royal Meteorological Society, Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society, 44, p223-224.

南方振動の発見者ギルバート・ウォーカー（5）

4.2 インドへの赴任理由

ギルバート・ウォーカーは、イギリスから遠いアジアのインドの気象事業を率いる人物としてまったくありそうにない候補者だった。彼はケンブリッジ大学において非凡な数学者として認められおり、既に学術的に高い栄誉を獲得していた。しかも彼の専門は、気象とは全く関係のない数理物理学であり、主たる研究は電気力学の数学的理論だった。彼はトリニティ・カレッジの数学科講師というアカデミックな環境の中で安定した学究生活を送っていた。

もしウォーカーにトリニティ・カレッジでの生活に対する不満があったとすれば、それはおそらく現状から来る何かに挑戦する機会の不足であったろう。ウォーカーは、ケンブリッジではいかなる実験の訓練にも関わる機会がないため、応用数学者が研究テーマを見つけることの困難さについてしばしば語っていた。これが、ウォーカーを気象学に駆り立ててインドへ赴任させる動機の一つとなった [1]。

トリニティ・カレッジ（ケンブリッジ）
https://commons.wikimedia.org/wiki/File:TrinityCollegeCamGreatCourt.jpg

ウォーカーは1903年にインドへ渡り、インド気象局長官のジョン・エリオットから引き継ぎを受けた後、彼は1904年にインド気象局の長官に任命された [6]。彼は1924年までそのポストに就いた。ケンブリッジでの学究的な生活から責任あるインド気象局の長官の仕事への大きな変化に対して、当初ウォーカーはそのエネルギーの大半を割いたと思われる。彼は1909年まで学術論文を出版していない。しかし、彼は行政者としても一流であったようである。彼の着任後、インド気象局はモンスーンの季節予報を含めてうまく回り始めた。

4.3 当時の季節予報

政府のインド気象局の評判は、豪雨と嵐の警報に関する日々の予報とモンスーンによる北インドの夏の雨量の季節予報にかかっていた。研究のための補助金の割り当ては、予報が当たるかどうかの評判が考慮された。前任者のジョージ・エリオットは行政事務に多くの時間を割く必要があったにも関わらず、モンスーン季節予報の研究のための助手を与えられていなかった。

当時の気象学では、日々の予報は地上天気図の気圧配置のパターンを見て行われていた。それには科学的な理論はほとんどなく、せいぜい過去の天気図パターンとの類似性や個人の経験と勘に頼ったものだった。天気予報の科学化を提唱して、ノルウェーの気象学者ヴィルヘルム・ビヤクネスが予報のためのプリミティブ方程式の原型を提唱したのが1904年だった（本書の「9-4-1 気象予測の科学化という目標」を参照）。しかし、それの現実の天気予報への適用は当時は全くの夢だった。なお、ウォーカーとヴィルヘルム・ビヤクネスは、どちらも1919年のパリでの国際気象会議に参加している。

日々の天気予報ともととなっていた気象学でさえそういう状態だった。一方で気候学はその地域の季節の定常かつ平均的な特徴を定義するのが精一杯で、年による季節の気候変動を対象にすることは全く不可能だった。その狭間でモンスーンは積雪量などの気象や太陽黒点との関係が議論され始めたばかりで、季節予報のために確立された理論は何もなく、当時の季節予報に信頼がおけなかったことは当然だった。とにかくエリオットは、後任に一流の科学者を選ぶとともに、当局と折衝して彼に科学知識を持った3人の助手を与えることに成功した [1]。

 

 ジョン・エリオット
https://en.wikipedia.org/wiki/John_Eliot_(meteorologist)#/media/File:John_Eliot_IMD.jpg

4.4 季節予報のための世界気象に関する調査

高層気象観測と世界規模の大気の流れを決めている大気力学についての大きな進展により、現在では我々は気象をもたらす大気の流れの変動をおおむね予測することができる。ウォーカーは気象学に関する知識をほとんど持たなかったが、彼は研究を始めるとこの科学分野に季節予報のための理論や知見がほとんどないことを知った。彼はそれまでの知見が、この新しい分野ではほとんど使えないことを理解した。彼は「地球上の気象の関係は、理論的な考察からそれらを導こうと試みても無駄なほどに複雑である」と述べている [7]。

確立された理論から数学を駆使して季節予報を行える見込みがないとわかって、彼は物理学的な因果関係を追い求めるのではなく、関連する全ての気象記録を集めてそれらを統計学的に扱うことに決めた。もし気象要素の変動の中にモンスーンの変動と統計学的に有意な相関関係を見つけることができれば、因果関係がわからずともある程度のモンスーンの予報は可能である。これは当時としては最善の選択だった。エリオットはどちらかというと気象要素のパターンの類似などの主観的手法を使ったのに対し、ウォーカーは気象要素の相関関係という客観的な数学手法へと調査を変えた [1]。

モンスーンが影響する範囲は広い。何らかのモンスーンの予兆をつかもうとすれば、それは世界中の気象データ間の統計的な関係を考慮する必要があるということを意味した。しかも、予兆のための調査は空間の違いだけではなく、時間的な違いを考慮した相関関係も含めなければならなかった。スウェーデンの気象学者ヒルデブランドソンは、世界の68の観測地点の気圧データを調査し、1897年にシドニーとブエノスアイレスの間で気圧の変動が反対の傾向を持つことを示していた [8]。ロッキャーも1902年にインド洋付近とアルゼンチン間の気圧変動が反対の傾向を持つことを確認して、この気圧振動を分析するための基礎となる情報を提供していた [9]。

ウォーカーは、世界中で気候変数（特に降水、温度と気圧）の間の関係を調べる際に、相関関係と回帰式を使った。1908年という赴任してから早い時期に、彼は相関解析を実施して、インドのモンスーン雨量を予測するために他の地域の雨量や関連変数（例えばナイル川の洪水）との重回帰式を作成した。また、ウォーカーはインド内外の気象学上の現象について、前後2つの季節までの先行と遅延関係、つまり自己相関（ラグ相関）も計算した [10]。これらは、気象学において先駆的な取り組みであっただけでなく、後述するように統計学に新たな手法をも生み出した。 

数年の研究の後、彼はインドの夏季の雨量を予測するための最良の因子として、5月末のヒマラヤ山脈の降雪量、5月のモーリシャスの気圧とザンジバルの雨量、4月と5月の南アメリカの気圧を選んだ [6]。そして彼はこの相関を用いたモンスーンの季節予報を「シーズナル・フォアシャドウイング（seasonal foreshadowing）」と呼んだ。フォアシャドウイングとは確率的なあいまいさを含んだ予報という意味だった [2]。

これは、約50年近く前にフィッツロイがイギリスで天気予報を開始した際に、科学的な理論に基づいた予測という意味を避けるために、天気予報に対して新たに「フォアキャスト（forecast）」という造語を充てたことをウォーカーが知っていたためかもしれない（本の「6-2-4 フィッツロイによるイギリスでの暴風警報と天気予報」参照）。フィッツロイは彼の予報手法の科学的根拠が弱いことを責められたが、ウォーカーの季節予報の手法は少なくとも数学的な根拠は明確だった。

彼は定量的な議論が出来るように、相関係数のような算出した統計量には、必ず見込み誤差（probable error：今日でいう標準誤差に相当する）を付した [10]。今日の気象予報に確率が付されていることを見ればわかるように、これは非常に重要で新しい発想だった。インドモンスーンの季節予報のために算出した相関係数は3000個とも言われている [6]。電子計算機がない当時としては、大変な計算量だった。 

（つづく）

 参考文献（このシリーズ共通） 

[1] Taylor I.G., 1962: Gilbert Thomas Walker. 1868-1958. Biographical Memoirs of Fellows of the Royal Society, The Royal Society, 8, 166-174.

[2] Walker M.J., 1997: Pen Portrait of Sir Gilbert Walker, CSI, MA, SCD, FRS. Weather, Royal Meteorological Society, 52, 217-220.

[3] Walker T.G., 1901: boomerangs. Nature, Nature Publishing Group, 64, 338-340.

[4] 田家康, 2011: 世界史を変えた異常気象, 日本経済新聞社.

[5] Normand C., 1953: Monsoon seasonal forecasting. Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society, Royal Meteorological Society, 79, 463-473.

[6] Pisharoty R.P., 1990: Sir Gilbert Walker-pioneer meteorologist and versatile scientist. CURRENT SCIENCE, Current Science Association, 59, 121-122.

[7] Walker T.G., 1923: Correlation in seasonal variations of weather. VIII. A preliminary study of world-weather. Memoirs of the Indian Meteorological Department, Indian Meteorological Department, 24, 75-131.

[8] Hildebrandsson H.H., 1897: Quelques recherches sur les entres d'action de l'atmosphere. Kongl. Svenska vetenskaps-akademiens handlingar, P.A. Norstedt & soner, 29, 33pp.

[9] Lockyer J. N. and Lockyer W. J. S., 1903: On the similarity of the short-period pressure variation over large areas. Royal Society of London, Proceedings of The Royal Society, 71, p467-476.

[10] Katz W. R., 2002: Sir Gilbert Walker and a Connection between El Nino and Statistics, Institute of Mathematical Statistics, Statistical Science, 17, p97-112.

南方振動の発見者ギルバート・ウォーカー（4）

 4. インドへの赴任

 4.1. それまでのインドモンスーンの季節予報

19世紀のインドでは、その数多い人口は主に自国内の農業による食糧によって維持されていた。また、インドの産業も農業生産物の輸出に依存していた。その人口と産業を支える農業はモンスーンによる夏季の降雨に左右された。インドモンスーンは発生しない年があり、そういう年は少雨による干ばつによってしばしば飢饉が起こった。そのモンスーンを予測する季節予報に最初に取り組んだのは、イギリスのヘンリー・ブランフォードである。彼は地質学者で、1855年にインド地質調査所に赴任した。彼は1864年に沿岸に7万人の被害者を出したサイクロンに興味を持ち、地質学研究の野外調査で体を壊したこともあって、気象学の研究に入った。彼は1875年に設立されたインド気象局の初代長官となった。1876年に干ばつによる大飢饉が発生したため、翌年に彼は飢饉委員会から、干ばつに対するモンスーンの季節予報を要請された。

ヘンリー・フランシス・ブランフォード
https://en.wikipedia.org/wiki/File:Henry_Francis_Blanford.jpg

1882年からモンスーン季節予報のための予備調査を行い、彼はインド全土だけでなく、ユーラシア大陸からオーストラリアまで大英帝国内外にある気象観測所の気象データの収集を行った [4]。1885年春にヒマラヤ西部の積雪が多かったことからその年の夏季のモンスーンによる降水量が少なくなると発表し、その予測は的中した。この実績により、ブランフォードは1886年にインドからビルマまでの降水量についての季節予報を開始した [4]。また彼は、干ばつがモーリシャス、オーストラリア、アジアの大部分を覆う高気圧とも関係しているかもしれないとも考え、1887年にはプレモンスーン期のインドの気圧分布と気温の関係も調べた。これは後のギルバートの研究の一部と関連するものだった [5]。

1893年にプランフォードが58歳という若さで亡くなると、その後継者に指名されたのはカルカッタのプレジデンシー大学の物理学教授だったジョン・エリオットだった。彼はケンブリッジ大学セントジョーンズ・カレッジを卒業し、その際に同大学の優秀学生に送られるスミス賞を受賞していた。彼はブランフォードの研究成果をさらに進める形でモンスーンの予測を進めた。彼の下には科学的な知識を持った職員がおらず、彼自ら研究して予報の改善に努力した。

エリオットは、モーリシャスの高気圧が南インド洋から大気を北方に駆動することがモンスーンの風の原因と予想して、その高気圧が強いほどモンスーンが雨をもたらすと推測した [5]。それはそれほど強い根拠を持ったものではなかったが、彼は1895年からインド全土を対象とした降水量の季節予報を開始した。エリオットは他にも科学的な成果も数多く出版しており、貴重な気候図を作るなど優れた手腕を持つ行政官でもあった。彼は1899年にインド気象局長官に就任した。

 

モンスーンの発現時期（色によって時期が示されている）
https://commons.wikimedia.org/wiki/File:India_southwest_summer_monsoon_onset_map_en.svg

1899年春は前年同様に南西モンスーンが到来して例年通り雨が降りはじめた。インド気象局は5月の降水量は平年以上になると予想した。ところがエルニーニョの影響により6月になると突然雨は止んで干ばつが始まった。インド気象局は秋になればモンスーンによる雨が戻ってくると予測したが、これも当たらなかった [4]。

飢饉委員会の報告によれば、1899年から1900年にかけてのボンベイ州やデカン州の収穫高は平年の12%しかなく、カルマータ州では16%、グジャラート州ではわずか4%しかなかった [4]。1899年から1901年の死亡者合計について、飢饉委員会の調査では125万人と報告しているが、別な報告書では325万人という報告もある [4]。彼は新聞紙で激しく非難され、そのため1901年にはモンスーンの季節予報は機密文書扱いとなり、気象局の外には発表されなくなった。

エリオットはモンスーンの季節予報について抜本的な方策を考えた。しかし、当時の気象学はそれに対してあまりにも無力だった。彼は自身の手には負えないと考えたに違いない。この事態を改善しうる独自の才能を持った人材を探した。彼は同じケンブリッジ大学の同窓生で、卒業試験で数学首席（シニア・ラングラー）を得ていたギルバート・ウォーカーに目を付けた。

（つづく）

参考文献（このシリーズ共通）

[1] Taylor I.G., 1962: Gilbert Thomas Walker. 1868-1958. Biographical Memoirs of Fellows of the Royal Society, The Royal Society, 8, 166-174.

[2] Walker M.J., 1997: Pen Portrait of Sir Gilbert Walker, CSI, MA, SCD, FRS. Weather, Royal Meteorological Society, 52, 217-220.

[3] Walker T.G., 1901: boomerangs. Nature, Nature Publishing Group, 64, 338-340.

[4] 田家康, 2011: 世界史を変えた異常気象, 日本経済新聞社.

[5] Normand C., 1953: Monsoon seasonal forecasting. Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society, Royal Meteorological Society, 79, 463-473.

南方振動の発見者ギルバート・ウォーカー（3）

3. 早期の研究

3.1 電気力学と力学

1892年に発表されたウォーカー最初の論文は、交流を伝達する導体の反発に関するエリフ・トムソンの実験についての数学的な議論だった。この研究はトムソンが定性的に進めたアイデアを定量的な形で示したもので、きわめて高等な数学的処理を行っているが、物理学的な発見または新しい原理を示したものではなかった [1]。 

1899年に、ウォーカーは「Aberration and some other problems connected with the electromagnetic field」という題のエッセイに対して、後にケンブリッジ大学のルーカス教授職に就くジョセフ・ラーモアとケンブリッジ大学のアダムズ賞を分かち合った。ウォーカーは電気力学などの業績により1904年には王立学会の会員に選ばれた。インドへ赴任した後には1908年にカルカッタ大学で電磁気学についての一連の講義を行い、それはその後ケンブリッジ大学出版局から出版された。ウォーカーの電気力学に対する興味は、彼の優れた数学的才能を適用できる問題を彼が見つけた時に生じたようである [1]。 

彼の力学への興味も続いていた。1892年には完全流体の中での楕円体の発射体の運動に関する議論を論文として発表した。これは当時の流体運動の古典理論とは全く異なったもので、彼の理想的な状態での理論は、現実の砲術とはほとんど関係がなかった [1]。また、彼は1896年に特殊な回転をするコマの運動に関する論文も出版した。

3.2 ブーメラン

ウォーカーは1880年代にオーストラリアへ旅行に行った際に、ブーメランに興味を持った。そして自らそれを投げるようになり、その名手となった。ケンブリッジ大学時代から、大学の公園（ケンブリッジ・バックス）でブーメランを投げる彼の姿は有名であり、当時からブーメラン・ウォーカーと呼ばれていた。

ケンブリッジ・バックス（https://commons.wikimedia.org/wiki/File:The_Backs.jpg）

 ウォーカーは1897年にブーメランに関する独創的な論文「boomerangs」をNature誌から出版した。空気力学についてほとんど知られていなかった当時、ブーメランが現在知られている高アスペクト比による優れた空気力学的な側面を持っていることに彼は気づいていた。彼はブーメランの速度成分と回転成分の項を用いてブーメランにかかる空気力学的な力とモーメントを表わし、これらの力の作用に基づく独特なブーメランの運動を分析した [1]。

彼は論文においてにおいて、円を描いて戻ってくる場合、円を描いて戻ってくる際に投者の前で2回目の円を描く場合、その応用として投者の後ろまで行ってから2回目の円を描く場合、ウォーカーが成功した最も複雑な投者の前後を行き来しながら3つの円を描く場合、直線に近い軌跡で往復する場合の例を挙げている [3]。それら以外に、戻らない投げ方があることも示している [3]。これらの結論は、現代の空気力学によっても変わっていない。

 

ウォーカーが示した最も単純な円を描くブーメランの飛び方（反時計回り）。上図は上からの俯瞰図、下図は鉛直断面図。図中の直線はブーメランの回転軸。回転が増すと角速度が増す。傾き（COSθ: θは回転面と水平面との角度）が増しても角速度が増す。傾きと回転が増すとより左側へ旋回する。これらを調節して円を描くように投げると投者の下に戻ってくる。[3]より

ウォーカーが示した投者の前で2回目の円を描くブーメランの飛び方。 [3]より

ウォーカーが示した投者の後ろまで行ってから2回目の円を描くブーメランの飛び方。 [3]より

ウォーカーが示した投者の前後を行き来しながら3つの円を描く最も複雑なブーメランの飛び方。 [3]より

ウォーカーが示した直線に近い軌跡で往復するブーメランの飛び方。 [3]より

この論文は広く知られた。そのためウォーカーはスポーツとゲームの数学的な側面に焦点を置いたクライン百科事典のための記事を書くように依頼された [1]。1900年に出版された事典において、彼の記事はビリヤード、ボール・ゲーム（特にゴルフ）、ブーメラン、自転車の4つにわたっており、それは当時のスポーツの分野で使われる物体の運動を支配する力学的な要因に関する知識がよくまとめられたものとなっている。

（つづく）

参考文献（このシリーズ共通）

[1] Taylor　I. G., 1962: Gilbert Thomas Walker. 1868-1958.The Royal Society, Biographical Memoirs of Fellows of the Royal Society, 8, p166-174.
[2] Walker M. J., 1997: Pen Portrait of Sir Gilbert Walker, CSI, MA, SCD, FRS. 7, Royal Meteorological Society, Weather, 52, p217-220.
[3] Walker T.G., 1901: boomerangs. Nature, Nature Publishing Group, 64, 338-340.

南方振動の発見者ギルバート・ウォーカー（2）

2. 生まれてからケンブリッジ大学まで

ギルバート・ウォーカーはロンドン南部のクロイドンで1868年6月14日に、4人目の子供の長男として生まれた。父の父トーマスは技術者だった。彼は1876年に地元の小学校（Whitgift Grammar School of Croydon）へ入ったが、そこで、数学と力学に興味を示した。彼は13才でケジントンにあるセント・ポールズ学校（St Paul's School）の奨学金を得て、そこで教育者として有名なフレデリック・ウィリアム・ウォーカー校長の下で学業生活を送った。彼自身の言によれば、最初古典を習っていたが大失敗をやらかして数学に送られたとなっている [1]。在学中にギルバートの力学への興味は増し、1885年には彼が自ら作ったジャイロスコープで賞をもらった [2]。

1885年12月にウォーカーはケンブリッジのトリニティ・カレッジの数学の奨学金を得て、翌年10月にそこへ入学した。在学中に彼はいくつか大学の賞を獲得した。その中には後に王室天文官（グリニッジ天文台長）になったF.W. ダイソンと共有したSheepshanks Astronomical Exhibition賞もあった。彼は1889年にトリニティ・カレッジ数学課程卒業試験（Mathematical Tripos）パートIのシニア・ラングラー（数学科首席）に輝いた [1]。ちなみに彼の友人ダイソンは次席だった。1889～90年に彼は応用数学を研究して、数学課程パートIIをやはり首席で卒業した。1891年に彼とダイソンは、トリニティの研究員（Fellows of Trinity）に選ばれた [1]。

ケンブリッジ大学（https://commons.wikimedia.org/wiki/File:KingsCollegeChapel.jpg）

しかし、この学業の無理がたたってウォーカーは健康を損ない、療養のためスイスで3年間を過ごすはめとなった。スイスでの療養は彼にとって貴重な期間となった。この時期は彼にとって思考に没頭するための時間を与えただけでなく、登山やスケートをする機会を提供した。特にスケートは彼の生涯での趣味の1つになった。1895年には健康を回復し、彼はトリニティ・カレッジの講師になった。これは彼が1903年にインドに行くまで続いた [1]。

（つづく）

参考文献（このシリーズ共通）

[1] Taylor I. G., 1962: Gilbert Thomas Walker. 1868-1958.The Royal Society, Biographical Memoirs of Fellows of the Royal Society, 8, p166-174.

[2] Walker M. J., 1997: Pen Portrait of Sir Gilbert Walker, CSI, MA, SCD, FRS. 7, Royal Meteorological Society, Weather, 52, p217-220.