T.他埋葬的细节，其来意在猪圈的尸体，很惊讶。“死”了，站起来，说英语。qu'est-ce que c'sest？啊，他们是救护车工作人员。英国志愿者，在与法国军队的战壕中在西部前面。在前线附近的废墟和残骸中，他们无处可睡觉。
医疗尸体是所有的妇女，即使他们拒绝在任何军队服役时也要服务。他们仍然像部队一样生活。他们在填充建筑物的地板上炙手可热的斗牛，在填充干草的谷仓中被包围。当炮击炮弹和尖叫时，他们潜水为封面，并在敌人的燃气罐时与他们的面具挣扎。在任何时候，他们都可以召集到前线，收集受伤的男人，并在贝壳陨上的道路上脱落，用卡车和军队包装，每次Jostle都会让背后的血液浸泡的士兵喊出在痛苦到医院。
这是世界上的一个在世界上寻找科学家的地方。然而，一个柔软的尸体，被称为“教授”，用实验和计算填补了他的停机时间。“我们认为没有什么能在少时看他徘徊在检查他的乐器中，”他的一位尸体召回了一个。一旦，他将一碗水放在他以某种程度上掌握，摇晃机器，并测量了水面上的曲线半径。他认为，他认为，旋转流体可以作为大气的有用模型。（虽然他的唱片球员不达到任务，后来的工作会证明他是对的。）
“教授”是英国物理学家和Mathematician Lewis Fry Richardson，为呼吸而自然地进行科学。“这只是他看着世界的方式，”朱利安勋爵追捕他的侄子。“他总是质疑。一切都是一个实验。“即使在4岁时，他叙述了他的传记者奥利弗阿什福德先知或教授？Lewis Fry Richardson的生活和工作，年轻的刘易斯倾向于经验主义：告诉银行的钱会“让它成长”，他将在一块污垢中埋葬一些硬币。（结果：负。）在1912年，现在成长的理查森通过在带有喇叭和一把伞的划艇上射出船只和一把伞来测试船舶如何使用导向噪声爆炸来检测雾中的冰山。(Onlookers might have shaken their heads, but Richardson later won a patent for the fruit of that day’s work.) Nothing—not fellow scientists’ incomprehension, the distractions of teaching, or even an artillery bombardment—could dissuade him when, as he once put it, “a beautiful theory held me in its thrall.”
许多科学家不会发表这样一个毫无价值的实验。但这位教友会教徒和理查森的科学家看重朴素的诚实而不是自我推销。
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1916年，二美丽的想法抓住理查森的关注。在两者的心脏是可预测性和随机性的复杂的相互作用是动荡。
他的第一件想法扎根于他的原则，作为一个相信“科学应该从属于道德的科学的奇迹和解”的原则。每个人都谈到了这场伟大的战争，好像它是一个灾难性的惊喜。谁可以预测萨拉热窝的孤独的刺客？或者交战者不会找到一种方法来消除危机，就像之前一样？或者为了快速胜利的计划会酸化在战壕中的僵局？战争，理查森认为，远非是一个不可预见的事故，这可能是在可衡量的事实上运作的尚未提名的法律。在它看似随机和混乱的课程之下是这些法律的常规模式。具有正确的数据和正确的等式战争可能是可预测的 - 因此可以预防的。他相信人类有一天可能会避免战争，因为有一天可以避免隐藏的冰山。
每当他可以，在安静的时刻或者他的救护车队伍旋转到休息后时，Richardson就在“战争的数学心理学”中致力于“战争的数学心理学”。（“我记得他告诉我，”让X是会恨“，”回忆起在单位他较少取向方程，一个朋友。“它打我！”）
但是Richardson的其他伟大主意将首先搞砸，让他出名。事实上，经过多十年的默默无闻，它将被认为是20世纪最重要的技术之一。在前线，在剩下的钢坯中每隔几周突破军队旋转，Richardson正在寻找一种预测天气的方法。
一种t为上个世纪之交，物理学定律可以用来预测天气的概念是一个诱人的新思路。总体思路模型天气的当前状态，然后应用物理定律来计算其未来的状态，已被开拓挪威气象韦勒廉·布赫克内斯描述。原则上，皮耶克尼斯保持，良好的数据可以插入到在空气压力，温度，密度，湿度和风速描述变化方程。然而在实践中，大气的湍流使这些变量，这样狡猾和复杂的，相关的公式不能得到解决之间的关系。数学要求，以产生在一个区域中的气氛的甚至初始描述（什么皮耶克尼斯称为“诊断”步骤）为大量困难。
为了在不稳定的情况下获得预测，在微分方程的不可能的微积分上，Bjerknes使用图表表示大气变化。例如，作为历史学家弗雷德里克尼克斯解释说计算天气：20世纪的气象学，图表可以显示更多的空气水平流入区域，允许预测来预测进入空气的其余部分以垂直风的形式向上流动。
事实上，自从理查森1903年从剑桥大学毕业以来，当他在学术界和工业界的职位上不安地移动时，他也遇到了类似的难题。通过分析大坝的应力和泥炭中的水流，他开发了一种不同的研究方法。
只有微分方程，用自己无限小批量切换的时间无限小的单位，说明他想建模的连续变化。但是，由于这些方程不能得到解决，理查德森返工数学与离散的时间间隔出现离散的测量，以取代微积分的无穷小。就像一系列球在空中飞行的快照，理查森的“差分”方程近似只有他们所描述的不断变化的现实。但是，他们可以解决，用简单的代数甚至是算术。而他们的解决办法是远远超过任何一个图表获得更精确。
Richardson数，目前用于预测哪里动荡将发生在大气和海洋两种。
Richardson的有限差别工作太新颖而不熟悉，在一个大学赢得他一个研究职位。但在1913年，它帮助他成为一个梅花工作：指导英国气象办公室的研究实验室，希望理查森将为寻求准确的天气预报带来严格的思维和实际实验室技能。在这里，良好的薪水，一个房子，以及远离任何分心的实验室，他都会有充足的研究。
次年，但是，伟大的战争来了。32岁，与他的重要的研究正在进行中，理查德森也许会把他愉快的工作。然而，尽管他的原则不会允许他在军中服役，他还是觉得他应该参加战争。“在1914年8月，”他后来写道：“我是一个强烈的好奇心之间徘徊，看近距离，强烈反对杀了人，无论是混合的公共责任观念的战争，怀疑我是否能忍受的危险。’’ Rebuffed when he requested a leave of absence to serve in the ambulance corps, in 1916 he simply quit. A few weeks later, he and his slide rule, notes, and instruments were at the front.
因此，在接下来的几年里，理查森关于战争和天气的理论在战区内部和周围不断发展。1916年的六个多星期里，理查森拿着一捆干草放在办公桌上，耐心地解了一个又一个方程，其中包含数百个变量。他的目的是通过创建真实的天气预报来展示他的“通过数值过程进行天气预报”的方法。
Richardson决定做一个“Hindcast”，因此他的结果可以与过去的目标日期的真实天气相比。他于1910年5月20日选择了中欧的天气 - Bjerknes已经发表了关于温度，湿度，气压和风速的数据的日期。
Richardson在该地区创建了一张大气的地图，分成25个相等大小的细胞，两侧约125英里。每个块进一步分为五层，在每层中大约相同的空气。（因为大气密度随高度降低，这些层分为2,4,7和12公里的地面。）
Richardson将25个大块分为两种类型：P细胞，他记录了大气压，水分和温度;和m细胞，他计算风速和方向。他在网格上交替的p和m细胞，创造了一种棋盘。他可以通过查看邻接它的单元格数据来计算每个单元格的“缺失”数据。(For example, wind speed in an M cell could be deduced by pressure changes in the P cells that surrounded it.) Plugging all the available data from 7 a.m. into the equations, then patiently solving them for a time six hours later, he arrived at a “forecast” for conditions at 1 p.m.
结果：负。这一天的记录天气显示Richardson的“预测”是错误的。他预测了在没有发生的风速和方向的戏剧性转变。他还预测慕尼黑大气压令人糊地涌现。事实上，晴雨表认为当天稳定。
当时和现在，许多科学家不会发表这样一个响亮的实验。但贵族和科学家在理查森尊重自我推广的诚实。他认为即使第一次实际应用程序所需的工作也是显而易见的方法的优点。当他出版时数字过程天气预报1922年，他详细描述了自己令人失望的结果。
也许，Richardson写道，他所获得的气象气球测量是错误的。或许测量站之间的间隙太大（有限差分方法需要充分细粒度的数据以近似天气的连续变化，就像需要足够数量的快照来描绘球的连续运动）。另一种嫌疑人需要在缺乏的细胞中插入数据。事实上，几年前，爱尔兰气象服务的Peter Lynch表明，麻烦只是1910年数据收集方法未能纠正数据中的小噪声。Richardson无法证明它，但他的模型工作了。
B.但还有另一个潜在误差源，理查森意识到这一点需要进一步研究：湍流将空气从可预测的路径上打乱，将空气的漩涡向上或向下或侧向发送，并在那里撞击到其他漩涡，将能量从一个漩涡传递到另一个漩涡。像这样被撞击的空气会产生较小的局部气流，与主流方向相反，从而进一步干扰物质的流动。最后，在最小的尺度上，仅剩的能量太少，无法克服粘度——单个空气分子之间摩擦产生的运动阻力。更富有诗意的是，在这一章中，我们专门讨论了数字过程天气预报，Richardson以这种方式解释了它：“大旋转有很少的旋转速度，以他们的速度为食;很少的旋转有较小的旋转，等等，以粘度在分子意义上。“
由于狩猎解释了他对Richardson的收集论文的介绍，在20世纪的第一个十年中，气象学家并没有良好的骚动掌握，特别是因为它在大气前2公里的空气中受到了空气的运动。该层中的湍流漩涡对天气预测至关重要，因为它们将热量和湿度升高到更高的大气中，并朝向地球表面，塑造天气。
例如，Richardson观察到风速的波动似乎如何依赖于不同高度的风速差异以及这些高度的温度差异。当磨削温度下降时，在较高的地温度和温度之间产生更大的差异，风波动变得越来越少。他得出结论是由于由于漩涡通过不同的温度区域而导致的令人生畏的力量，与不同风速的区域相互作用。他设计了一种等式，以预测基于这两种效应的比率的湍流发生。正如Giles Foden所写的那样湍流，他的小说灵感来自理查森的作品，方程式“戏剧性地描述了风和热之间的关系。”
其他人看过战争，只看到数学无法掌握的不可预测的湍流，理查森看到可衡量的数量和无法获得的法律。
现在，热能与风能的比率今天用于预测大气和海洋中会发生湍流的预测。当比率高时，较温暖的空气正在增加能量，制作越来越大的漩涡。因为湍流的旋转可以是数百英里的宽或小只是为了打扰GNAT，所以Richardson号是“无量纲” - 它与任何特定数量无关。换句话说，对于湍流，规模无关紧要，因为在最小和最大的情况下看到了相同的模式。
当然，当它吹过尘埃或产生巨大风暴时，我们会有不同的湍流。事实上，湍流在旁观者的眼中。通过漩涡飞行的飞行员太小而无法撞到他的飞机，不会注意到它们 - 所有微小漩涡的效果都是平均乘坐骑行方式的一般意义。另一方面，他也不会注意到一个巨大的漩涡，这些涡流整个飞机，不仅仅是一条鱼会注意到它游泳的水。正如Richardson写道天气预报，谁调用空中“动荡”试点是注意到在大约一个飞机机翼的大小规模出现漩涡。在这个意义上，作为福登指出，“每一个所谓的‘意外’，每一片动荡的，是一个序列的一部分，更大或更小，其规模无法看到的。”
Richardson的湍流研究在20世纪20年代很快被认可，但他最大的气象洞察 - 他的预测方法 - 被认为是一个失败。很难实时做，许多思想都太难了，它没有产生准确的预测。在技术赶上它之前，他的提案几十年来。只有在能够做出快速计算的计算机的出现后，他的数值处理方法只有在才能成为预测的标准方法。如今，他的技术仍然是天气预报和气候建模的基础。
Richardson经常遭受这种科学的“早产”，因为数学家和分形几何BENOIT Mandelbrot的父亲。Mandelbrot这是第一手的。在他寻求了解国家边界在造成战争时发挥的作用，Richardson已经写了一篇关于衡量国家海岸线的困难的论文。他没有意识到他正在摔跤，因为海岸是分形 - 扭曲的不规则形状，从一英寸到一英里。然而，Mandlebrot看到Richardson为他提供了一个实际的案例，以造成这种分形的重要性，并因此在主题上写了他的第一篇主要论文。
“经典湍流世界和扩散世界和微分方程世界的人并没有开始欣赏他在20世纪40年代之前所做的事情，”亨特也是一个气候建模者和气象学家。但是，当知识在气象学的成就时，他的大部分注意力转向战争。
T.Houghardson于1919年回到了气象办公室工作，他只留了一年。1920年，政府重组将原子能机构置于航空部队，负责皇家空军。由于他的良心不允许他为任何军事组织工作，Richardson感到突然辞职。他在业余时间进行了他在20世纪20年代的突破性的突破，因为他支持他的妻子多萝西，他们的三个被接受了教师学院的教授的孩子。战争标志着他 - 他的一个孩子们回忆起理查森在突然大声的噪音中尖叫着恐怖，并解释他有“贝壳震惊” - 他对理解集体暴力的关注正在增长。到20世纪20年代末，他读到了大学学习心理学。在接下来的几年里，战争将天气替换为他的主要焦点。
在1953年去世前二十年来，Richardson精心收集关于武器比赛，经济动荡，叛乱，革命，骚乱和战斗的数据。“他一直在编制关于世界各地冲突的统计数据，”狩猎从叔叔的叔叔那里回忆起童年假期。“信件将继续从朋友和同事和亲戚倾诉。他有这些深刻的想法，但他一直在看数据。“
在其他人看着战争中，只看到数学无法掌握的不可预测的湍流，Richardson再次寻找可以用方程式建模的可测量数量和可恶的法律。His goal was to build a model of the current state of political and economic tensions among nations—with measurements for “war weariness,” “internationality” (roughly a nation’s engagement with other countries, partly derived from figures about its international trade), and “preparedness for war” (a function of economic data and spending on arms and defense).
与他的天气工作一样，他正在制作论文，但也朝着另一个巨大的蛋白弹努力。1960年出版，致命争吵的统计数据他希望，帮助人们留出幻想和自我服务的尊波主义，并看着他所说的，“往往可能发生的事情发生了，无论我们是否希望它就才能再次发生。”任何在战争科学的尝试都会有其缺陷和盲点，但至少它会提供一些急需的清晰度。
毕竟，当时和现在，大部分的战争和冲突的分析，通过什么由说说在广阔的政治气氛，一个单独的涡流或那样的。瞬息万变的世界领导者，个体小规模冲突和袭击，armistices之间的关系，等等，都是那种事件的“可以比喻为一个风的涡流看来，”理查森写道。他的理论，相反，将提供一个方式我们当地动荡的走出，看到更大的图案。
由于他在气象学中，理查森寻求硬数据测量，这些测量不会因观察者的政治或热情而异。任何解释都将被偏见蒙蔽。他写道：“计数是对偏见的防腐。”他会忽视谁是恐怖主义者的争议，是一个自由战斗机，以及军事行动是否争取自由或匪徒袭击。相反，他只是算上死者。
Richardson决定的“致命争吵”被定义为任何冲突，其中一个人的死是故意造成的。他从1820年开始勾勒出“致命的争吵”。(He had planned to review a century’s worth of data, and he picked starting and ending dates that marked relatively peaceful times following great wars. Later, he extended the dataset to include the violent 1930s, ’40s and the start of the ’50s.)
然后，他对地质学家分类地震的方式分类了他的“致命争吵”，根据它产生的死亡人数的基本-10对数排列每个“争吵”。数字的基本10对数描述了必须乘以多少次以产生该数字。在该系统中留下100死者的骚乱，其大小为2（基础-10-必须乘以自身以产生100）。杀死了1000万人的冲突，幅度为7（乘以七十岁时将产生1000万）。在对数标度上定义“致命争吵”还提供了Richardson的项目，让人们在没有幻觉的情况下考虑暴力。就像地震的Richter规模一样，他的对数图让读者看到全部从谋杀袭击到全球战争，作为单一规模的单一现象。
从这些数字中可以看出一些有趣的东西。由于大气层充满了小漩涡，所以人类经历了许多致命的小争吵，导致了一些死亡。但现在又一次地发生巨大的风暴，造成数百万人死亡。就像理查森亲眼目睹的世界大战一样，这些疾病的爆发让人们感到意外。然而，当理查森将战争频率与每一场战争造成的死亡人数进行对比时，他发现了一种稳定且可预测的关系。在他的图表上，暴力服从“幂律”——测量的大小和频率之间的恒定关系。在他的湍流研究中，理查森发现这样的幂律支配着湍流中物体的扩散速率与它们之间的距离之间的关系。现在，他发现了在这个被认为是不可预测的政治领域中存在一条基本法律的证据。
任何人都可能观察到极大的战争比“致命的争吵”更加罕见，只有几个人杀死了几个人。但电力法律关系表明，巨大的战争与较小的战争一样可预测。像巨大的地震（也服从权力法）一样，巨大的战争并不令人震惊的惊喜，出现出独特的情况。它们似乎是大致可预测的。
这一发现很长时间被认为是和平研究的好奇心。然而，在过去的10年里，一些研究人员在现代统计数据中找到了权力法关系。Neil Johnson，迈阿密大学的物理学家Michael Spagat，伦敦皇家霍洛尔大学的经济学家1而且他们的共同作者在传统战争，恐怖主义攻击和网络攻击中找到了类似的权力法。这些调查结果提供了一些建议，即将未来的攻击最有可能发生，并且当最有效地试图防止它们时。他们为曾经被认为过于复杂和特质的预测，曾为监管暴力爆发的潜在法律提供争取的起点。
战争，理查森教导我们，可以像夏天雷雨一样离开我们的控制。至少我们可能做的是检查预测。
David Berreby，作者我们和他们：身份的科学那写了思想重要博客地址bigthink.com。
