לואיס פריי ריצ'רדסון

ילדות וחינוך

לואיס פריי ריצ'רדסון היה הצעיר מבין שבעת ילדיהם של קתרין פריי ודייוויד ריצ'רדסון, משפחה קווייקרית אמידה שבבעלותה מפעל משגשג לבורסקאות. בגיל 12 נשלח ללמוד בפנימייה הקווייקרית היוקרתית בוטהאם ביורק, שם למד מדעים והתעניין בעיקר בידיעת הטבע. בהיותו בן 17 למד שנתיים בקולג' של אוניברסיטת דורהאם קורסים בפיזיקה מתמטית, כימיה, בוטניקה וזואולוגיה, ולאחר מכן התקבל לקינגס קולג' בקיימברידג', שם למד פיזיקה מג'יי ג'יי תומסון וסיים תואר ראשון בהצטיינות ב-1903. בהיותו בן 47 קיבל דוקטורט בפסיכולוגיה מתמטית באוניברסיטת לונדון.

קריירה מדעית

הקריירה המדעית של ריצ'רדסון עברה במוסדות רבים, ששיקפו את תחומי העניין המגוונים שלו, ועסקה בעיקר במתמטיקה, פיזיקה, כימיה, מטאורולוגיה ופסיכולוגיה. בשנת 1912 לאחר טביעת הטיטניק הגיש שני פטנטים לאיתור קרחונים ימיים בטכנולוגיות איתור בהד וסונאר, שהקדימו במספר שנים את טכנולוגיות הסונאר הראשונות. בשנת 1926 נבחר כחבר החברה המלכותית.

פציפיזם

אמונתו הדתית של ריצ'רדסון כקווייקר חייבה פציפיזם שזיכה אותו בפטור מטעמי מצפון מגיוס לצבא הבריטי במלחמת העולם הראשונה. הפטור ניתן לו באופן חוקי, אך מאוחר יותר פסל אותו מלקבל משרות אקדמיות. בשנים 1916 עד 1919 היה ריצ'רדסון חבר צוות אמבולנס של אגודת הידידים הקווייקרית, שפעל תחת דיביזיית הרגלים ה-16 הצרפתית במלחמה. 
בשובו מן המלחמה חזר לעבוד במשרד המטאורולוגי, אך חויב להתפטר מטעמי מצפון כאשר צורף המשרד למשרד האוויריה בשנת 1920. לאחר מכן עבד במשרות שונות בשולי העולם האקדמי, עד לפרישתו בגיל 59 שאיפשרה לו להתרכז בנושאי מחקר שעניינו אותו באופן אישי, ובפרט בחקר מלחמות. לדברי המתמטיקאי הבריטי תומאס קורנר, לפציפיזם של ריצ'רדסון היו השלכות ישירות על מחקריו: כאשר גילה שעבודתו בתחום המטאורולוגיה היא בעלת ערך למתכנני נשק כימי הוא זנח את כל מאמציו בתחום, ואף השמיד ממצאים שלו שעדיין לא פורסמו. גם התעניינותו באנליזה הסטטסיטית של מלחמות נבעה בחלקה מפציפיזם.

חיזוי מזג אויר

התעניינותו של ריצ'רדסון במטאורולוגיה הובילה אותו להציע שיטה לחיזוי מזג אויר באמצעות פתירת משוואות דיפרנציאליות, אותה שיטה הנמצאת בשימוש כיום, אף כי בשנת 1922 כאשר פרסם את מאמרו Weather Prediction by Numerical Process, דרכים מתאימות לחישובים נומריים מהירים דים עדיין לא היו קיימים. הוא תיאר את חזונו כך (ב"מחשבים" כוונתו לאנשים העוסקים בחישובים. "מכונות חישוב" הן קרוב לוודאי מחשבים מכניים או אלקטרונים דוגמת קופות רושמות):
אחרי כל כך הרבה הסקה הגיונית, הנוכל לשגות מעט בדמיונות? תארו לעצמכם אולם גדול כשל תאטרון, פרט לכך שהיציעים נמשכים במעגל מלא גם במקום השמור בדרך-כלל לבמה. על קירות האולם מצויירת מפה של כדור הארץ. התקרה מייצגת את חוג הקוטב הצפוני, אנגליה באזור המרפסות, האזורים הטרופיים ביציע העליון, אוסטרליה בתחתון ואנטארקטיקה בבור התזמורת.
המחשבים השונים עובדים על מזג האוויר בחלקי המפה שלידם הם יושבים, אבל כל מחשב מטפל רק במשוואה אחת או בחלק של משוואה. העבודה בכל אזור מתואמת על ידי אחראי רם-דרגה. שלטי נורות קטנים רבים מראים את הערכים הרגעיים כך שהמחשבים השכנים יכולים לקרוא אותם. כל מספר מוצג בשלושה אזורים סמוכים כדי ליצור תקשורת לכיווני צפון ודרום על המפה.
מרצפת בור התזמורת עולה עמוד למחצית גובהו של האולם, ועליו מוצב דוכן. בדוכן יושב האחראי על כל התיאטרון; הוא מוקף במספר עוזרים ושליחים. אחד מתפקידיו הוא לשמור על קצב אחיד של התקדמות בכל חלקי המפה. במובן זה הוא המנצח על התזמורת שבה הכלים הם סרגלי חישוב ומכונות חישוב. אך במקום להניף שרביט הוא מאיר באלומת אור אדום על כל אזור שמתקדם מהר מדי, ובאלומת אור כחול על אזור שמפגר בחישובים.
ארבעה פקידים ראשיים במרכז הדוכן אוספים את מזג האוויר העתידי מהר ככל שניתן לחשב אותו. ושולחים אותו בשפופרות אוויר לחדר שקט. שם הוא יקודד ויישלח טלפונית לתחנת שידור רדיו. שליחים נושאים ערמות של טפסי חישובים משומשים לאחסון במרתף.
בבניינים הסמוכים יש מחלקת מחקר העוסקת בפיתוח שיפורים. אך ניסויים רבים מתבצעים לפני שכל שיפור מוכנס לפרוצדורה המסובכת של תיאטרון החישובים. במרתף צופה בעל רעיונות במערבולות בנוזל בקערה סובבת ענקית, אך עד עתה הוכחה האריתמטיקה כאמינה יותר. בבניין אחר נמצאים המשרדים הפיננסים, משרדי הדואר והניהול הרגילים. בחוץ יש מגרשי משחקים, בתים, הרים ואגמים, שכן הוחלט שאלו המחשבים את מזג האוויר צריכים לנשום אותו בחופשיות.
במסגרת עבודותיו באנליזה נומרית פיתח גם את השיטות הידועות כיום כאקסטרפולצית ריצ'רדסון לשיפור מהירות ההתכנסות לפתרון, ואיטרצית ריצ'רדסון המשופרת כשיטה איטרטיבית לפתירת מערכת משוואות ליניאריות.
ריצ'רדסון חקר את התחום הסבוך של זרימה טורבולנטית וביצע ניסויים שונים בנושא. מספר ריצ'רדסון הוא מספר חסר ממדים המבטא את היחס שבין ציפה למאמץ הגזירה של הזרימה. הוא משמש לחיזוי מזג האוויר, למחקר זרמים במקווי מים, באוירודינמיקה, בהולכת חום ובאוקיינוגרפיה. סיכום הומוריסטי מפורסם של ריצ'רדסון לטיבה הפרקטלי של זרימה טורבולנטית הוא החרוז: "למערבולות גדולות יש מערבולות קטנות ששואבות מהן מהירות; ולמערבולות הקטנות מערבולות קטנות מהן, כך עד צמיגות". חרוז זה הוא פרפראזה על חרוז של ג'ונתן סוויפט: "לפרעושים גדולים יש פרעושים קטנים שעוקצים אותם; ולפרעושים הקטנים יש פרעושים קטנים מהם, כך עד אינסוף".

משפחה

בשנת 1909 נישא ריצ'רדסון לדורותי גארנט, בתו של המתמטיקאי והפיזיקאי הבריטי וויליאם גארנט. הם לא היו מסוגלים להוליד ילדים משותפים עקב חוסר התאמה בסוגי הדם שלהם, אבל אימצו שני בנים ובת בין השנים 1920 ו-1927.
אחיינו של ריצ'רדסון, רלף ריצ'רדסון, היה לשחקן תיאטרון בריטי מפורסם. אחיינה של רעייתו, ג'וליאן האנט, היה למטאורולוג ולראש המשרד המטאורולוגי הבריטי בשנות ה-90.

מורשת

מאז שנת 1997 מוענקת בכל שנה מדלית לואיס פריי ריצ'רדסון על ידי האיחוד האירופי למדעי כדור הארץ (European Geosciences Union) על תרומות יוצאות דופן למדעי כדור הארץ לא ליניאריים. הזוכה בשנת 2000 היה בנואה מנדלברוט. הזוכה בשנת 2001 היה ג'וליאן האנט, ראש המשרד המטאורולוגי הבריטי וקרוב משפחתו של ריצ'רדסון. בשנת 2013 הפרס הוענק ליורגן קורץ על עבודה פורצת דרך בתחום חיזוי האקלים.
מאז שנת 1959, מכון ריצ'רדסון (Richardson Institute) הוא מרכז ללימודי שלום באוניברסיטת לנקסטר העוסק במחקר בין-תחומי של שלום ושל עימותים ברוחו של לואיס פריי ריצ'רדסון.
מאז שנת 2001 מוענק מדי שלוש שנים פרס הישג חיים על שם לואיס פ. ריצ'רדסון (The Lewis F. Richardson Lifetime Achievement Award) על תרומות מופת במחקר המדעי של עימותים צבאיים. הפרס מוקדש לעידוד מדענים לעסוק במחקר מתמטי מקורי של מלחמות במסורת ריצרדסון ומיועד למדענים שעשו את מרבית הקריירה שלהם באירופה. הזוכה בשנת 2016 היה הכלכלן הבריטי מאוניברסיטת אוקספורד פול קולייר.

בתרבות הפופולרית

ריצ'רדסון מופיע בספר מדע בדיוני Stand on Zanzibar של הסופר הבריטי ג'ון בראנר. בעלילה מופיע ספרו על הסטטיסטיקה של מלחמות כנימוק לכך שמלחמות הן בלתי-נמנעות.