アルフレッド・J・ロトカ

アルフレッド・J・ロトカ
生まれる	( 1880-03-02 )1880年3月2日 ルヴフ、オーストリア＝ハンガリー帝国（現在はウクライナ、リヴィウ）
死亡	1949年12月5日（1949年12月5日）（69歳） 米国ニュージャージー州レッドバンク
国籍	アメリカ人
知られている	ロトカ・ヴォルテラ方程式
科学者としてのキャリア
フィールド	数学

アルフレッド・ジェームズ・ロトカ（1880年3月2日 - 1949年12月5日）は、ポーランド系アメリカ人の数学者、物理化学者、統計学者であり、個体群動態とエネルギー論の研究で有名である。生物物理学者のロトカは、ヴィト・ヴォルテラと同時期に独立して開発された捕食者-被食者モデルの提唱で最もよく知られている。ロトカ・ヴォルテラ・モデルは、生態学における個体群動態の分析で現在でも多くのモデルの基礎となっている。

ロトカはオーストリア＝ハンガリー帝国のルヴフ（現ウクライナのリヴィウ） ^[1]でポーランド系アメリカ人の両親のもとに生まれた。^[2]両親のジャックとマリー（ドベリ）ロトカはアメリカ国籍であった。^{[3]彼は1901年に}イギリスのバーミンガム大学で理学士号を取得し、^{[1] 1901年から02年にかけて}ライプツィヒ大学で大学院課程を修了し、^{[1] 1909年に}コーネル大学で修士号を取得し、^[1] 1912年にバーミンガム大学で理学博士号を取得した。 ^[1]

職業

• ゼネラル・ケミカル・カンパニーの化学助手（1902–1908、1914–1919）^[1]
• 米国特許庁特許審査官（1909年）^[1]
• 国立標準局の物理学者補佐（1909年 - 1911年）^[1]
• サイエンティフィック・アメリカン・サプリメント編集者（1911-1914年）^[1]
• ジョンズ・ホプキンス大学の職員（1922年 - 1924年）^[1]
• メトロポリタン生命保険会社の統計学者、ニューヨーク市（1924年から1948年に退職するまで）^[1]

1935年にロモラ・ビーティーと結婚したが、子供はいなかった。

彼はニュージャージー州レッドバンクで亡くなった。^[4]

ロトカは今日では主に生態学で使われるロトカ・ヴォルテラ方程式で知られていますが、ロトカは生物数学者であり生物統計学者でもあり、物理科学の原理を生物科学にも応用しようとしていました。彼の主な関心は人口統計学であり、それがメトロポリタン生命保険の統計学者という職業選択に影響を与えた可能性があります。

ロトカの最も初期の出版物の 1 つは 1912 年で、ロナルド ロスの ​​2 番目のマラリアモデルに対する解決策を提案しました。1923 年には、ロスの 2 つのマラリア モデルの徹底的な分析と拡張を 5 部構成で出版しました。FR シャープとの共著によるシリーズの第 4 部では、病原体の潜伏期間をモデル化しました。ロトカは1925 年にElements of Physical Biology を出版しました。これは、ダーシー トンプソンのOn Growth and Formに続く最初の数理生物学の書籍の 1 つです。彼は進化に関するエネルギー論的視点でも知られています。ロトカは、自然選択の根本は、利用可能なエネルギーをめぐる生物間の闘争であると提唱しました。ロトカの原理によれば、生き残り繁栄する生物は、競争相手よりも効率的にエネルギーを捕らえて使用する生物です。ロトカは、エネルギー論の枠組みを人間社会にまで拡張しました。特に、太陽エネルギーから再生不可能なエネルギーへの依存の移行は、社会に独特で根本的な課題をもたらすだろうと示唆した。これらの理論により、ロトカはフレデリック・ソディ、ハワード・オダムらによって推進された生物物理学的経済学と生態学的経済学の発展の重要な先駆者となった。 ^[5]

ジョンズ・ホプキンス大学在学中、ロトカはピエール・フランソワ・ヴェルフルストの研究を拡張した著書『物理生物学要綱』（1925年）を完成させた。彼の最初の著書は、それまでの研究を要約し、物理法則の統一性と普遍性に関する彼の考えを体系化し、彼の研究を他の科学者が理解しやすいようにしたものである。この本は進化のエネルギー論（下記参照）から意識の物理的性質まで、多数のトピックを扱っているが、著者は今日では主に個体群動態の ロトカ・ヴォルテラ方程式で知られている。

彼の初期の研究は、エネルギー学と生命科学における熱力学の応用に集中していた。

ロトカは、ダーウィンの自然淘汰の概念は物理法則として定量化できるという理論を提唱した。彼が提唱した法則は、進化の選択原理は最大限に有用なエネルギーフロー変換を支持するものであるというものだった。一般システム生態学者ハワード・T・オダムは後に、ロトカの提案を生態系生態学における自身の研究の中心的な指針として適用した。オダムはロトカの法則を最大電力原理と呼んだ。

ロトカの数理人口学の研究は、1907年にScience誌とAmerican Journal of Science 誌に論文を発表したことから始まった。彼は20年以上にわたってこのテーマに関する数十の論文を発表し、最終的にThéorie Analytique des Associations Biologiques (生物学的関連の分析理論) で頂点に達した。45ページの第1部「Principes」は1934年に出版され、149ページの第2部「Analyse demographicique avec application particuliere a l'espece humaine 」は1939年に出版された。どちらもパリのHermann & Cie社から出版された。

計量書誌学、特に科学出版物の研究に特化した分野では、ロトカは「ロトカの法則」の貢献で知られています。ロトカが発見したこの法則は、科学者の生産性に関係しています。1981 年に WG ポワチエが指摘したように、「ロトカ分布は、n本の論文を執筆する著者の数が 1 本の論文を執筆する著者の数の 1/ n ²になるという逆二乗法則に基づいています。各主題領域には、著者の生産性の特定の割合を表す指数を関連付けることができます。」ロトカの研究はさらなる調査を巻き起こし、最終的には科学出版物の科学的研究である サイエントメトリクスの分野に重要な貢献をしました。

彼はメトロポリタン・ライフのもう一人の統計学者、ルイス・イスラエル・ダブリンと協力して、人口統計学と公衆衛生に関する3冊の本、『人間の金銭的価値』（1930年）、『寿命』（1936年）、『25年間の健康増進』（1937年）を執筆した。

• アメリカ人口協会会長（1938年～1939年）^[1]
• アメリカ統計学会会長（1942年）^[1]
• 人口問題科学調査連合副会長
• 米国労働組合全国委員会委員長
• アメリカ公衆衛生協会フェロー
• 数理統計研究所フェロー

• ロトカ・ヴォルテラ方程式（捕食）
• ロトカ・ヴォルテラ種間競争方程式
• ロトカの法則（ジップの法則の特殊なケース）
• ロトカの原理
• オイラー・ロトカ方程式
• シャープ・ロトカ・マッケンドリック方程式
• エネルギー会計
• 生物物理学経済学
• バイオエコノミクス
• エネルギー経済
• ハワード・T・オダム

• AJ Lotka (1925)「Elements of Physical Biology」は、1956 年に Dover 社からElements of Mathematical Biologyとして再版されました。
• Lotka, AJ (1939) Théorie Analytique des Associations Biologiquesは 1998 年に「生物学的集団の分析理論」として翻訳されました。ニューヨーク：プレナム・プレス。
• ロトカ、AJ（1989）「ロトカの人口研究、生態学、進化論」 人口と開発レビュー、15（3）、539-550。
• ロトカ、AJ (1998)。生物集団の分析理論。ニューヨーク：プレナム・プレス

記事、抜粋^[6]

• ロトカ、AJ（1907）。出生率と死亡率の関係。サイエンス、26：121-130。
• シャープ,FR & ロトカ,AJ (1911)。年齢分布の問題。哲学雑誌、21:435–438。
• AJロトカ（1912）疫学における定量的研究。 ネイチャー、88：497-498。
• ロトカ、AJ（1919）。定量疫学への貢献。ワシントン科学アカデミー誌、9：p.73。
• AJ Lotka (1922a)「進化のエネルギー論への貢献」Proc Natl Acad Sci USA、8: pp. 147–51。
• AJ Lotka (1922b)「物理的原理としての自然選択」Proc Natl Acad Sci USA、8、pp. 151–54。
• AJ Lotka (1923)「マラリア疫学の分析への貢献」アメリカ衛生学誌、3: 1–121。
• Loth, AJ (1926)「科学的生産性の頻度分布」ワシントン科学アカデミー誌 16(1926):317–323。

ロトカについて

• Haaga, J. (2000). 「アルフレッド・ロトカ、数理人口学者 Archived 2017-08-20 at the Wayback Machine」Population Today、28(2)、3。
• キングスランド、SE（1985） 「自然のモデリング：個体群生態学の歴史におけるエピソード」シカゴ：シカゴ大学。

• ジャック・ヴェロン。2008 年。「アルフレッド・J・ロトカと人口の数学」確率統計史電子ジャーナル、第 4 巻、第 1 号、6 月。

• プリンストン大学シーリー・G・マッド写本図書館所蔵のアルフレッド・J・ロトカ文書
• ジャック・ベロン、アルフレッド・J・ロトカと人口の数学、確率統計史電子ジャーナル、2008年6月。