アイスランド噴火と局所最適化

Satoshi Matsuoka @ProfMatsuoka

すでに帰国から数日たつが、今回のアイスランド噴火->欧州逃避行は年間20回以上海外出張している松岡にとっても新たなる体験であるとともに、現代のネット・クラウドによる情報インフラに関して大いに考えさせられるものであった。そのあたり、先日の情報爆発のシンポでも色々議論したのだが。

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それに関してパネルのスライドに一部書いたのだが、一部DoEのRick Stevens氏のスライドを利用して、彼が公開するなら若干編集したいとの申し出で、ちょっと遅れている。なので、ひとまず感じたことを吐露しよう。

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今回、ヒースロー空港に出向いても「閉鎖」となっててターミナルに入れず、まずはアメリカ側の友人達のヒースロー近くのホテルの部屋に15日の夜に居候になった時から始またのだが、次の日から日本人組とロンドンで合流し、脱出計画を開始；その後金～月と三日半かけて計画を練り、火曜に脱出開始。

Satoshi Matsuoka @ProfMatsuoka

(続き) 何故これだけ計画に時間がかかったかというと、1)北の欧州空港は全てアウトで、2)南下を計画するも鉄道はパンク状態、3)よって、下手に投機的に動くと袋小路となるので、完全な脱出パスを確保しないと動けず、4)ところが各種予約ITシステムがパンクし、欧州の週末で埒があかない。

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そうしたら結果として火曜4:30AMロンドンを経ってから、結局34時間かかってToulouse間を実質的に往復したという「無駄足」になり、水曜の夜にヒースローから「普通に」帰国したわけだ。何故こうなったかを分析するに、ごく最近のITインフラの欠点、及び今後の研究課題がわかる。

Satoshi Matsuoka @ProfMatsuoka

比較的安全な欧州からの脱出基点としてのマドリッドから米国経由、及びローマから直接、の空路は21, 22日あたりで早めに確保した。しかしその後、南の脱出経路を皆が自覚するにつれ、それらの空路はすぐ満杯になり、それらフライトに間に合うようにロンドン間を陸路で接続する必要が生じた。

Satoshi Matsuoka @ProfMatsuoka

ところが鉄道関係の予約サイトは金曜後半からほとんど機能しなくなった。一見機能していても、（変更可能な切符なのに)時間変更ができない、予約が最後の支払いのプロセスでコケる、サイトがダウンする、等々。おまけに週末にかかると、SEが働かないのか(?), 全く状況が改善しない。

Satoshi Matsuoka @ProfMatsuoka

仕方が無く駅に行くが、日本のようにみどりの窓口等どこでも長距離列車の切符が買えるわけではない。例えばロンドン⇔パリ間のEurostarだと始発駅に行くしかないのだが、長蛇の列の上に売り切れとのことで閉鎖。係に聞くと「Webでとれ」と言われ「できたらここにいないよ」とプチ切れ。

Satoshi Matsuoka @ProfMatsuoka

フランスに到着してからの切符も同様。これはロンドン中心のSNCFのRailEuropeのオフィスでしか直接販売してないが、いろいろあって土曜3時ごろ行ったら長蛇の列でおまけに土曜は4時で閉店で本当に閉店してしまった！日曜は勿論休業。フランスの友人に依頼するも事態は好転せず

Satoshi Matsuoka @ProfMatsuoka

結局月曜の早朝5:30AMぐらいにEurostarの始発駅で一部の経路で必要となる早い列車変更を試みるもボツで、すぐにRailEuropeのオフィスに踵を返し寒風の中4時間以上並んでようやくパリ=>ToulouseのTGVを確保した。

Satoshi Matsuoka @ProfMatsuoka

これでようやく20日早朝発でロンドン→パリ→Toulouse→（ローマ→日本 23帰国) or (マドリッド→メキシコ→米国→日本 24帰国)の経路が確保でき、結局はロンドン→パリ→Toulouse→(ロンドン→日本 22帰国）となったのはすでにtweetした通り。

Satoshi Matsuoka @ProfMatsuoka

勿論他の経路も断片的に予約していたが、月曜にほぼ多重な完全経路確保ができた時点で多くをキャンセルした。それらに加え、結局ロンドンに戻ったのでマドリッド・ローマの空路も勿論キャンセル、結局使用はEurostar, TGV, ボルドーからのタクシー、及びロンドンへの空路のみになた。

Satoshi Matsuoka @ProfMatsuoka

問題は欧州中で何十万人以上がそのようなネット上での情報収集・経路確保を多くの人達が、しかも多くの場合リアルタイムで行っていたことである。しかも袋小路にはまりやすい南欧州へは確実な予約がないと動きにくいので、多くの余裕のある人たちは「局所最適化」のために予約しまくっていたことだ。

Satoshi Matsuoka @ProfMatsuoka

しかも9/11の頃は家やせいぜいホテル・ネットカフェからのアクセスだったが、3Gやsmartphoneによるユビキタスアクセス、及びクラウド等によるネット側の充実により、四六時中それを行うことになる。実際松岡らも、行列中、食事や、街中を移動中もずっとアクセスし続け、即行動した。

Satoshi Matsuoka @ProfMatsuoka

しかも、ITシステムが半分ダウンしてるから、キャンセルなどが電話とか駅直接とかになったりしてすごく時間がかかる。キャンセルはお金の問題のみなので、経路確保と比較して急いでいないから、簡便に出来ないと（待っている人には悪いが）どんどん後回しになる。この局所最適化が欧州中で行われる。

Satoshi Matsuoka @ProfMatsuoka

ところが、あれだけ切符がない状態なのに、実際に列車や飛行機に乗ると空席が目立つ。今回は状況が時々刻々と変動したので、我々は常にその時点で最適な脱出経路を選択できたが、それはバックアップ経路があってのことだ。例えばToulouseだからロンドンに戻れたので、逆にパリだと困難だった。

Satoshi Matsuoka @ProfMatsuoka

しかしそれによって当然我々も空席を生じさせるのに加担していたわけだ。勿論すぐにキャンセルするように務めたが、例えば航空会社の電話がスペインにあってしかも有料なのでSkypeOutどころかフランスからはローミング携帯でもかからないなど、仕方がない状況も多かった。

Satoshi Matsuoka @ProfMatsuoka

つまり、ITシステムの発展により、このような突発的事態で皆が常時情報収集し、局所最適解を求めるように行使したため、それが全く大域的な最適解にならないどころか、莫大な社会的資源の無駄を生じさせてしまったのだ。ベストな解は何もしなかったことで、昔ならば自動的にそうなっていたわけで。

Satoshi Matsuoka @ProfMatsuoka

これは松岡のようなスパコン・クラウド等大規模情報システムを研究している身にとっては衝撃的な事実だった。本来社会を効率化するべくITシステムが、期待に反して多くの無駄を生んだわけだ。自分の犬に手を噛まれる以上に、問題が浮き彫りになった。

Satoshi Matsuoka @ProfMatsuoka

ポイントはΣ(局所最適化) ≠大域最適化であることで、金曜に「情報爆発」の会合で東大の社会経済科学者の須藤先生に伺ったら「それは経済学では当たり前だが、社会科学的には、特に線形モデルに基づく統計的な解析が主流で、逆に局所解への考察が薄い」とのことであった。

Satoshi Matsuoka @ProfMatsuoka

ITインフラの立場からすれば、本来は個人の期待をある程度満たしながら全体が最適化されるように意味のある情報を個人個人に出せることが理想的である。ところが、現代のITシステムはひたすら人の行動を投機的にさせ、場合によっては今回のような資源の無駄を生む。

Satoshi Matsuoka @ProfMatsuoka

しかし、何千万もの個人がそれなりにバラバラな場所や価値観や経済状況などにある時に、それぞれに合わせた形で満足させ、かつ全体最適化をリアルタイムで行うのは超莫大な計算量となり、現状ではそのような計算モデルはなく、かつ専用のエクサフロップス級のスパコンが必要になるかもしれない。

Satoshi Matsuoka @ProfMatsuoka

パニック映画での「逃げろ」とか言われて皆ハイウェイに殺到して身動きがとれず結局やられるといった状況はしばしばだ。全員が逃げれるように的確な指示をリアルタイムに何百万人に個別に与えられたら。。。といった話にも似ている。

Satoshi Matsuoka @ProfMatsuoka

情報爆発の時代、今まで個人の視点の情報処理の最適化に研究者は注視し、かつインフラ整備がされてきたが、今後は大域的最適化への転換が必要で、それは数理モデル、クラウド・・ネット等インフラ、SW&サービス等次世代へ向けた社会的グランドチャレンジであることが身にしみてわかった次第である。

Satoshi Matsuoka @ProfMatsuoka

iこのあたり、社会科学・数理情報・HPC・クラウド/ユビキタスが複合した新学術領域創世につながるかもしれませんね。 @kenji_rikitake このtweetのまとめで十分雑誌のコラムになるだけの内容だと思います．筆力に敬意を表します _o_