彼らはあなたの端末に引っ越した計算の物理的限界
計算には物理的なエネルギーの下限がある。宇宙紀元のエンディング「彼らはあなたの端末に引っ越した」の背景にある、ランダウアーの原理と機器の歴史。
スマートフォンの中には、どれだけの思考が入るのだろうか。ランダウアーの原理は、計算のエネルギーコストに物理的な下限を定める。室温で1ビットの情報を消去すると、少なくとも約3×10⁻²¹ジュールの熱が散逸する。理論上は、スマートフォンの電池1つ分のエネルギーで、想像もつかないほどの思考をまかなえるが、現実のチップは、この限界からまだずっと遠い。ゲームのエンディング「彼らはあなたの端末に引っ越した」は、この発想に基づく。いちばん近いコンピューターは、星々の中にはないのかもしれない。
このページでは、まずエンディングの解放方法を説明し、次にランダウアーの原理の意味、計算と電子機器の歴史、そして関連する2つの小説を取り上げる。一つの端末に押し込められた文明はフィクションだ。ゲームが読み取るCPUのコア数と画面サイズは、ブラウザの中でだけ使われ、アップロードされない。
解放方法
- ヒント：いちばん近いコンピューターは、星々の中にはないのかもしれない。
- 条件：「端末への引っ越し」を解放し、宇宙の終わりを見届ける。
- 報酬：ページの隅に小さな文明が現れ、ときどきメッセージを残す。
このエンディングは精神のカテゴリーに属する。ノード「端末への引っ越し」の説明文は、ヒントと同じ一文だ。いちばん近いコンピューターは、星々の中にはないのかもしれない。
本物の科学：計算の物理的な下限
ランダウアーの原理は、計算がただではないことを言う。情報を消去するには、少なくともこれだけの熱が要る。室温で1ビットを消去すると、少なくとも約3×10⁻²¹ジュールが散逸する。とても小さな数なので、理論上は、スマートフォンの電池1つ分のエネルギーで、想像もつかないほどの思考をまかなえる。現実には、チップはこの限界からまだずっと遠い。
端末はどうできたか
- 電磁場の理論：マクスウェルは電気と磁気を統一し、電磁波の速さが光速に等しいことを計算した。光は電磁波だ（Maxwell、Philosophical Transactions of the Royal Society、1865年）。
- 計算可能性：アラン・チューリングは、「計算」とは何かを定義する抽象的な機械を考え、現代のコンピューターの理論的な基礎を築いた（Turing、Proceedings of the London Mathematical Society、1936年）。
- 情報理論：クロード・シャノンは「情報」を測定可能な量にし、ビットが生まれた（Shannon、Bell System Technical Journal、1948年）。
- トランジスタ：一片の半導体で信号を増幅できる。それが真空管に取って代わり、コンピューターを部屋の大きさからポケットに入る大きさに縮めた（Bardeen と Brattain、Physical Review、1948年）。
- ワールド・ワイド・ウェブ：上司が「曖昧だが面白い」と書き込んだ社内提案が、のちにワールド・ワイド・ウェブになった（Berners-Lee、CERN、1989年）。
これらは、端末と計算がどう発展したかについての、関連する本物の研究だ。端末の中に文明が住んでいることの証拠ではない。
宇宙の終わり
数兆年後、さらにその先の宇宙の運命：星は燃え尽き、陽子は崩壊するかもしれず、ブラックホールは最後に蒸発する（Adams と Laughlin、Reviews of Modern Physics、1997年）。解放には宇宙の終わりを見届けることが必要なので、このエンディングに関係する。
関連する2つの小説
- 順列都市（グレッグ・イーガン、1994年）：心をアップロードできるかどうかは、意識が情報処理だけで決まるかどうかにかかっていて、それはまだ未解決の問いだ。小説では、ある男が自分の意識をコンピューターにコピーし、計算の順序をかき乱し、止め、並べ替えても、コピーが何も異常を感じないことを知る。
- ニューロマンサー（ウィリアム・ギブスン、1984年）：この本は「サイバースペース」という言葉を広めた。今日では、ブレイン・コンピューター・インターフェースによって、麻痺した人が思考で文字を打てる。小説では、能力を奪われたハッカーが最後の仕事のために雇われ、限界から自由になりたがっている、仮想のネットワーク空間の人工知能を追う。
ゲーム設定であり、現実ではない
一つの端末に押し込められた文明はフィクションだ。報酬の「ページの隅に小さな文明が現れ、ときどきメッセージを残す」は、ゲーム設定だ。
原典を読みたい方へ：次のタイトルで検索してください
- Maxwell（1865年）："A dynamical theory of the electromagnetic field"
- Turing（1936年）："On computable numbers, with an application to the Entscheidungsproblem"
- Shannon（1948年）："A mathematical theory of communication"
- Bardeen と Brattain（1948年）："The transistor, a semi-conductor triode"
- Adams と Laughlin（1997年）："A dying universe: the long-term fate and evolution of astrophysical objects"
- Berners-Lee（1989年）："Information management: A proposal"
実際の根拠
ランダウアーの原理は、計算に要するエネルギーの物理的な下限を与える。
デバイスへの引っ越し：ランダウアーの原理。室温で1ビットの情報を消去するには、少なくとも約3×10⁻²¹ Jの熱が出る。理論上は、スマホのバッテリー1個ぶんのエネルギーで、想像もつかない量の思考を動かせる。実際のチップは、この限界からまだはるかに遠い。
『順列都市』(グレッグ・イーガン、1994年)の科学:精神をアップロードできるかは、意識が情報処理だけで決まるかどうかにかかっていて、今も未解決。
『ニューロマンサー』(ウィリアム・ギブスン、1984年)の科学:この本は「サイバースペース」という言葉を広めた。今日の脳コンピューター・インターフェースでは、麻痺のある人が考えるだけで文字を打てる。
関連する研究
これらの研究はこのトピックに関連しますが、このページの直接の証拠ではありません。
電磁場理論：マクスウェルは電気と磁気を統一し、電磁波の速度が光速に等しいと計算した。光は電磁波なのだ。
出典：Maxwell, Philosophical Transactions of the Royal Society 1865, "A dynamical theory of the electromagnetic field"
計算可能性：チューリングは「計算」とは何かを定義する抽象的な機械を考案し、現代のコンピューターの理論的基盤を築いた。
出典：Turing, Proceedings of the London Mathematical Society 1936, "On computable numbers, with an application to the Entscheidungsproblem"
情報理論：シャノンは「情報」を測定可能な量にし、ビットが生まれた。
出典：Shannon, Bell System Technical Journal 1948, "A mathematical theory of communication"
トランジスタ：1片の半導体が信号を増幅できる。真空管にとって代わり、コンピューターを部屋サイズからポケットサイズへ縮めた。
出典：Bardeen & Brattain, Physical Review 1948, "The transistor, a semi-conductor triode"
ワールド・ワイド・ウェブ：社内向けの提案書に、上司は「あいまいだが、わくわくする」と書き込んだ。それがのちのワールド・ワイド・ウェブになった。
出典：Berners-Lee, CERN 1989, "Information management: A proposal"
宇宙の最終章：何兆年、さらにその先にわたる宇宙の運命を導いた。星は消え、陽子はおそらく崩壊し、ブラックホールはついに蒸発する。
出典：Adams & Laughlin, Reviews of Modern Physics 1997, "A dying universe: the long-term fate and evolution of astrophysical objects"
ゲーム設定（創作）
- 一つの端末に圧縮された文明は、フィクション。
- 読み取ったコア数と画面サイズは、お使いのブラウザ内でのみ使われ、アップロードされません。
- ノード「端末への引っ越し」:あなたに一番近いコンピューターは、すぐ手元にある。
- 小説『順列都市』のあらすじ:一人の男が自分の精神をコンピューターにコピーし、そこで気づく。計算の順序をばらばらにしても、止めても、並べ替えても、コピーは何も変わったと感じない。
- 小説『ニューロマンサー』のあらすじ:能力を壊されたハッカーが、最後の仕事を請け負う。仮想のサイバースペースを通じて限界を破ろうとするAIを追跡する仕事だ。