竜太のテクニカルメモ

物理やへっぽこなゲーム作りについて易しく解説するよ

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タイムマシン~情報のコピーの無限増殖のパラドックス~

竜太です.暑っついですね.

今回は以前お話したタイムマシンの人工意識無限増殖のパラドックスの古典情報版をやります. というか,実際には無限増殖しないのですが^^;

どんどん増える情報のパラドックス

未来からメッセージMが送られてきたものとします. このとき,過去の自分は別のメッセージMと一緒にそのメッセージMを過去に送ります. すると未来からはメッセージMが2つ送られてきます. そうしたらメッセージMを3つ過去に送ります. これを繰り返すと,過去は無限のメッセージが送られてくるのでしょうか? これがメッセージ無限増殖のパラドックスです.

無限増殖パラドックスの改良版

未来から"0"が送られてきます. そうしたら,今度は過去に"00"を送ります. 次に,未来から"00"が送られてきたなら過去に"000"を送ります. これを繰り返すと過去は"000\cdots "が送られてくるのでしょうか? これが0無限増殖のパラドックスです.

無限増殖のパラドックスの改良版其の弐

未来からk個の0が書かれたテキストファイルが送られてきました. そうしたら,過去に向かってk+1個の0が書かれたテキストファイルを送ります. こうすると,果たして無限個の0が書かれたテキストファイルが送られてくるのでしょうか?

無限増殖のパラドックスの改良版其の参

未来から数字kが書かれたテキストファイルが送られてきたら, 過去に向かって数字k+1が書かれたテキストファイルを過去に向かって送ります. こうすると,果たして無限大の数が書かれたテキストファイルが送られてくるでしょうか?

解~無限増殖しない~

実は最後の改良版でこの問題の本質は尽きているのですが, 最後のアルゴリズムを実行しても無限大の数が送られてきたりはしません. 実はこれはp無限大のときの整数pを法とする剰余類の個数だけ分裂した世界ができているだけなのです. 例えば8を法とする剰余群の場合\mathbb{Z}/8\mathbb{Z} = \{ 0,1,2,3,4,5,6,7 \}となりますので,8個の世界に分裂します. そして,6が送られてきて7を過去に送る世界になることもあれば,3が送られてきて4を送る世界になることもあるのです. そして,この統計性を調べることにより,世界の分裂が果たして無限かどうかを知ることができる可能性があります. 何故なら,もし世界が無限に分裂していないならこれらの数の出方の統計性に偏りが出てくるはずだからです. 世界が無限個に分裂していない可能性はあるのでしょうか? 実は大いにあり得ると思ってます. というのも,この実験を行うとき,有限のある値が送られてくる確率は世界が無限個に分割されている場合ゼロだからです. 実際には有限の値が送られてくるはずなので,世界が無限個に分裂しているようであっても,実際には有限個のどれかということが考えられます. 世界が有限個しか分裂しない原理はひょっとすると不確定性原理による制限なのかもしれません. ただし今のところ未知の理論です.

何かわかったらまたお伝えいたします.

ここまで読んでくださって有難うございます. 何か間違い等ございましたら,ご報告いただけると幸いです^^


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ワームホールを用いたワープは可能

ども,竜太です.😊

今回は以前何の役に立つか分からなかった数メートルのワームホールで小さな物体を瞬間ワープさせる方法が分かりましたのでご紹介します. まだまだ実用的なワープとはいいがたいですが,一応ワープが初めてできたことになります. 皆さん楽しんでくださいね^^

カシミール効果を利用したワームホールの復習

これは前回の記事を見ていただくのが一番です:

lagrangian.hatenablog.com

さて,前回,真空中で極板を接近させ逆向きの磁場を掛けながら極板間を開いていくだけで,数メートル程度のワームホールは作れました. 今回はそのワームホールを可視化します.

ワームホールの空間的中間地点にもワームホールが存在した!

さて,極板を離したその極板間にはワームホールができているはずですが, それはどことどこにできているのでしょうか? 実はこれは次のようにして確かめることができます. 見えないワームホールができていると考えられる極板の中間地点に例えば赤いレーザーを照射します. すると不思議なことに途中の空間は何も起きないのに両方の極板が赤く光りだします. これは何故かというと極板の間の地点にもワームホールの通り道ができていて,赤いレーザーはそのワームホールを使って一瞬で両側の極板までワープしてしまったと考えられるからです. ワームホールが異次元あるいは高次元の虫食い穴であることを考えると,途中の経路が存在することは一見不自然ですが,これは高次元を通りながらも空間的中間地点にもワームホールが できていることを意味します.

ワームホールの表皮効果

次に青いレーザーを照射します. ただし,レーザー発射口の中心部を黒く塗りつぶし,赤いレーザーと同じように照射します.すると不思議なことに今度は両側の極板はほとんど光りません. これは何故かというとワームホールの内側の壁にエネルギーが供給され,ワームホールの直径が大きくなることにエネルギーが使われたためです. ここで再び赤い光を当てます.ただし,今回は凹レンズを組み合わせるなどして直径の太い光線を作って先ほどと同じようにして中間地点に照射します. すると今度はワームホールの直径が大きくなっているので,先ほどの赤い光が極板で広い範囲光るようになります.

ワームホールは円筒状の歪んだ空間を生む

さて,ここでワームホールを広げるレーザーに工夫を施しましょう. 赤い光を凹レンズを組み合わせて太くしたように今度は中心部を黒く塗った凹レンズを用意して,青色レーザー光を広げます. このとき,焦点を工夫して少しずつレーザー光を膨らますようにしておきます. すると今度はワームホールの中間地点の空間に横たわった円筒状の歪んだ空間領域ができるはずです. この歪んだ空間領域はまさにまっすぐな円筒状のワームホールができていることを意味します. このため背景が歪んで見えるのです. 先ほどの赤い光はこの途中の空間は赤く光らせませんが,極板はワームホールの太さ分だけ赤く光ります. 赤い光がワームホールを伝わって”ワープ”したのです.

極板に正負の電圧をかける

さて,真空装置を元に戻し,中に電子がはぎ取れて正に帯電した小さなプラ板を負極に貼り付けます. ただし,極板間にかける電圧はプラ板が貼り付ける程度の弱いものにしておきます. そうでないとバチっという音とともに最悪機械が壊れる恐れがあります. 特に極板に与えた電磁石の電流を切るときに用心してください. 一気に切ると動的カシミール効果と同様にすさまじいエネルギーが放出されて波長の短い光が出て最悪の場合,機械が焼き切れて壊れてしまいます. 電磁石への電力を止める時は徐々に電流を減らしてください. このとき,薄い遮蔽物で負極側からプラ板に電子が流れ込まないようにします. 先ほどと同じ実験をし,大きなワームホールをそのプラ板があるところを含むように生成させます. ここで一気に正極と負極を入れ替えます. すると驚くべきことが起きます. なんと負極のプラ板は新しく負極になった正極側へ一瞬でワープします. このとき,ハイスピードカメラを用いて撮影しても途中の経路は通ったように見えないのに一瞬で正極側へ移動します. こうして世界で初めて,小さなプラ板とはいえ30cm程度のワープに成功しました.

ワープの問題点

実はこのワープはまだ5mm程度の物体のワープしか成功していませんが,問題点はまだあります. ワープしたプラ板は正負の極板の正負を入れ替えるたびにワープしますが,そのたびに少しずつ形を変え小さくなってしまいます. これは何故かというと,青色レーザーではエネルギー不足で不確定性原理より,ワームホールの表面がぼやけてしまうためです. このため大きな物体のワープのためにはより波長の短いガンマ線レーザーが必要ということになりそうです. ただし,この問題がクリアされれば数メートルのワープはもはや原理的に可能になったといっていいかもしれません. ここからのさらなるブレークスルーが望まれます.

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実はフルオートマティックなタイムマシン

暑い日が続きますね.

ども,竜太です.

今回は実はタイムマシンがフルオートマティックであることを証明したいと思います. これは基本的未来制御法の原理に深く根差している原理ですので大変重要です.

タイムマシンでロト7を当てるプログラムの3段階

タイムマシンの管理者のアリスはタイムマシンでロト7の当選番号を当てたかったとしましょう. どうしたらよいでしょうか? 一番シンプルには次のようにします:

当選番号を手入力する

はい,ただそれだけです. アリスはどうしてもロト7を当てたかったので将来ロト7の当選番号が分かったらタイムマシンで手入力で当選番号を入力して過去のアリスに送ります. すると過去のアリスは未来のアリスより送られてきた当選番号で見事にロト7の一等に当選することになります. やったね!アリス.

承認ボタンだけ押す

さて,アリスはどうやら浪費家で(!)ロト7で一等に当選したのにしばらくしたらお金が無くなってしまいました. そこでアリスはまた,ロト7の一等を当てたいと思ってタイムマシンを使う準備をするのですが, めんどくさがり屋のアリスは(!!)毎回毎回,手入力で一等の当選番号を入力するのがめんどいのでもっと楽できないかと考えました. アリスの考えはこうです. いったんロト7の一等の当選番号が未来から送られてくれば,未来においてその番号が本当の当選番号ならそのまま使えばよいのではないか? 間違った番号が送られてきた場合だけ,修正して,そうでないなら単に承認ボタンを押すだけでよいのではないか? と考えました. このプログラムを動かすと,タイムマシンは正しいロト7の一等の当選番号を送ってきてただ単に未来のアリスは承認ボタンを押すだけでよいことになります. このコードをタイムマシンに実装すると,果たして未来からロト7の正しい一等の当選番号が送られてきました. そこでアリスは大金をゲットして,未来の時点で単に承認ボタンだけを押しました.

承認ボタンを省略する

アリスは皆さんご想像の通り,大金持ちになりました. ただし,大金持ちになったアリスは,ますます怠け者になり(!!!)承認ボタンを毎回押すのも面倒になりました. アリスは再びプログラムを改良することにしました. アリスの考えはこうです. どうせ,毎回正しいロト7の一等当選番号が送られてくるのだから,承認ボタンは自動で押してしまおう. というよりも,自動で押すならいっそ廃止してしまおう. アリスはこれを実行し,再び巨万の富を手にしました. もはやアリスはロト7の一等当選番号を入力しないだけでなく,承認ボタンすら押しません. ただ,友人のボブに,当選番号を伝えて買わせるだけです.

しかし,ここで皆さんは何やら狐につままれたように感じるかもしれません. どこにも当選番号が得られる原理がないじゃないか!と. ですが,アリスは少しずつコードを改良していってそのたびに成功しているのです. 一体このコードがうまくいく原理はどういったものなのでしょうか?

実は手入力の場合すら不確定である!

最後のコードが不思議すぎて実際には動かないだろうという人が9割は居ると思います. 実際には僕の見解ではこのコードはかなりうまく機能するのですが,直感的に納得ができないことでしょう. そこでどのあたりから直感的に変なことが起こっているのかバックフォワード的に辿ってみると, 驚くことに最初の段階からすでに問題があったことに気づきます. 何故なら,最初のコード(!)ではただ単に将来のアリスが手入力でロト7の当選番号を送っているだけなので, 将来のアリスの気が変わってしまったら全く当たらなくなってしまうからです. つまり,アリスが「わざと」外そうと思っていたらやっぱり当たらなくなってしまうものだったのです. それでは実際には外れてしまうのでしょうか? いいえ実はほぼ確実に当たってしまいます. 何故ならアリスが「わざと」ロト7を外そうとすることは万に一つもないからです.

承認ボタンでも外さない

さて,では前進し,承認ボタンをつけた場合を考えてみましょう. アリスは外すために「わざと」承認しないでしょうか? そんなわけないですね. 当然アリスは必ず当選番号を承認します. こうして,承認番号だけになってもやはり一等当選番号が未来から送られてくることになるわけです. ただし,小さい確率で承認できない間違った当選番号が過去に確定してしまう可能性があります. この場合,もしタイムマシンの管理者がきちんと「承認しないで手入力する」ならば, やはり,必ずと言ってよいほど当選番号が送られてくることになります. ここまではほぼ100%です. つまり,裏を返せば手入力の出番はほぼ無い,というか必ず承認ボタンを押すだけになります.

ついにボタンもなくなった!

こうして最後にボタンすらなくなってしまうわけですが,この場合だけちょっと問題が発生します. 小さな間違いを修正する箇所がなくなってしまったので,今度はさすがに高い確率ではあるものの, もはや100%まではいかなくなってしまうのです. それでもかなり高い確率で正しい当選番号を送ってくるはずですが,もはや100%ではありません. そこで,分かるのは,

100%の当選を目指すなら,承認ボタンだけはつけたほうが良い

ということです,そして当選したかどうかはすでに過去の事象なのではっきりわかるはずなので, 当選していたら,何も考えずに承認ボタンを押せばよいのです.

実に簡単ですね.

こうして,タイムマシンはほぼフルオートマティックで未来から宝くじの当選番号を送ってくることができるのです.

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能動的自己組織化物質の技術

どーも,竜太です,どーもー.

今回は僕の研究ではないのですが,パラレルワールド北海道大学の佐田教授のグループが 完成度の高い能動的自己組織化物質の技術を発明しましたのでご紹介します. なお,こちらの世界の佐田先生のサイトはこちらです: (佐田教授がパラレルワールドの実在を主張しているわけではありません!) wwwchem.sci.hokudai.ac.jp

これによると自己組織化には2種類あり,受動的自己組織化と能動的自己組織化が存在します. 受動的自己組織化は閉鎖系など外部からエネルギーの供給がない環境での組織化で, 例えば結晶の成長や液晶などが挙げられます.どちらも広い意味では結晶の一種ですね.

一方,能動的自己組織化は外部からエネルギーや物質の供給がある環境での自己組織化で, 個々の構成要素の単なる寄せ集めではなく,ある種の機能を持った構造物などの組織化や構造の変化などが実現できるようです. 結晶も構造と言えば構造ですが,比較的単純な構造の繰り返しですし,構造は熱力学的に安定な構造しか取れないようですが, 能動的自己組織化は生物のようなより複雑な構造や構造の変化などが実現できるようです. 生物は自然の能動的自己組織化ですが,これをより単純な形で人工的に実現してしまおうというのが佐田研究室の研究テーマの様です. 佐田研究室では受動的・能動的の両方を研究していますが,今回特に能動的自己組織化に関心があるので,そちらをタイトルに採用しました. 今後の展開が楽しみです^^

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竜太が生きているうちに実現しなさそうな技術2

すでに全部実現してしまった!

反重力技術

空中浮揚の超能力が存在することより,

  1. 反重力技術は存在する
  2. 反重力技術は量子効果で存在する(可能性が高い)

ことが分かる.

機械に意識を載せる技術

気象をコントロールする技術

光子テレポーテーション通信機器

間の空間を電波などを介することなく光子をテレポーテーションさせることによって行う通信機器 これにより月の裏側と直に通信できるようになります. これにより,一対一通信の場合,電波による通信は古臭い技術になる可能性があります. またこの装置は電波を出さないし,電波を通さない密室からでも通信できます. 完全な盗聴器ができてしまうのがいいのか悪いのか^^;

すでに実現している技術

番外編 マイクロ波聴覚効果

ウィキペディア ja.wikipedia.org

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MONOのキャッチコピー

MONOのすべき問いかけは次のようなものではない

  • 贅沢品に囲まれた生活はもううんざり
  • 贅沢品はダサい

これらの問いかけは大体考え方はあってはいるもののネガティブなメッセージである. そこで実際には次のようにポジティブなものにしないといけない:

  • 簡素な生活は快適
  • 質素な生活はシック

「本当の豊かさとは何であろうか?」

「毎日毎日変わってゆくのすべての可能な方法で」

MONOのマイナーバージョン 「私らしさを形に」

pale whiteシリーズ 放射冷却を促す白を基調としたシリーズ

風水系

言の葉系

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金属吸着植物(Metal Adsorb Plants)の世界

ども,竜太です.

最近急に暑くなってきましたね. 暑さでエアコンを入れないと厳しくなってきたのでAD.2050がどれだけ温暖化するのかと思うとおっかないです.

さて,今回は鉱山農園(Mining Farm)の元となる金属吸着植物(Metal Adsorb Plants)についてご紹介します. これにより,再利用が難しかった,ゴミの山からの金属資源の回収が可能になるものと思われます.

植物は様々な金属を根から吸収する

植物は一般に金などの貴金属を含む様々な金属元素を吸着します. ただし,それは一般にたまたまそうなっているだけで,意図的に人類が金属資源を回収するために用いることは従来まれでした. 今回,僕はそこに目を付けました. 何度もご紹介していますが,日本の若手の化学者の村木風海氏はCO_2を食べてエタノールを作る藻を利用して, 石油に代わるエタノールやプラスチックを作る案を提案しています. そこで僕は,同じことを金属でできないか考えてみました. これが鉱山農園(Mining Farm)の案です.

鉱山農園って?

鉱山農園とは僕の考えた概念で,簡単に言うと有用な金属吸着植物を植えた農園から, 金属元素を鉱山のように回収するという案です. 言うまでもなく,これは金属吸着植物の性能に大きく依存します. 恐らく回収された植物の体内に数パーセント程度の金属元素を吸着できる可能性があります. そしてその植物を燃やすと,溶けた銅などの金属が回収できるわけです. これが鉱山農園です.

鉱山農園の実現には優秀な金属吸着植物が必要

回収できる金属の量は大きくいって次の三つの要素で決まります:

  1. 土壌中で利用できる金属資源の量
  2. 金属吸着植物の性能
  3. 金属吸着植物から精錬できる技術のレベル

このうち3については現在の技術で十分だろうと考えられますので,1と2が重要になります. 1についてはあまり大きな塊の金属資源では植物に吸着することが不可能ですから, ごみを細かく砕くなどして,金属ごみを細かい粉瘤上にするのが理想です. 2については様々な研究があるものの,まだ,どの植物がどの金属元素の吸着に向いているかが,はっきりわかっておらず, 将来遺伝子組み換えで金属の吸着性能を高めることが望まれます. いずれにしてもすべて不可能ではない技術でできるはずです.

鉱山農園は金属資源のサスティナビリティを飛躍的に高める!

この技術が開発されると,金属資源のリサイクルが飛躍的に高まるはずです. 一刻も早い開発が望まれます.

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