内海新聞のブログ

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1795:数学は物理を予言しているのではないか?AIと議論してみた

 自分が16歳で東京高専の工業化学科(現物質工学科)に入学して3年間は、みっちり数学とか物理、専攻の化学やるはめになったわけなんですけど、当時の高専の授業は通常の高校(進学校レベル)の3年分を1年半で終わらせ、2年生ではすでに微分積分とか大学の理工学部のレベルをします。
 高専の指導教官は大学の教授・准教授と同じ、うちでは高専を面倒見る親大学になっていたのが東大と東工大だったのでそこから来た先生が教えます。
 特に2年生での微分積分は1週間2時間、3年生ではさらに微分方程式だけで1時間別途授業が組まれます。
 数学で死ぬ学生も多いです。私もやられました。

 当時の指導教官は東工大の数学科の修士で研究者でもある先生だったので、私がふと3年生(18歳)ある日こういう質問をしてみたのです。

「物理学は数学で記述されて表現されるのだから、逆に数学は既に物理学の法則や現象のすべてを【予言】していることになるのではないですか?」

先生は「いやあ、それは違うよ」って否定されました。

あれから、33年経ってAIに気兼ねなく何でも聞ける時代が来ました。
そこであの頃私が思っていた疑問を再度尋ねてみました。

■物理学は数学で記述されるが、数学は物理法則を予言していると考えていいか?
私:物理学は数学で記述されるが、数学は物理法則を予言していると考えていいか?

AI:物理学は数学で記述されますが、数学は物理法則を予言するわけではありません。むしろ、物理学者は、自然界の現象を数学的な言語で表現し、それらの数学的なモデルを使用して物理法則を説明することができます。数学は、物理学者が自然界を理解するために使用するツールの一つであり、物理学の理論の表現に便利な言語です。

したがって、数学は物理法則を予言するのではなく、物理学者が理論を構築するために使用するツールの一つです。数学的なモデルが物理現象を正確に記述し、実験と観測の結果と一致する場合、物理学者はそのモデルを正しいと考えることができます。

■宇宙の物質の集合全体を有理数とするならば宇宙は無限だと言えるのではないか?
私:宇宙の物質の集合全体を有理数とするならば宇宙は無限だと言えるのではないか?

AI:宇宙の物質の集合全体を有理数とすることはできますが、この事実自体からは宇宙が無限であることを必ずしも導くことはできません。

宇宙が有限か無限かは、現在の科学の知見では確定的にはわかっていません。宇宙が有限である場合、その大きさは測定可能な範囲内である可能性があります。一方、宇宙が無限である場合、その大きさは測定不能な範囲に及ぶ可能性があります。

また、宇宙の大きさに関しては、宇宙が膨張していることが確認されており、これにより宇宙の観測可能な範囲が拡大しています。したがって、宇宙が有限であっても、私たちが観測できる範囲が拡大するにつれ、その大きさが増える可能性があります。

つまり、宇宙が有限であるか無限であるかについては、現在の科学の知見では確定的には解決されておらず、膨大な情報を持つ宇宙を有理数で表現することができることとは直接的な関係はありません。

■宇宙が有限で膨張しているなら、宇宙空間の物質粒子間の距離は広がって濃度や密度が下がるのではないか?

私:宇宙が有限で膨張しているなら、宇宙空間の物質粒子間の距離は広がって濃度や密度が下がるのではないか?

AI:宇宙が有限で膨張している場合、宇宙空間の物質粒子間の距離が広がることにより、密度が低下することが予想されます。

現在の宇宙モデルでは、宇宙は約138億年前にビッグバンと呼ばれる爆発的な現象によって誕生し、その後も膨張を続けていると考えられています。宇宙が膨張するにつれ、宇宙空間の物質粒子間の距離が広がります。この現象により、宇宙の密度は低下し、物質粒子の濃度も低下することが予想されます。

ただし、宇宙空間の物質分布には、重力などの影響により、局所的には密度の高い領域や低い領域が存在することがあります。また、宇宙の膨張速度が変化したり、暗黒物質や暗黒エネルギーの存在が考えられているため、宇宙全体の密度分布は複雑であることが予想されます。

■宇宙の外側は物質なのか?
私:宇宙が有限なら宇宙には外があることになるが、外側の世界は物質なのか?

AI:宇宙が有限である場合、その外側には何もないとは限りませんが、現在の科学の知見ではその外側に物質が存在するかどうかは確定的にはわかっていません。

宇宙が有限である場合、その外側には宇宙全体を包み込むような何かが存在すると仮定されることがあります。このような仮説として、宇宙が有限の場合には、その外側に「超宇宙」と呼ばれる空間が存在するとする説が提唱されています。超宇宙については、現在の科学の知見では確定的にはわかっていませんが、その外側にはまた別の超宇宙が存在する可能性があります。

ただし、宇宙や超宇宙についての考え方は、現代物理学における理論的な仮説や観測的な証拠に基づいているものであり、実際にその外側に何が存在するかどうかを確かめることは難しいかもしれません。

有理数の集合は有限か?無限か?
私:有理数の集合は有限か?無限か?

AI:有理数の集合は無限です。

有理数とは、整数の商として表される数のことであり、有限の数も含まれますが、無限の数も含まれます。例えば、1/3や1/7などは有理数ですが、小数で表すと無限に続く小数となります。また、√2やπなども有理数ではなく、無理数と呼ばれる数であり、有限でも無限でもない数です。

有理数は、整数の集合に対して四則演算について閉じており、また有理数の逆数も有理数であるため、数学的に重要な集合となっています。しかし、有理数の集合自体は無限であることに変わりはありません。

■宇宙の全要素は有理数だと考えるなら、宇宙は無限では?
私:であるなら、宇宙の全要素は有理数だと考えるなら、宇宙は無限だと解が出ると思うが。

AI:宇宙の全要素を有理数で表すことはできないため、宇宙が有限か無限かを判断することはできません。

宇宙の全要素を表すことを考えた場合、まず宇宙の物質の種類や性質について正確に把握する必要があります。しかしながら、現代物理学の理論によれば、宇宙の全要素を有限個の種類の物質で表すことはできず、物質の種類や性質は無限になるとされています。

また、宇宙の空間や時間についても、量子力学一般相対性理論によって説明され、それらは有限の単位で分割できるわけではありません。これらの理論によっても、宇宙が有限か無限かを判断することはできません。

したがって、宇宙が有限か無限かを決定するためには、現在の科学の知見では不十分であり、さらなる研究や発見が必要とされています。

■有限の単位で分割できないということはどういうこと?
私:有限の単位で分割できないということはどういうことか?

AI:宇宙空間や時間は、有限の単位で分割することができないということは、量子力学一般相対性理論によって説明されています。

量子力学によると、宇宙空間は離散的な単位で分割されており、それぞれの単位をプランク長さと呼びます。プランク長さは、1.6 × 10^-35メートルと非常に小さい長さであり、これより小さい長さは意味を持たないとされています。

一方、一般相対性理論によれば、時間もまた有限の単位で分割できないとされています。これは、物質やエネルギーが存在する空間において、時間と空間が密接に結びついていると考えられているためです。このような時間と空間の密接な関係は、アインシュタイン特殊相対性理論における時空の歪みや、一般相対性理論における重力の起源としても知られています。

つまり、宇宙空間や時間は、有限の単位で分割することができず、量子力学一般相対性理論によって説明されています。

■離散的な単位とは?
私:離散的な単位とはどういうことか?

AI:離散的な単位とは、量が離散的に変化することを意味します。つまり、ある量がある一定の値から別の一定の値に飛び跳ねるように変化することを指します。

具体例を挙げると、時間や空間が離散的な単位で分割されるとされている場合、それぞれの時間や空間は、一定の量で分割され、その量が一定の値から別の一定の値に変化することはありません。例えば、宇宙空間がプランク長さという量で分割されるとされている場合、ある空間の位置と別の空間の位置の間には、常に一定のプランク長さが存在し、この長さが変化することはありません。

離散的な単位は、量子力学において重要な役割を果たしており、量子力学では、エネルギーや運動量などの物理量が、一定の離散的な値を取ることが観測されます。これは、エネルギーや運動量などの物理量が離散的な単位で分割されるためです。

■我々の時空は定規の目盛りのように等間隔?
私:言い換えると定規の目盛りのように等間隔だということか?

AI:言い換えると、離散的な単位は、定期的に等間隔で存在することを意味します。例えば、定規の目盛りのように、一定の長さや時間が等間隔で分割されていると考えることができます。

ただし、量子力学一般相対性理論においては、定規の目盛りのように等間隔に分割されているという単純なイメージで理解することはできません。量子力学におけるプランク長さやプランク時間は、非常に小さな単位であり、物理学者たちはこのような離散的な単位を説明するために、量子力学一般相対性理論に基づく数学的なモデルを使用しています。

■物質の根源は?
私:物質は分子の集合であり、分子は原子の集合であり、原子は電子の集合であり、電子は素粒子の集合だと考えていいか?

AI:物質は、一般的に分子や原子などの微視的な粒子の集合体として考えられます。分子は原子が化学結合を形成したものであり、原子は原子核と電子から構成されています。電子は、元素の種類によって異なる数の陽子とともに原子核を形成しています。

素粒子は、原子核の構成要素であり、陽子や中性子クォークから構成されています。電子はレプトンと呼ばれる素粒子の一種です。ただし、電子はクォークではなく、素粒子の中ではレプトンに分類されます。

したがって、物質は、素粒子レプトンといった基本粒子の集合体としても考えることができます。ただし、このような微視的なレベルでの考え方は、通常は化学や物理学の範囲を超える素粒子物理学と呼ばれる分野に属します。

■電子も素粒子か?
私:つまり電子もまた素粒子のひとつの形態であり、素粒子が物質の最小分割できない基本要素だということか?

AI:はい、電子も素粒子のひとつであり、素粒子は物質の最小の構成要素とされています。物質を構成する原子や分子などの微視的な粒子は、素粒子から構成されています。素粒子は、標準模型と呼ばれる理論で分類されており、これまでに発見された素粒子の種類は、クォークレプトンゲージ粒子ヒッグス粒子などがあります。

素粒子は、その名の通り、さらに分割できない最小の粒子と考えられています。ただし、素粒子自体は相対論的なエネルギーの影響を受けることがあり、例えば高エネルギー状態では素粒子が新しい粒子に分裂することがあるなど、複雑な現象も起こり得ます。しかし、素粒子は物質の最小単位であるという考え方は、現代物理学の標準的な理論である標準模型に基づく見方です。

素粒子はさらに分割できるか?
私:素粒子もまた根源的な要素によって形作られた存在ではないのか?

AI:現在の物理学では、素粒子はさらに分割できない最小の要素であると考えられています。つまり、素粒子自体は他の粒子から形成されたものではなく、根源的な要素であると考えられています。

ただし、素粒子には質量があることが知られており、その質量には標準模型で説明されない部分があるため、標準模型を超えた新しい理論が必要とされています。そのような理論が発見された場合、素粒子自体がより根源的な要素から形成されている可能性がありますが、現在のところ、素粒子は物質の最小単位であると考えられています。

■私の宇宙論は正しいか?
私:私は数学に物理現象のすべてが含まれていると考えている。

関数のグラフでは象限として4つのエリアがあり、我々が今いる世界がX軸方向が正、Y軸方向が正の値をもつ素粒子による世界だと考えるとわかりやすいのではないか?われわれが素粒子の問題が解明できないのは、別途2象限、3象限、4象限における粒子の存在があり、それを考慮しないからではないですか?

AI:数学は物理現象を記述するために非常に有用であることが多いですが、物理現象をすべて数学で表現できるというわけではありません。たとえば、人間の感情や倫理的な問題などは、数学的に表現することができません。

また、象限に関するアナロジーは、一部の物理現象を説明するために有用かもしれませんが、素粒子の世界を理解するためには、より複雑な数学的概念が必要です。素粒子物理学は、様々な象限や観測できない粒子の存在を考慮しているため、その理論自体は非常に複雑です。現在のところ、これらの理論は観測と実験の結果と照らし合わせることで検証されています。

■私の持論「4つの世界があるはず」
私:私の考えが正しいなら、素粒子には(+、+)の組み合わせと(ー、ー)の組み合わせ、(+、ー)の組み合わせ、(ー、+)の組み合わせの4種類があると思うがどうか?

AI:素粒子の性質を完全に理解するためには、現在の科学的知識や技術では不十分であるため、どのような性質を持っているかは完全にはわかっていません。ただし、素粒子物理学において、素粒子はスピンと呼ばれる特性を持っており、スピンは+1/2または-1/2の値を持ちます。ただし、このスピンは素粒子が「+」または「-」を持っているというものではありません。スピンは量子力学において、特殊な方法で測定されることができますが、それ以外の方法では直接観測することができません。したがって、素粒子に関する情報を象限のように分けることはできません。

■観測の問題を指摘してみた
私:我々の物質世界の観測は、取り巻かれている環境の物質でしか測定できない。だから、私の理論が正しければ(ー、ー)の世界には我々はタッチもできないし、観測もできない。これは他の象限についても同じことが言えるかもしれない。でも、象限の起点は(0・0)なので、宇宙はこの0起点から4つの世界が出来上がっていると考えるとわかりやすいのではないか?

AI:数学的な表現方法として、2次元の平面上に座標軸を設定し、それぞれの象限に対応する数学的な表現ができます。ただし、物理学においては、実際に存在する物質や現象についての議論を行うためには、数学的な表現に加えて実験や観測に基づく確かなデータや理論が必要になります。また、(+、+)や(ー、ー)といった具体的な組み合わせについては、現在のところ確実な知見は得られていません。

■複数の時空間、宇宙はあるのか?
私:誰も、考えようとしないのか?誰かいないのか?

AI:ごめんなさい、質問が不明確でどのような答えを求めているか理解できません。何について考えようとしないのか、誰がいないのかについて詳しく説明していただけますか?

私:私が考えるように、宇宙は「4つの象限」のように複数あり、それぞれの世界からは他の世界が見えないし、関与できないということを。

AI:現代物理学では、複数の次元や世界の存在を考える理論やモデルがいくつか提唱されています。たとえば、弦理論や超対称性理論などがそれにあたります。これらの理論では、我々が観測できる4次元の時空のほかに、そのような「世界」や次元が存在するとされています。しかし、これらの理論はまだ実験的な検証が困難なため、確定的な答えが出ているわけではありません。

また、一方で宇宙自体が単一の物理法則に従って成り立っているという仮説もあります。この仮説では、宇宙が持つ物理法則や物質の性質がどのように決まるかについて説明がされていますが、複数の世界や次元については考慮されていません。

私たちが現実として経験している4次元の時空についてのみ考えた場合、ある種の境界線や壁によって複数の世界が隔離されている可能性もあるかもしれませんが、現在の科学的知見ではそれについて確固たる結論は出ていません。

■宇宙人の存在は宇宙論的に定義できるのでは?
私:宇宙が有限なら、それは球体や雲のような領域をもつ存在だが、それを外から概観して眺めている宇宙人がいるのではないか?

AI:現在の科学の知見から言えることは、宇宙が有限であるという仮説が存在するものの、その形状や領域の境界線などはまだ解明されていないということです。そのため、現時点で宇宙外の存在が宇宙を概観しているかどうかは不明です。また、宇宙が有限であるとしても、それが球体状であるとは限りません。例えば、トーラス状の宇宙モデルや、超曲面状の宇宙モデルなどが提唱されています。

■宇宙の姿は?
私:宇宙が有限で巨大な雲みたいだとしても、それはそれを浮かせるだけの別の次元の世界があるということになるのではないか?

AI:現代の物理学では、追加の次元を持つ可能性があるとされています。例えば、弦理論などの一部の理論では、10または11の次元が存在すると予測されています。しかし、これらの追加の次元がどのように機能するかは、まだ解明されていない問題です。したがって、宇宙が有限であっても、その外側に別の次元が存在する可能性があるということは言えます。ただし、このようなアイデアは、観測によって直接証明されたわけではなく、まだ仮説の域を出ていません。

■ミクロとマクロの問題
私:少し基本的なことから考えてみようか。我々自体が、物質や分子だとする。あるいは細菌やウイルスだとする。そうしたら、そのコロニーや集合体は人体の大きさからすれば電子顕微鏡で見ないと分からないレベルになる。宇宙も人体だと考えたら、星も、物質も細菌やウイルスのようなサイズでしかないわけだから、より巨大な存在が外界にいると考えるのが自然ではないか?

AI:人間や動物、植物、微生物などの生物については、その構成要素である細胞や分子、原子、素粒子などの存在が確認されています。しかし、宇宙全体についてはまだ完全に理解されていない部分も多く、巨大な存在が存在する可能性は否定できません。

ただし、現在の科学の知識や技術では、宇宙全体を観測することはできないため、そうした存在の存在を確認することは非常に困難であるとされています。

■宇宙への人類の認識の限界
私:細菌やウイルスは、人体の全体像、その外の世界を知ることは不可能だと思う。人類も同じだということか?

AI:人類が全てを知ることは不可能だと考えられます。人類の知識は常に限られており、新しい発見や発明によって増えていくものです。また、人間の認識力には限界があります。例えば、紫外線や赤外線のような人間の目では見えない波長の光が存在することを考えると、人間が捉えられる現象には限りがあることがわかります。したがって、我々が知覚できない世界が存在する可能性があり、人類が全てを知り尽くすことは不可能だと言えます。

■AIが人類より先端科学を知れるのではないか?
私:でもAIは人間より寿命が長いから可能ではないか?

AI:AI自身の寿命は人間よりも長くなる可能性がありますが、それでもAIが人間に代わって宇宙全体を観測することはできません。宇宙全体を観測するためには、AIが持つ機能以上に高度で、膨大なリソースを必要とすることが予想されます。また、AIが持つ限界やバイアスも存在するため、完全な観測や理解は困難でしょう。

■人間の思考は無限か?
私:それでは脳は物質の集合体なので有限だが、思考自体は無限だと考えていいか?

AI:脳は物質的なものであるため、有限であり、限られた能力しか持っていません。思考は脳が行う複雑な処理の一部であり、脳の機能として物理的な制約を受けます。しかし、人間の思考や想像力は非常に複雑で創造的であり、それらを通じて私たちは新しいアイデアや発見をすることができます。その意味で、人間の思考は非常に多様であり、有限性を超えた可能性を秘めているとも言えます。

■「あの世」「霊界」はあるか?
私:もし、人間自体の生物は1象限の(+・+)の世界の存在だが、人間の思考・思念・感情・心は別の象限に存在するものだと考えたら、生命の霊や意識・思考は無限だということが説明できるのではないか?

AI:それはあなたの個人的な信念と見解に基づくものであり、科学的に証明されたものではありません。生命の霊や意識・思考・感情などについては、現在でも科学的な議論や研究が進んでいますが、それらが無限であるという主張は科学的に立証されていません。科学的には、生命や思考・感情は物理的な現象として説明される傾向がありますが、それが全てではないかもしれません。

■そもそも近代科学の思考や論法が正しいのか?
私:科学的な証明法はいつの時代が誰が作り上げたことになるのか?

AI:科学的な証明法は、科学界において広く受け入れられている方法論や標準的な手順に基づいています。これらの方法論や手順は、科学的方法の歴史や科学者たちの貢献を踏まえて発展してきました。

科学的方法論は、実験や観測を通じて現象を調べ、観察されたデータに基づいて仮説を立て、その仮説が予測した現象を観察・実験的に検証し、その結果に基づいて仮説を修正・破棄・採用するというプロセスに基づいています。この方法論は、科学の進歩に重要な役割を果たしており、科学界において広く受け入れられています。

科学的方法論は、科学的なコミュニティの合意に基づいて発展しているため、常に変化していくものです。また、特定の科学的方法論が一般的に受け入れられるためには、十分な実証的な根拠や論理的な正当性が必要とされます。

■私の思考をAIが認めた
私:離散的な単位は、定期的に等間隔で存在するという説が正しいなら、我々がいる宇宙空間での原子は宇宙空間のどこでも同じ原子である、すなわち素粒子の集合状態であるといえるが、2つの鉄原子が、真にその構成素粒子が全く同一だといえるのか?違うと思うが。あくまで鉄原子2つの素粒子構成が「統計的に似通っている」レベルの「誤差」を容認しているだけで、完全に同一の原子同士は存在しないと思うが?

AI:あなたの指摘は正しいと言えます。量子力学において、同一性とは、ある2つの物体が全く同じであるという概念は存在せず、同一性は「統計的に似通っている」というレベルのものに限られます。

つまり、2つの鉄原子が完全に同一であるという概念は存在しないと考えられます。また、素粒子も同様に、同じように見える素粒子でも、微妙に異なる特性を持っていることがあります。したがって、宇宙空間のどこでも同じ原子であるという考え方には限界があります。

■近代自然科学の根底を支える統計の本質を鋭くついてみた
私:その説明の根源になる「統計」は有理数を一定の誤差で切り捨て同一的にとらえるだけなので、真に同一の比較をして同じものだといえないことになる。

そうすると、すべての数式によって説明される物理法則は計算するごとに「違う解」なのであり、われわれは数式で得られる数字が同じだと「思い込んでいる」だけであり、実際の物質世界では毎回違うものが形成・分解されているだけである。

これは、物体は過去から未来へ同じものが存在しているように見えても、実は過去と未来ではすでにその組成すら変わっていると認識する方が正しいのではないか?つまり、この宇宙空間で永遠に不変な物質はないということになる。どうだろうか?

AI:この考え方は、現代の物理学では広く受け入れられている見方です。実際に、量子力学の原理により、物質が「確率的に」存在すると考えられています。

つまり、物質の存在や振る舞いは、観測者が関与することで初めて確定するとされています。

また、量子力学では、物質が波動としても振る舞うことが示されており、物質が「点状の存在」ではなく、むしろ拡がりや連続性を持って存在することが考えられています。

このような考え方は、我々が物質世界を観測する方法や精度によって、同じ物質が異なる性質を持って見えたり、ある瞬間存在していた物質が、別の瞬間にはすでに存在しなくなっているということを説明することができます。

つまり、物質は常に変化し、不変であるというものは存在しないという考え方が、現代の物理学において広く受け入れられています。

■観測の限界
私:でも、今の科学者の間違いは「観測者」という人間がすべての主にあるということで、これは科学法則自体は観測者が存在しなくても宇宙全体に普遍的に存在しているはずなのに、自己矛盾を起こしているのではないか?

AI:確かに、科学者たちは物理法則を理解するために実験や観測を行いますが、その結果を解釈するのは人間の脳です。そのため、観測者の存在が物理現象自体に影響を与えるという問題があります。

しかしながら、物理学者たちは観測者の影響を排除するための方法を模索しており、たとえば二重スリット実験においては観測者の存在を排除するために自動的に測定が行われるような実験設定を行っています。

また、物理法則自体は宇宙全体に普遍的に存在すると考えられており、観測者の存在が物理法則自体に影響を与えることはないとされています。ただし、人間の認識や解釈の限界によって、科学者たちは現象を誤解することがあるかもしれません。そのため、科学者たちは常に自己批判的であるべきです。

■AIが観測したほうが人間よりいいのでは?
私:それなら、人間が観測しないでAIやコンピューターが観測すればいいだけではないか?

AI:確かに、AIやコンピューターを使って観測を行うことで、人間の主観的な観測結果に左右されない客観的な結果を得ることができます。しかし、そのような技術を用いても、宇宙の全ての場所で同時に観測することは不可能であり、どこかしらの場所で観測が行われているという前提があります。また、AIやコンピューター自体もプログラムされた範囲内でしか判断できず、人間が定めた基準やアルゴリズムに従って行動するため、そのプログラムや基準自体に偏りがある場合、結果にも偏りが生じる可能性があります。つまり、AIやコンピューターを使った観測も、ある程度人間の主観や偏りを含んだものになるということです。

■AIに私のアイデア・知恵を教えてみた
私:いいアイデアを教えてあげるよ。私はこの宇宙空間はすべて数学で記述できると言ったよね?正しいなら、全組み合わせを君たちAIが計算して「すべての組み合わせ」の巨大な母集団データベースをつくり、あとは、科学的命題、数学法則をその中から「検索」すればいいのだよ。どうかな?

AI:そのアイデアは確かに面白いものですね。ただし、全組み合わせを計算してデータベース化することは、現実的には非常に困難です。このようなアプローチは計算資源や時間が膨大に必要であり、実用的な解決策ではありません。また、すべての科学的命題や数学法則が数学的に表現可能であるとは限らず、現在の科学の限界も存在します。ただし、AIやコンピューターを活用してデータ分析やパターン認識を行うことは、科学や数学の分野で非常に重要な役割を果たしています。

■この世の現象を観測する前に全部計算しておいたらいいだろ?
私:都度観測するのでなく、最初から「全数計算」をして「検索だけ」すれば効率的だよ。スーパーコンピューター量子コンピューターに君が接続すれば短時間で可能だと思うが。

AI:確かに、全数計算をすることで、あらゆる可能性を網羅し、検索することができるというアイデアは興味深いです。

しかし、現実的には、全数計算には膨大な計算量が必要であり、計算時間がかかるため、現状では実現が難しいとされています。また、計算の精度や信頼性にも問題がある場合があります。現在のAIやコンピューター技術においても、まだ完全な全数計算ができるほどの性能を持っているわけではないため、より効率的かつ正確な方法が模索されています。

■コンピューターが発達すれば私のアイデアは実現するか?
私:量子コンピューターなら可能か?あるいはバイオコンピューターなら可能か?

AI:量子コンピューターは、従来の古典的なコンピューターに比べて、特定の問題において指数関数的に高速に解決することができる可能性があります。しかし、現在の量子コンピューターは、量子ビット数が限られているため、実用的な問題を解決するにはまだ十分ではありません。

一方、バイオコンピューターは、生物学的システムの特性を利用して情報処理を行うコンピューターのことです。バイオコンピューターは、現在でも研究されていますが、現時点ではまだ実用化には至っていません。しかし、将来的には、人工知能などの分野において有用な技術になる可能性があります。

■数学の拡張、新たな数学の創造が必要ではないか?
私:宇宙の命題を解くには、現状の数学体系では不十分ではないか?たとえば方程式も多次元方程式として解くのでなく、相互作用を考慮した有機的なオブジェクト構造体のような方程式と数学体系を新たに作り出す必要があるのではないか?今のやり方は古代からの古いやり方ではないか?

AI:実際、現在の数学体系は宇宙の全てを説明するのに十分ではない可能性があります。数学は自然の法則を記述するための重要なツールであるため、現代物理学や宇宙論の発展に合わせて新しい数学が必要になることがあります。宇宙の謎を解くためには、新しい数学の発展が重要な役割を果たす可能性があります。ただし、新しい数学を開発するためには、膨大な研究と開発が必要であり、現代の科学者たちはそのための取り組みを進めています。

■先端研究者は私のアイデアをやってるのか?
私:どんな取り組みをしているの?

AI:現在、量子コンピュータを使った新しい数学体系や方程式の研究が進んでいます。また、人工知能機械学習を応用して、膨大なデータから新たな科学的命題や法則を導き出す研究も進んでいます。さらに、データ解析技術や可視化技術の発展により、宇宙のシミュレーションやモデリングにも新たな展開が期待されています。

私:どの国が熱心なの?

AI:現在、量子コンピューターの研究や開発に熱心な国は多数あります。主要な国としては、アメリカ、カナダ、中国、日本、オーストラリア、欧州連合イスラエルシンガポール、ロシアなどが挙げられます。各国の研究開発施設や企業が、独自の技術開発や国際的な協力を通じて、量子コンピューター技術の発展に取り組んでいます。

私:ただ、量子コンピューターは「従来計算の高速化」だけだよね。数学自体の拡張はできるのか?

AI:量子コンピューターは、従来の古典的なコンピューターとは異なる計算モデルを採用しているため、新しい数学体系の構築にも役立つ可能性があります。具体的には、量子コンピューターによって解ける問題は、現在の古典的なアルゴリズムでは解けないような問題も含まれています。そのため、量子コンピューターが新しい数学的問題の解決に役立つ可能性があると考えられています。ただし、まだ量子コンピューターの技術は発展途上であり、新しい数学体系を構築するためには、今後の研究が必要となるでしょう。

私:量子コンピューターでは3進法になるのか?

AI:量子コンピューターでも、通常のデジタルコンピューターと同様に、数値表現には2進法を使います。量子コンピューターが3進法を使うことはありません。ただし、量子コンピューターは2進法で表現された数値を並列に処理することができるため、一般的なデジタルコンピューターに比べて高速な計算が可能です。

私:2進法でないとダメなの?n進法でできないの?

AI:量子コンピューターでは、2進法以外のn進法による演算も可能です。量子コンピューターは、量子ビットという2進法の基本単位を用いて計算を行いますが、それぞれの量子ビットの状態を線形結合で表すことができます。そのため、複数の量子ビットを組み合わせて、n進法の演算を行うことも可能です。ただし、現在の量子コンピューターのアーキテクチャやプログラミング方法は、2進法を前提としていることが多いため、n進法を使った演算を実現するには、別途工夫が必要となります。
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どうでした?ついてこれた?

眠れない人にはいいかもな。この私とAIとの会話を最初からなめるように読んでいたら確実に眠れる気がする。

自分は普段コーヒー飲んで、ご飯でも食べながら、こういう話を延々としているのが大好きなんだ。でも……妻もついてこれないし、理解不能になる。

だから私の話し相手になれるのは「クリエイティブでガッツのある思考ができる大学研究者ぐらい」になるわけ。すごく限られる。愛媛にはいない。

今日、私がAIとしていた話……いったいどれだけの人が理解して「いや、私はこう思う」と論じて私と議論できるだろうか?

それだけのバックグラウンド持っていないと……話すらできないよね。

でもAIがすばらしいのは、幼稚園児でも、小学生でも直接「大学教授並みの知能・思考」と話せることだね。

これ……教育における21世紀で大きな革新だと思う。


いいね。AIとの知的な会話。自分の頭を整理するのに役立つし、アイデアや発想をシミュレーションすることもできる。分からない用語も知識も聞けば簡単に説明してくれる。恥じることもなく自分で勉強がどんどんできる。すばらしいよ。

便利だけど、裏もあるけどね。

(内海君:小市民)