フェルミのパラドックス−宇宙人はどこにいる?−

 宇宙人がいたとしたら、宇宙はすぐに宇宙人でいっぱいになるはずだ。
 なのに、宇宙人が見当たらないのは何故?、という、パラドックス。

 例えば、宇宙人がいるとする。
 それなりに科学が進歩して、近くの星に植民したとする。

 ワープとか超光速とか、そんなものはこの世には存在しないとしよう。
 それでも1000年もあれば、隣の恒星系まで行って、母星と同じくらいの文明を築けるとしよう。
 近傍の恒星までだいたい10光年程度。光速の数%も出せれば、なんとかできる現実的な数字だ。

 1000年経ったら、母星と、移民した先の星から、また近くの星に移民を始める。
 もう1000年経ったら、また同じことをする。繰り返し繰り返し移民、移民、移民..。

 すると、4万年も経たないうちに、銀河系2000億個の恒星から空家はひとつもなくなってしまう。

 実際には、もう少し時間がかかる。
 移民も終盤になると、近くに空家が無くなってしまうからだ。
 そもそも、直径10万光年の銀河系が4万年も経たないうちにいっぱいになることは無い。
 それでも1000万年もかからずに、移民は終ってしまうだろう。

 人類よりたった1000万年早く進化した宇宙人がいれば、すでに太陽系は植民されているはずだ。
 というのが、フェルミのパラドックスの趣旨だ。
 1000万年というと長い年月のような気がするが、宇宙の年齢からすれば、ほんの一月のはや生まれ。そんな宇宙人が生まれ、ただの1種族でいいから、宇宙に漕ぎ出そうとするだけでいい。

 提唱者のエンリコ=フェルミは、ノーベル賞を受賞した核物理学者。
 原子炉や原子爆弾開発黎明期の、いわゆる「天才がゴロゴロいた世界」の中心人物。

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ドレイクの方程式

 別名「宇宙人がどれくらいいるか計算する式」
 銀河系にある文明の数を計算する。
 いくつかのバリエーションがあるが、基本的な考え方は同じ。

 宇宙文明の数N=R×fp×n×fl×fi×fc×L

 ただし、R:銀河系で1年に生まれる恒星の数、fp:恒星が惑星を持つ確率、n:平均的な惑星の数、fl:惑星に生命が生まれる確率、fi:知性が生まれる確率、fc:宇宙文明が生まれる確率、L:宇宙文明の寿命。

 一見うさんくさそうだが、一目見れば分かるように、方程式そのものは正しい。これはもう、文句の着けようが無い。
 問題は、前提となるパラメータの数値で、特にfl、fi、fc、Lは、科学者の間でも定説が無く、ケンケンガクガクだ。
 なにせ、統計的に求めようにもサンプルはひとつしか無く、実験するわけにもいかないのだから、科学の出る幕が無い。お互い、好き勝手を言うしかないわけだ。

 とりわけ、文明の寿命Lの影響が大きい。
 Lをどう取るかで、銀河系は空っぽになったり、宇宙人でいっぱいになったりする。

 カール・セイガンはLを1000万年としてみた。銀河系の宇宙文明の数は100万だ。
 でも宇宙文明の長さが100年程度なら、宇宙文明の数は10個になる。
 悲観的な数値とは言い切れない。何せ私たちは、50年以上続いた宇宙文明を知らないのだから。
 今の文明だって、明日にも核戦争で滅んでしまうかもしれない。

 発案者は天文学者フランク・ドレイク。
 1960年に行われたSETIの先駆け「オズマ計画」の中心人物。
「電波で宇宙人を見つけるとして、その宇宙人はどれくらいいるのかな?」ということで、この方程式を作ったらしい。
 こんな大雑把な目安でも、無いよりマシ、ということか。

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中国語の部屋

 ある日、哲学者のサールは謎の組織に拉致され、狭い部屋に監禁される。
 そして、食料その他と引き換えに、奇妙な労働を強要される。

 部屋の中には時折、中国語が書かれたカードが投げ込まれる。
 サールは中国語がさっぱり理解できない。
 しかし、部屋の中には膨大なマニュアルがあり、すべての中国語の質問に対して、それにふさわしい受け答えが書いてある。サールはただマニュアルを見て、丹念に指示に従い、意味も分からずに中国語の答えを別のカードに書き写す。
 そして、部屋の外に返す。

 以上、中国語の部屋は、人工知能に対する疑問を明確化するために、サールが考えた思考実験だ。
 人工知能を考える上で必ず出てくる定番問題であり、チューリングテストとはペアで語られることが多い。

 部屋の中と外では、中国語のカード以外に情報のやり取りはない。
 実際のサールは、中国語をまったく理解していない。
 にもかかわらず、部屋の外から見ると、サールは、ちゃんと中国語の応対をしている。

 だから、とサールは続ける。

 知性的な応対ができるからといって、知性がある訳ではない。
 チューリングテストでは、知性の検証はできない。

 サールはそう結論づける。

 余談だが、何となく恋愛シミュレーションゲームを思い出したり。

 コンピュータはプレイヤのアクションを元に、プログラムに従って反応を返すだけ。
 コンピュータ自身は感情を持ってる訳でも、ましてやプレイヤに好意を持ってる訳でもない。

 でも、優れた作り手は、それでもそこに何かを生み出せるんだよね。

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ソーラーセール

 新手の大売り出しのキャッチコピーではない。

 光にも運動量があり、衝突すれば反動を受ける。
 平たく言うと、「後ろから光を当てれば、前に押される。」
 日常生活で感じることはまず無いが、それは、光の運動量がごくわずかだから。
 押す力もほんのわずかで、体感できることはまず無い。精密な機械でようやく測れる程度の、ささいな現象だ。

 しかし、ささいではあっても、ゼロじゃない。

 ものすごく大きな「帆」を用意して、例えば太陽の光を受ければ、宇宙船を動かすことだって可能だろう。

 それが、ソーラーセール。

 太陽の光を受ける「帆」だ。

 ソーラーセールの最大の長所は、燃料がいらないことだ。
 これは単に「省エネ」というだけではない。燃料を積まなくてもいい宇宙船は、それだけ多くの積荷を乗せることができるからだ。
 とりわけ、遠くに行く宇宙船はより多くの燃料が必要になり、燃料を運ぶ分の燃料まで必要になる。「燃料がいらない宇宙船」は、それだけ有利になる訳だ。

 ソーラーセールを実現するには、できるだけ巨大な帆が必要だ。
 しかも、より大きな加速を得るには、より軽い帆が望ましい。
 つまり、薄くて、軽くて、大きな帆を維持できるほど頑丈な素材がいい。

 ソーラーセール実現への最大の問題は、「帆を造る素材」のようだ。

 でも、ワープのような「まったく原理も何も分からない」アイデアに比べれば、容易に手の届く、はるかに現実的な技術だと言える。


 ちょと前のニュースだが、太陽光で飛行…米ソーラーセール宇宙船を来春打ち上げなんてのもある。
 そのうち、アーサー・C・クラークの小説「太陽からの風」のように、ソーラーセイルでレースを、なんて時代に、なるかもしれない。

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ミラーニューロン

 共感を司る神経細胞。
 ニューロンは、何かを認識して「反応」するものだが、例えば、「食べる」ことを感じるミラーニューロンは、自分がモノを食べている時だけでなく、誰か別の人がモノを食べる様子を見ても、「反応」する。
 つまり、相手の立場になって感じるニューロンを、脳は元々持っていることになる。
 脳の構造からして、共感とは、考える前に「感じる」ものらしい。

 なんか、詩的ではないか。

 ミラーニューロンが発見されたのは1996年イタリア。
 ある科学者が、研究の合間、おやつのジェラードを食べたのがきっかけだそうな。
 うまそうにジェラードを食う姿を見て、実験用サルの脳細胞がバリバリ反応。
 調べてみると...ということらしい。
 世紀の大発見のきっかけがおやつ、というのは、ある意味イタリアらしいのかも。

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フランケンシュタイン・コンプレックス

人間を模して造られた創造物は、やがて人間を疎ましく思い、創造主である人間に対し、反乱を起こすんじゃないか?」という考え方。というか、一種の恐怖症。

 語源は、メアリー・シェリーの小説「フランケンシュタイン」から。
 若き天才フランケンシュタイン博士は生命の秘密を解き明かし、人間の死体を材料に人造人間を作り上げる。しかし博士の作り上げた怪物は、博士の家族や恋人を次々と殺していく。

 どうも、「ロボットは反乱を起こすもの」と、まるで既成事実のように思われている節がある。

 世界で最初にロボットが登場するカレル・チャペックの「R.U.R」からして、ロボット反乱の物語だし、アシモフのロボット工学3原則は、言わば、ロボットの反乱を防ぐためのものだ。

 でも、ちょっと考えてほしい。

 人間に模して造られれば、反乱を起こす能力を手に入れることは、出来るだろう。
 でも、それ自体が、反乱を起こす原因になるだろうか?
 フランケンシュタインの怪物が創造主に逆らったのも、人間を模して造られたからではない。創造主に見捨てられたからだ。

 フランケンシュタインコンプレックスが実現したことは、まだ一度もない。ロボットやコンピュータの反乱は、あくまでフィクションの中だけの出来事だ。
 「まだロボットの性能が低いから」というのは言い訳にならない。性能が高くなればなぜ反乱を起こすのか。合理的な説明はできるだろうか?

 フランケンシュタイン・コンプレックスの本当の正体は、単に、「反乱を起こす能力の持ち主が怖い」という、ただそれだけではないだろうか。
 本当に反乱を起こすかどうかは問題ではない。少しでも可能性があれば、徹底的に摘み取っておく。

 恐怖の根がどのあたりにあるのかは、想像することしかできない。「ロボット→奴隷」「奴隷→反乱」という刷り込みが働いているのかもしれない。初期のロボット物語が書かれた頃の、時代的背景があるのだろうか。

 それとも「ロボット→人間の子供」「子供→だんだん言うことを聞かなくなる」というイメージがあるのか。

 キリスト教圏だと「人間は創造主(神)をないがしろにしている」「ロボットも創造主(人間)をないがしろにするだろう」なんて意識が、あるのかもしれない。

 いずれにしても、「創造主としてあがめられて当然」という人間側の驕りが、フランケンシュタインコンプレックスを生んでいるように思う。

 創造物が創造主の思い通りにならないなんて、工学者には当然のことなんだけどね。

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ロボット工学3原則

 人間にとって安全で有用なロボットを造るために定められた、工学的な3つの原則。
 以下の3つの原則からなる。

【第1条】ロボットは人間に危害を加えてはならない。また、その危険を看過することによって、人間に危害を及ぼしてはならない。

【第2条】ロボットは人間に与えられた命令に服従しなければならない。ただし、与えられた命令が、第1条に反する場合は、この限りではない。

【第3条】ロボットは、前掲第1条および第2条に反するおそれのないかぎり、自己を守らなければならない。
 
 3原則は、SF作家アイザック・アシモフによって考案された。
(明文化したのは、SF作家/編集者のジョン・W・キャンベルだとも言われている。)

 3原則は、あくまでフィクションの中で用いられる原則である。3原則が組み込まれたロボットは、現実にはまだ1台も存在しないし、造られたこともない。AIBOもASIMOも、3原則は組み込まれていない。また、今後も3原則が組み込まれたロボットが、造られることはないだろう。
 工学ルールとしては、3原則はあまりにも抽象的すぎるからだ。

 3原則は、ロボット製造にかかわるすべての人間にとって、心に留めるべきひとつの理想と言える。
 実用化されるロボットは、3原則を組み込まれてはいないかもしれないが、できがいいロボットほど、さも3原則を守っているように見えるだろう。

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準天頂衛星

 ある地点の真上にくることを目的とした、人工衛星。

 BSやCSのアンテナは、斜め上を向いている。
 これは、BSやCSの放送衛星が静止衛星で、赤道上空にあるからだ。
 日本から見ると、赤道上空の静止衛星は、斜め上南の方角になる。その方角に山やビルがあると、電波を受信できなくなってしまう。

 電波の届き具合を考えるなら、人工衛星は「真上」で、じっととどまっているのが理想だ。
 真上なら、山やビルによるができにくい。
 でも、静止衛星は赤道上空にしか造れない。

 そこで、複数の衛星が交代で「真上」にくるシステムが考えられた。それが、準天頂衛星だ。

 準天頂衛星の公転周期(地球をぐるりと回る時間)は、ぴったり1日、24時間。
 これは、静止衛星と同じだ。
 ただし、準天頂衛星の軌道は赤道面からかなり傾いている。
 ひとつの衛星が目的地の真上にいるのは、1日の何分の一かにすぎない。そこで、軌道の傾きが違う複数の衛星を用意して、順番に「真上」にくるように調整しておく。

 もちろん、準天頂衛星も万能ではない。
 屋内やトンネルには、いかに「真上」からの電波でも届かない。
 ワンセットの準天頂衛星から恩恵を受けるのは、惑星上でもごく限られた地域だ。
 惑星ごと開発してしまうような未来SFでは、出番は無いかもしれない。

 それでも、なかなか面白い技術ではないかと思う。

 日本でも準天頂衛星が計画されているそうだ。
 近い将来、BS/CSのパラボラアンテナが、みんな真上を向いてる。
 そんなことが、あったりするのかもしれない。

 http://www.mitsubishielectric.co.jp/society/space/topics/satellite/sat01_b.html

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ダイソン球その2

 ダイソン球の続き。

 ダイソン球の内側に住むには、いくつかの問題がある。

1)重力
 ダイソン球の中では、重力は内側(太陽の側)に働く。
 地球の重力に比べれば小さなものだが、何かにつかまっていない限り、すこしづつ太陽に向かって落ちていく。
 ダイソン球を回転させ、遠心力で重力を作る方法もあるが、それでは緯度により、ダイソン球の重力が異なってしまう。

2)強度
 ダイソン球をささえるには、とんでもない強度が必要になる。

3)バランス
 ダイソン球は太陽を中心に置くことで、微妙なバランスを保っている。
 少しでもバランスがくずれると、ダイソン球は崩壊するかもしれない。

 逆にいうと、重力がなんとかできて、強度とバランスを保つオーバーテクノロジーができれば、ダイソン球の内側に住むことができる。

 閑話休題

 ダイソン球は、いかに殻を薄くつくるにしても、膨大な量の材料が必要になることは、想像に難くない。
 しかし物の本によると、木星とか、土星とか、太陽系にある惑星だけで、なんとか厚さ数mの殻を造ることは、できるらしい。
 ただし、これに「1気圧の大気」をつけようとすると、勘定が足りなくなるのではないだろうか。

 重力や大気をなんとかするために、「二重構造のダイソン球」というアイデアが考えられた。
 人間はダイソン球とダイソン球の隙間に住む。
 これなら空気も何とかなるし、太陽の中心に落ちることもない。

 でもやはり、住むなら内側だよな、とか、思ったりするのである。

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ダイソン球

 フリーマン・ダイソンさんが考えた球。ダイソン殻とも言う。

 太陽エネルギーのほとんどは、宇宙の彼方へ飛んでいってしまい、役立てることは出来ない。
 そこで、直径1天文単位(太陽と地球の距離)程度の、巨大な、薄い殻をつくって、太陽をすっぽり覆ってしまう。

 殻の内側は、どこも、地球と同じくらい、太陽の光を浴びることができる。
 しかも、殻の中は膨大に広い。単純計算では、(1天文単位/地球の半径)^2で、地球5億個分(!)の面積になる。

 実際には、地球と同じ強さの光を受けるように設計したとすると、ダイソン球の直径は1天文単位より大きくなる。地球は太陽光のほとんどを斜めに受けるが、ダイソン球は太陽光を直角に受けるため。
(さらに、ダイソン球自身が反射する光も含めると、もっと直径が大きくてもいいような気がするが、このへんはよくわからない。)

 外側から見たダイソン球は、光ることも無く、熱(赤外線)だけを出す天体として観測されるだろう。宇宙人を捜すため、ダイソン球らしい熱源を探してはどうか、という意見もあるようだ。


 閑話休題。

 ダイソン球=巨大なもの、というイメージがあるが、惑星何億個分のスペースを、ひとつの太陽系に収めているのだから、きわめてコンパクトで、収納上手なアイデアとも言える。

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