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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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、山やビルによる影ができにくい。
　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

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。

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。