宇宙や生命について考えたことを書いてみる

宇宙や生命についてのエッセイです。事実に基づき書いているつもりですが、間違い、調査不足だったりすることもあるかと思います。また、筆者の妄想モードの場合は、予めそう書きますのでご了承ください。ゆるい感じで楽しんで頂ければ何よりです。

将棋電王トーナメント開催前に考えてみたこと

第5回将棋電王トーナメント(2017年11月11-12日開催予定)が始まる前に、改めて今年開催された第27回世界コンピュータ将棋選手権(2017年5月3-5日)を見てみた。
優勝ソフトがどうなったかの結果については既に知っていたので、優勝が決まった事実上の決勝戦(Ponanza Chainer(※1) VS elmo(※2))を見てみたかったからだ。

 

AI同士の将棋は究極の棋譜に近づいているのは間違いないと確信した。駒がぶつかっての中盤以降、解説のプロ棋士の方も驚くような手を両者とも繰り出していた。例えば、角を一番隅に打つ(効きが少なくなるので普通はあえて打たない)、駒損を覚悟で角を切る、駒得になるのに放置して攻め込むなどなど。詳しくは強い方の解説にお任せだが、見ていて「え!」となることが非常に多かった。
AI同士の戦いなのに、そこに人間同士が戦っているかのような錯覚を覚えた。そこに心動かされるものがあったのは間違いない。よく考えてみると、ある事象に関して心動かされるか否かは受けて側の解釈でしかない訳である。ここを突き詰めていくと、生命とは何かのヒントになるかもしれない。ただ、この話を広げていくと最終的に人間原理の話に行き着いてしまいそうなので、今回はこれ以上は触れない。

 

さて、将棋について指し手が全て計算しつくされたとしたら、先手後手どちらが勝つかが解明されたことになる。しかし、これには天文学的な計算量が必要なため解析されていないのが現状だ。
ただ、想像することはできる。
将棋の最善手を突き詰めていくと、最終的には引き分け(千日手または持将棋)になるような気がする。引き分けには2パターンある。千日手持将棋である。千日手とは同じ局面が4回現れた時点で成立する。もう一つの持将棋というのは先後両方が入玉して(相入玉)、これ以上やってもどちらも詰まない状態になるものである。この時、将棋のルールでは、それぞれの駒を点数化(大駒5点、玉を除くそれ以外の駒1点)してどちらも24点以上あれば引き分けというルールが適用される。(参考までに、初期配置の状態で計算をすると、それぞれ27点づつ持っていることになる。)
AI同士が最善手を指し続けるとするならば、このどちらかのパターンに収束していき、結果引き分けになるのではないだろうか。

 

これはあくまでも現時点の条件(例えばマシンパワーの上限や将棋AIの作り(探索、学習、評価の仕組み)など)の場合の推察であり、コンピュータのアーキテクチャが変わって、今の計算量と比較にならないくらいの計算量が実現できたなら話は変わってくる。
その時は、10の226乗(※3)と言われる全パターンが計算しつくされること(完全解析という)になるので、結論が出ているはずである。ちなみに、計算量の少ない順に、オセロ(6×6盤)→オセロ(通常の8×8盤)→チェス→将棋→囲碁(通常の19路盤)である。
計算量が増えていくに従って、計算時間も比例して長くなっていく。少しオセロの場合で計算してみる。
オセロ(6×6盤)の完全解析にかかった時間が5日半なので、オセロ(8×8盤)ではその10の12乗が必要になるとの見積もりがある(※4)。これを計算すると、5,500,000,000,000日(約151億年)となる。なんと宇宙が出来てからの時間(現在138億年と言われている)を超えてしまった。それより更に計算量の多いチェス、将棋、囲碁は言わずもがなである。


つまり、今のコンピュータのアーキテクチャで計算するのは無理なのがよく分かる。まだ見ぬ新しい方法で完全解析される時がくるのだろうか。SFに出てきそうな0手で先手投了(もしくは先手1手指したところで後手投了)という時代はくるのだろうか。

 

(※1)
「Ponanza Chainer」の公式紹介文はこちら↓「Chainer」というDeep Learningを使用しているとのこと。

http://www2.computer-shogi.org/wcsc27/appeal/Ponanza_Chainer/Ponanza_Chainer.pdf

(※2)
「elmo」の公式紹介文はこちら↓

http://www2.computer-shogi.org/wcsc27/appeal/elmo/elmo_wcsc27_appeal_r2_0.txt

ちなみに参加ソフト一覧のページはこちら↓

第27回世界コンピュータ将棋選手権

(※3)
完全解析に必要な計算量(ゲーム木の複雑性)は、オセロ(6×6盤)で10の30乗、オセロ(通常の8×8盤)で10の58乗、チェスで10の123乗、将棋で10の226乗、囲碁で10の400乗と見積もられている。参考までに、盤面状態の種類は、オセロ(通常の8×8盤)で10の28乗、チェスで10の50乗、将棋で10の71乗、囲碁で10の160乗と見積もられている。

(※4)
縮小版オセロにおける完全解析(情報処理学会研究報告より)↓

https://www.ipsj-kyushu.jp/page/ronbun/hinokuni/1004/1A/1A-2.pdf

 

地球の生命の始まりについて考えてみる~宇宙・生命定番の疑問シリーズ~

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宇宙や生命の定番の疑問の一つに次のものがある。
「地球上の生命はどうやって生まれたのか。」

数年前こんなニュースがあった。
2013年11月、何も無かった海面に海底火山の噴火により突如新しい島ができたというものでる。小笠原諸島で噴火が起こり溶岩流が噴出してそれが固まり島となったものが西之島新島である。
この島に生命はいるのか。
噴火でできた無人島には生命はいない。しかし、これは島ができて始めの頃の話である。生命のいなかった島にも時と共に草や木、動物や昆虫もいるようになる。これらの生命はどこからきたのか。実は島の周りから生命がやってくるのである。海流によって流れてきた流木や流木の中に産み付けられた昆虫の卵、風によって飛ばされてきた草木の種。鳥は自らの羽で飛んでくる。小笠原諸島に元々ある父島などの島々の生命もそうやって周りから流れ込んだ。

さてここで当初の疑問に戻る。
「地球上の生命はどうやって生まれたのか。」

小笠原諸島の話を宇宙規模に拡大して考えてみる。すると、地球の周りから生命(もしくは生命の種)がやってきたと考えられないだろうか。それがパンスペルミア説である。
地球の原始の海の中でアミノ酸ができたかもしれない。ただそれだけでは、アミノ酸をより高度な有機体へ進化させるのはかなり困難な気がする。地球上の生命は多種多様な種の広がりと急激な進化をしてきた。原始のアミノ酸に地球外からなんらかの形でやってきたDNAがアミノ酸と結びつき始めて生命になったのではないだろうか。
そのDNAは元々どこにあり、またどこからやってきたのか。

そんなことを考えながら夏の夜空を見上げるのもまた楽しいものである。

 

カッシーニ、最後のミッションへ!

土星探査機カッシーニが最後のミッションに入っている。
カッシーニは、1997年に打ち上げられ、これまでに数多の土星やその衛星の写真を送ってきた。
20年間稼働してきてきたカッシーニだが、ついに2017年9月15日、土星大気圏にダイブしてその使命を終える予定だ。

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写真.土星の輪をくぐりこれまでで最も近い位置から撮影した土星
(引用元:NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute)
今後もカッシーニは何度も土星土星の輪の間をくぐるそうです。どんな写真が送られてくるのか楽しみです。

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写真.土星の北極
(引用元:NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute)
こんなふうに六角形が見えるんですね。驚きです。自転とジェット気流の関係で六角形がつくられるとか。

ちなみに、木星の南極を撮った画像もあります。

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写真.木星の南極
(引用元:NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute)
こちらの写真もカッシーニ木星でフライバイした時に撮ったもののようです。

木星といえば木星探査機ジュノーだ。
こちらも木星やその衛星の写真を送ってきている。

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写真.木星
(引用元:NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS/John Landino)

また、先日のNASAの会見で、土星の衛星エンケラドスと木星の衛星エウロパに関する発表があった。
エンケラドスやエウロパの厚い氷の下に海があり、そこには水素分子もあることが発表された。
2017年4月14日のNASAの重大発表~海のある世界~

www.nasa.gov
BBCニュース(和訳)はこちら

土星の衛星に「生命育む環境」 米NASAなど水素分子を確認 - BBCニュース

 

過去にエンケラドスについて書いたブログはこちら

sohsan.hatenablog.com
水素分子は微生物のエネルギー源となる。エンケラドスの海底には、熱水噴出孔が存在しているとのことだ。地球ではこうした噴出孔には、生物が存在している。

こうなってくると、太陽系内に地球以外の生命体が見つかってもおかしくないと思う。今まさに生きて動いている生命体を見つけるのは難しいと思うが、遠い過去に生命体がいた痕跡や化石が見つかるのも時間の問題ではないか。生命体といっても、知的生命体ではなく、初期の生命体である微生物のようなものである。
もっと妄想を膨らますと、先ほどのエンケラドスやエウロパにおいて、NASAは既に生命体の痕跡を見つけているのではないか、とまで勘ぐってしまう。これまでの、地球以外の岩石惑星のイメージは生命の源である「水」がなく、いわゆる「死んだ星」のイメージが強かった。生命がいるようにはとても思えないイメージだった。しかしながら、ここ数年でこれまでの常識を覆すような発見が続いている。今後、生命発見の報道があることを心して待っていたい。

(参考リンク)
カッシーニ
NASAカッシーニのサイト

Cassini: The Grand Finale

NASAカッシーニtwitter

CassiniSaturn (@CassiniSaturn) | Twitter

NASAジェット推進室(JPL)のtwitter

NASA JPL (@NASAJPL) | Twitter


■ジュノー
NASAジュノーのサイト

Juno | NASA

Mission Juno

NASAジュノーのfacebookr

http://www.facebook.com/NASAJuno

NASAジュノーのtwitter

NASA's Juno Mission (@NASAJuno) | Twitter

 

NASAが緊急発表。39光年先に地球に似た7つの惑星を発見!

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先日(2017年2月23日)、NASAが緊急発表しましたね。NASAは太陽系から39光年離れたところに地球に似た7つの惑星を見つけた。トラピスト-1(TRAPPIST-1)と名付けられている。

ニュースは例えばこちら

natgeo.nikkeibp.co.jp


本家NASAの発表はこちら

www.nasa.gov

 

www.nasa.gov


7つの惑星は地球に良く似ていて、そのうち3つはハビタブルゾーンにある。
過去にハビタブルゾーンについて書いたブログはこちら

sohsan.hatenablog.com
ハビタブルゾーンにある惑星は、水が液体で存在している。つまり、海がある訳で、生命誕生の条件を満たす。
生命の痕跡が見つかった訳ではないが、その可能性は高くなった。

■トラピスト-1の「太陽」とは?
今回、話題になっているトラピスト-1は「赤色矮星」である。
僕らが見ている「太陽」と比べるとかなり様相が異なる。
まず、大きさについては太陽の1/10だ。このため、重力も小さいため、7つの惑星の公転軌道も小さくなる。7つの惑星の公転軌道は、太陽系の水星の軌道よりさらに内側にすっぽり入ってしまう。

トラピスト-1と太陽系を比較した図はこちら

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(引用元)NASA/JPL-Caltech

赤色矮星が恒星全体のどれくらいの割合を占めているかが気になったので調べてみたところ、全体の7割も占めているとのこと。
しかも赤色矮星の寿命は長く、宇宙が始まってから寿命を迎えた赤色矮星はないらしい。

赤色矮星について詳しくはこちら(リンク先:Gigazine

gigazine.net
赤色矮星は恒星の主流といってもよい。赤色矮星に今回の発見のように地球に似た惑星がいくつもあるということになると、その惑星に衛星もあるわけで、海のある惑星・衛星は数え切れないほどあることになる。
地球外生命の発見の可能性がますます高まったわけで、今後が楽しみである。

■トラピスト-1の惑星群
トラピスト-1の7つの惑星は、赤色矮星のかなり近くを公転しているため、一番外側の惑星でも公転周期が20日程度である。そのため、地球と月の関係のように、惑星は常に同じ面を赤色矮星側に向けている。つまり、常に昼側と夜側の2面になっているようだ。しかしながら空気があれば、その対流等でうまく熱が循環している可能性もある。これからの大気の存在や成分の観測が待たれるところである。
また、惑星と恒星の距離が近いため、惑星から見る赤色矮星の大きさは、地球から見る太陽の6倍程度のサイズで見えるらしい。その色も夕焼けのような赤やオレンジ色に見える。

トラピスト-1のそれぞれの惑星にそれぞれに生命が誕生していたらと考えてみるとなんだか楽しそうである。惑星ごとに生命の進化過程が異なっているのかとか、知的生命がいるとするなら、同時期に存在しているのか、同時期ならばどんな交流をしているのか等想像は尽きない。

(リンク先)TRAPPIST-1(NASAサイト内)

exoplanets.nasa.gov
(おわり)

 

宇宙の定番の疑問の一つ「時間とは何か」を考えてみた

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「時間とは何か」
これもまた宇宙を語る時によく出てくる疑問の一つである。
考えても考えても答えは出ない。
しかし、分かっていることからいろいろ想像することはできる。

相対性理論
相対性理論によると時間は伸び縮みするものである。
この辺りを書き出すとどんどん専門的になっていくので割愛するが、とにかく光速に近づけば近づくほど、時間は相対的にゆっくり流れることになる。
(ちなみに、僕のような素人には、次のNewton別冊とかが分かりやすい。)

 

 


最高速度が光速で移動できる乗物に乗り込んだならば、乗物の外の時間はゆっくりに見えるはずである。その乗り物に乗っている人をAさんとし、その乗り物を外から観測している人をBさんとするならば、Aさんにとっての1秒はBさんから見ると1秒以上になる。乗物が光速に近づけば近づくほど、その差は大きくなり、ついには無限大になるはずである。

■それでも時間は伸び縮みする
この「時間が伸び縮みする」ということが頭では解っても普段の感覚からするとなかなかしっくりこない。実体験を伴わないことを肌感覚で理解するのはなかなか難しいものです。しかしながら、いろいろ考えるうちに、「!」となることもあると思います。

さて、ここで思考実験だが、時間に粘度があると考えてみたらどうだろうか。粘度というのは、粘り気具合を示すパラメータだ。例えば、水と油を比較すると油の方が流れにくい。油のほうが水より粘度が高いという。
時間を水のようなものだと考えてみる。
水に片栗粉を入れていく状況を想像してみると、片栗粉を入れていくに従ってどんどん流れにくくなっていく。粘度が徐々に高くなっていくわけだ。
同じように、時間に粘度があると仮定する。粘度が高い場合、時間がゆっくり進むとする。逆に粘度が低い場合、時間が速く進む。最も粘度が高い状態は時間がほぼ止まっている状態となる。

宇宙の始まりにはインフレーションがあり、続けてビックバンがあったとされる。この時、空間と共にに時間が始まったとする説がかなり支持されている。4次元時空として宇宙が膨張を始めたとする説である。インフレーションでは、ある一瞬に、ある1点が一気に膨張したと考えられている。この時、時間も始まったとするならば、時間の進み方は、最も早かったと考える。すなわち、時間の粘度は最も低かった。その後、時間の粘度は徐々に高くなっていき、時間はゆっくり進むことになる。そして現在に至る。
本ブログの前半で書いたように時間は伸び縮みするので、相対的に考えると、現在の1秒は、インフレーション時の1秒の何万倍、何億倍にあたるのではないだろうか。つまり、現在の時間感覚から見ると、インフレーションは一瞬だったと言える。これが、何倍にあたるか分かれば、現在が宇宙が始まってから終わりまでのどの辺りにいるのがわかるのではないかという気もしてくる。
さて、今後、どうなるかということだが、徐々に時間の粘度は高くなっていき、ますます時間はゆっくり流れるようになるのではないだろうか。宇宙の最後は時間がほぼ止まった状態になるのではないか。ビッグフリーズ、ビッグチリといった言葉も最近聞くが、時間については特に触れられていないように思う。

まとめると、宇宙の始まりの時が最も時間の粘度が低く時間は速く流れた。そこから後は徐々に粘度が高くなり、最終的に粘度が最も高くなった時に時間は最もゆっくりになる(もしくは止まる)。現在はその途中の段階にある。ということになる。粘度をパラメータとして表すことにより、現在が宇宙の始まりから終わりのどの辺りかを計算できないだろうか、ということである。

今回はかなり妄想モードでしたが、最後までお付き合い頂きありがとうございました。
(おわり)

 

人工知能(AI)のトリセツ(昨今の将棋界におけるある出来事から思うこと)(2)

前回は、AIに求めるもの求めないものについて書いた。
前回ブログはこちら↓

人工知能(AI)のトリセツ(昨今の将棋界におけるある出来事から思うこと)(1) - 宇宙や生命について考えたことを書いてみる


今回は、少し冷静になって、AIと人間の関係を整理してみたい。

■AIと人間の理想的な関係を考える前に
それでは、AIとの理想的な関係とはどんなものなのか。すぐには答えはでない。
分野ごとにAIの使い方は異なるし、一律に語るのは難しい。なので、分野ごとに状況を語れるような基準を考えてみた。

1.AIに全ておまかせ(100%)
2.AIにほぼおまかせ。ほとんどAIにおまかせするが、チェックや補正は人間が行う(80%)
3.AIに考えさせると、人間では思い付かないようなものが出てくるので、積極的に取り入れる(60%)
4.AIに考えさせるが、あくまでも人間の最終決定の参考とするのみ(20%)
5.AIの入る余地無し(0%)
※( )内はAIへの依存度をイメージで示したもの

掃除機のルンバなどは、1.に入ると思われる。部屋の掃除という分野においては、主人が留守であろうが勝手に全てやってくれる。
飛行機の自動操縦(自動着陸)などは2.ではないだろうかと推測する。
日本ではないがどこかの警察では、犯罪の多いエリアと時間帯をAIに推測させ、実際にパトロールに取り入れるという事もあると聞いた。これは、3.に入ると思う。
今回のような将棋棋士同士の対局は5.に入るが、将棋の事前研究という観点では3.や4.だと考える。
AIへの依存度という観点でみると、上へ行くほど依存度が高いと言える。

■AIと人間の理想的な関係とは?
将棋の例のように、分野が同じでも、その状況(今現在対局中なのか、事前研究なのか等)でAIとの関わり方が変わってくるものもある。
つまり、AIとの付き合い方を考えるには、それぞれの分野において細かく使い方を模索していく、という状況がしばらくは続くことになるのだろう。チェスの世界では、アドバンストチェスといったものが既に確立していると聞く。人間とAIがタッグを組んで戦うといったものだ。チェス観戦の楽しみ方のバリエーションが増えた、と考えれば、チェスの世界が広がったと言える。
視野を広げてみると、生活の基盤となるような分野ではAIとどう付き合っていったらよいのか。考え始めたところなので答えはまだないが、次のことは言えると思う。
政治や警察が1.(AIに全ておまかせ)になっているような世界には住みたくはないということだ。
AIのシンギュラリティと云われている2045年に、果たしてどうなっているのだろうか。
(おわり)

 

人工知能(AI)のトリセツ(昨今の将棋界におけるある出来事から思うこと)(1)

■衝撃的なニュース
「将棋竜王戦挑戦者がソフト利用不正疑惑?」とのニュースがネットを賑わしている。このニュースを人工知能(以下、AI)と人間との関わり方という切り口からから考えてみる。
まずニュースの概要だが、一言でいうと、ある将棋のトップクラスのプロが対局中にソフトを利用したとして、将棋連盟より年内の対局に出場禁止としたというものである。
疑いをかけられた棋士は、これを全面否定。処分を下した将棋連盟に対し、明確な証拠提出を求めている。
ここではそのプロが誰であるとか、将棋連盟はなぜ今回の処分を下したかとかを語りたい訳ではないので割愛する。
一将棋ファンとして一言だけ付け加えておくなら、疑惑の棋士はソフトを使おうが使わまいが、トップレベルの棋士であることは間違いない。なぜなら、ソフトがこんなにも強くなるここ数年よりずっと以前から、その棋士は強かった訳で自身の努力と才能でタイトルも取っていると考えるからだ。今回は、こんな形でニュースになることで、将棋界にとっては何の得にもならないことが残念である。

■AIに求めるものと求めないもの
さて、本題に戻る。今回の出来事を通じて、AIと人間の関わり方の一端を垣間見た気がする。
AIはどんどん世の中に入ってきていて、この流れは止められない。望むと望まざるとAIはあらゆる分野においてどんどん入って来ている。そうなると、今後考えるべきはAIをどう使っていくかである。AIをうまく活用していくことで人間の生活をよりよくしていくことにつなげていきたいと考えるのは自然だと思う。

まずは、AIに入ってきてほしくないものを考えてみる。
これには、結構感情的な部分が多々ある。

例えば、将棋の対局に僕らは何を求めているのか。
「神の一手」を突き詰めるのであれば、AI同士の対戦のほうが早く行きつくと考える。AIは既に人間の思いつかない新手を生み出している。ソフトを強くさせるバックグラウンドとして、人間同士の棋譜を既に必要としていない。AI同士を戦わせることによって、AIは自ら学習している。機械学習ディープラーニングと云われている手法である。
僕らが求めているものは他にもある。「感動」だ。魂を震わすような「何か」である。
僕らは、人間同士が死力を尽くして戦うところに感動する。これは人間のDNAに刻まれたものではないだろうか。なぜ、他の人間の全力をかけた生き様に感動するのか。よく分からないが、懸命に生きようとする姿に感動するように人間は出来ているのだと思う。そういう人達を見て、感動する。将棋に限らずスポーツでもそうである。オリンピックを観て、人は感動する。

将棋NHK杯の前司会者だった清水さんもオープニングの後いつもすぐに言っていた。

将棋棋士の研ぎ澄まされた技の数々を御覧ください」(バリエーションの違いあり)

将棋棋士が時間に追われながらも己を信じ、考え抜いた上での至高の一手を指す、そんな所に感動するのではないだろうか。

(つづく)