質量・エネルギー・情報の等価性がもたらす「情報のカタストロフ」 / Pixabay
物質の状態には、「固体」「液体」「気体」そして「プラズマ」の4つがある。だが、新しい研究によると、第5の状態が存在するのだという。しかも、それは下手をすると世界的な危機をもたらす危険があるのだそうだ。
これまでも、第5の物質の状態に関しては様々な研究がなされてきたが、イギリスの物理学者が主張するそれは「情報」のことである。
『AIP Advances』（8月11日付）に掲載された研究によると、2245年までに情報の重さは地球の半分に匹敵するものになると予測される。それこそが質量・エネルギー・情報の等価性がもたらす「情報のカタストロフ」だという。
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情報の喪失と熱力学的エントロピーの上昇
現代社会に欠かせないものとなったデジタル情報は0と1で構成されているが、そこに含まれる情報量の基本単位を「ビット」という。
ポーツマス大学（イギリス）の物理学者メルビン・ボプソン氏は、「ランダウアーの原理」に基づいて、このビットとエネルギーの関係を説明している。
1961年にロルフ・ランダウアーが提唱したこの原理によれば、情報を消去するには、それに相当するエネルギーを消失させねばならない（すなわち1ビットが失われる時、熱力学的エントロピーが1ビット分上昇する）。
よって、ビットの生成と消去が多くなればなるほど、それに必要となるエネルギーも増大することになる。
Pixabay
人類は膨大な情報の流入に耐えられるのか？
ボプソン氏によれば、これが大問題なのだという。なぜなら「デジタル情報の増加はまさに止まるところを知らない」からだ。
IBMによると、今日、世界に存在するデータの9割が、ここ10年のうちに作られたものだ。
現代社会が1日に作り出す情報は、じつに25億ギガバイトに達する。1バイトは8ビットなので、地球上で1日に生成される情報量は2 × 1019ビットに相当。年間では73垓ビットというよく分からない数になる。
このような膨大な情報の生成は今後も増加する一方だろう。となると、はたして人類文明はそれだけの情報の流入に耐えられるのだろうかという疑問が浮かんでくる。
2170年、地球上のビット数は地球の原子の数に匹敵
ボプソン氏が年間の増加率を5%、20％、50％と仮定して試算したところ、2170年までに生成される総ビット数は、地球の原子の数にも匹敵することが判明。しかも、それより少し早い今から130年後には、情報のためのエネルギーが、今日の地球上の電力消量費に達してしまっている。
問題はエネルギーだけではない。ボプソン氏は、他のあらゆるタイプの物質と同様、情報もまたエネルギーから物質へと（あるいはその逆も）状態が転移できると仮定している。
この仮定が正しいのだとすれば、膨大なデータを作り出すためのやはり膨大なエネルギーは、質量と等価であるということにもなる。そしてボプソン氏の推定によれば、2245年までに情報の質量は地球半個分と等しくなってしまうのだ。
iStock
物理学にもう1つの次元が加わる可能性
「質量・エネルギー・情報の等価性」はあくまで仮説であって、実験的に確認されたものではない。それでもボプソン氏は、相対性理論やランダウアーの原理と同じく、それがいずれ証明されるだろうことについて自信をのぞかせている。
そうなれば、物理学や天文学などの分野にも大きな影響を与えることだろう。物理学にもう1つの次元を追加することになるからだ。
なおボプソン氏は、これを情報のカタストロフと呼んでいるが、その響きとは裏腹に、必ずしも悪いことばかりとは言い切れないそうだ。
なぜなら、それは科学技術によって人間を超えた人間、すなわちトランスヒューマニスト的な新しい進化形態を指し示しているからだ。
情報に実体があるのならば、この情報化社会の行き着く先には何が待ち受けているのだろうか。
The information catastrophe: AIP Advances: Vol 10, No 8
https://aip.scitation.org/doi/10.1063/5.0019941
References:zmescience/ written by hiroching / edited by parumo
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コメント
1. 匿名処理班
フィフス・エレメント
2. 匿名処理班
さすがにこれは……荒唐無稽が過ぎないか？
3. 匿名処理班
恐竜惑星
4. 匿名処理班
デジタル情報の管理には電力がいる。
紙の情報の管理には人間の頭脳がいる。
どっちにしてもエネルギーを消費する訳で、案外当たってるかもね。
5. 匿名処理班
牛肉とタマネギとマッシュルームとスープに情報が加わることで「情報のストロガノフ」が引き起こされる可能性が
6. 匿名処理班
情報を生成したり削除するためのエネルギーが増大していってるって話ね。
維持できているから問題ないような気もするけれど…。
そのエネルギーを質量に無理矢理変えると問題があるって話で、第5の次元が存在するかは記事の通り議論の段階でしかないね。
あくまで削除する前提であるのが個人的には気に食わないな。借用書はキッチリ払うことが全てじゃないじゃない。
7. 匿名処理班
ちょっとなに言ってるかわからない
8. 匿名処理班
※2
そうでもない
知覚できることはすべて情報化されている事だから
さらにエネルギーや状態の変化も素粒子や電子のやりとりでしかない、それはつまり「ビットの変化(媒体は何でもよい)」ということと全くの等価であるのだから
9. 匿名処理班
ククク・・・私の頭に納められている情報量は地球の重さの半分です・・・一気に放出すれば地球はこの重さに耐えられません・・・
10. 匿名処理班
ランダウアーの原理ってマクスウェルの悪魔という超常的・論理的存在に対して「メモリが有限で新しく情報を記録するには古い情報を消去する必要がある」っていう何の根拠も無い前提を勝手に立ててる時点で破綻してるんだが、その点を抜きにしても記者がエントロピーという概念を全く理解していない駄文だね。
11. 匿名処理班
何を言っているのかよくわからないし、デジタル化の前の情報は無視してるし。ネットを駆け巡り続ける情報もCD-ROMのような静的な媒体に封じれば維持のためのエネルギーコストは下がる。
12. 匿名処理班
なるほどわからん
13. 匿名処理班
ボース・アインシュタイン凝縮は？
14. 匿名処理班
情報量＝重力と考える説もあるな。次元を平面だと考え、現実では小さなものでも平面では情報量を蓄積する程に大きくなってい、大きくなると言うことは隣に在るものに近くなると言う事であり、その現象を3次元に置き換えると引っ張っているかのように振る舞われるやらなんやら。
質量が大きいほど重力が増すから、質量＝重力＝情報量なんかな。
まあこちら素人なんでよくわからんけども。
しかしカタストロフが来るには情報が完全に保存された場合しか無理やろ。
15. 匿名処理班
この仮説けっこう好きかも。おもしろい。
16. 匿名処理班
「愛」だな
17. 匿名処理班
壊れたHDDの情報はきっと熱エネルギーに変わってしまったのだな
データが消えたことを嘆くより火事にならなかったことを喜ぶべきだった
18. 匿名処理班
情報のカタストロフィという考えはわかる。
維持したり処理したりするのに膨大なエネルギーがかかるし、アクセスを失えば全て無駄になる。
でも物質の状態の話ではないのでは。
19. 匿名処理班
ケースD・見えない洪水
20. 匿名処理班
なるほどよく分からん
(´･ω･`)
21. 匿名処理班
>>2 × 1019
原文読んでないけど2x10の19乗の間違い？
22. 匿名処理班
「初めに、ことばがあった。ことばは神とともにあった。ことばは神であった。」
ことばとは情報と同義か？
人間はいよいよ神と相まみえる事ができるのか？
（なんてねwほんとは全然わかってませんww）
23. 匿名処理班
森羅万象は情報であると言えるわけで。
24. 匿名処理班
なにそれおいしいの？を地で言う時がくるとは…
25. 匿名処理班
エネルギーを使って情報化する、情報の形でエネルギーは保管されるってことかな？
ここでも変換率が問題かもしれんけど。
26. 匿名処理班
小松左京や星新一なら、面白い短編が書けそう。
グレッグ・ベアだと分厚い長編が出来ます。
27. 匿名処理班
この世界は何者かに作られた仮想世界だからこの世界は情報で出来てるに決まってるでしょ。
仮想世界ってあったな。
28. 匿名処理班
情報が出てくるって事は既にヤバい状態って事だと思われます。
29. 匿名処理班
「ボプソン氏は、他のあらゆるタイプの物質と同様、情報もまたエネルギーから物質へと（あるいはその逆も）状態が転移できると仮定している」
まあ、夏の夜のヨタ話ですな。
勝手な「仮定」なら誰でも、いつでもできるわけでして。
けどまあ、定期的にこうした楽しいヨタ話が紹介されるのも、カラパイアさんを読む楽しみの一つなのであります。
30. 匿名処理班
1冊の本を100人が暗記したら、情報量100冊分増えるけど地球のエネルギー増えてるって事？わからん、らんらら、らんらんらん。
31. 匿名処理班
太陽が消滅するまでは平気じゃね