この画像を大きなサイズで見る物質の状態には、「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。
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。
この画像を大きなサイズで見る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。
この画像を大きなサイズで見る物理学にもう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
フィフス・エレメント
※1
「固体」「液体」「気体」「プラズマ」そして「ヒトヅマ」
さすがにこれは……荒唐無稽が過ぎないか？
※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
>>8
でもこの理論が正しいと、具現化系念能力が現実で可能になるかもしれんのか？
それはワクワクするな
まあ無理だろうけど
>>2 × 1019
原文読んでないけど2×10の19乗の間違い？
※2
それを言うならあなたたちのDNAもまた、自己保存のためのプログラムに過ぎない。
生命とは情報の流れの中に生まれた結節点のようなものだ。
恐竜惑星
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。
※4
電力がいるのはエレクトロニクスデバイスの動作にであって、デジタル情報そのものではないんだけどな
０と１とか簡単に言うけど、よくある半導体は実際には概ね０～３Vを２進数の「０」、５V付近は１として処理しているだけで微視的に見ればアナログな配線上を電子が移動している現象に過ぎない
目には見えない電子回路を利用したサービスの高度化でOSI参照モデルの下の方を意識しない人が当たり前になり、分野外の学者にとってもクラークの第三法則みたいな状況になってると思う
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
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。
ちょっとなに言ってるかわからない
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・・・
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。
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。
なるほどわからん
ボース・アインシュタイン凝縮は？
※13
魚鳥木 ボースか ボースか
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。
この仮説けっこう好きかも。おもしろい。
「愛」だな
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
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。
ケースD・見えない洪水
※19
うわー、この本のタイトルを今になって見るとは思わなんだ
小学校の担任（意識高い系）に勧められて、訳わからんから全然読まないまま実家の本棚に40年間置いてるやつだ
なるほどよく分からん
(´･ω･`)
「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）
森羅万象は情報であると言えるわけで。
なにそれおいしいの？を地で言う時がくるとは…
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。
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。
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。
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。
「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。
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。
太陽が消滅するまでは平気じゃね
物質でビットを表す限り厳密な意味での”地球シミュレータ”はできない、とか、物質を使ってる限り地上の物質すべての情報を取り扱うことはできない、というのはときどき耳にする。いやそんなことはないという意見も計算機の理論屋さんから聞くこともある。
いずれにせよヒトの計算量をこのまま増やし続けようとしたら、どこかの段階で物質ではなくエネルギーそのものに情報を担わせて計算する技術が必要になるのはなんとなく想像ができそう。量子ビットはまさにその一つの候補になっていると思うけど、物質量の壁を破った計算量が理論的には可能らしくても、それを実現する技術はまだ存在していないし実現できるという証明も多分されてない。
この記事の元論文のように情報論的エントロピーを絶対温度を通じて自由エネルギーに含めることは形式的に可能だけど、それを状態量として扱ってよいのかどうかは自明ではないと思う。ただ、とりあえずそう扱ってみるとどんな帰結が得られるのかとか、自己流でもちゃんと論理立ててみるだけでも結構いろんな勉強になると思う。
個人的には、”情報量”は対象の定義のしかたによって変わってしまうので物理的にある程度根拠のある定義づけが必要になると思う。気体固体液体といった状態を特徴づける物理量、つまり圧力や温度や体積などといった状態量を、作用の次元で表してプランク定数で賽の目に切り刻んだら、ある程度は根拠のある情報量が得られそうな気がするけど、いろんな人たちの研究結果もいろいろ聞いてみたい。
人間を超えた人間との禁断の恋。そして戦い。「ｂｉｔ」近日公開！！ 主演マット・デイモン アン・ハサウェイ 原作スティーヴン・キング 監督クリストファー・ノーラン ～事故により記憶喪失となった彼女の為に記憶の移植手術を決断した男の数奇な運命～
これ考えたことあったわ、、。
技術的な情報を閉じ込めた石と、ただの石を比べたとき、手にしたのが情報を使える知的生命体で、技術を用いて大きなエネルギーを得られるのなら、前者の石の方が遥かに化学ポテンシャルもエンタルピーも高いんだよ。。
知的生命体は、エントロピーを増加させてポテンシャルを自分たちしか使えない情報媒体に変えていくのだとしたら、夜の終わりには蓄積した情報のみが残ることになる。
情報って価値あるものだし犠牲を払って生産するものだけど、やっぱり情報ポテンシャルに変換されてると見るほうが正しい。
スパコンで出来る処理の数千万倍出来ても新しい宇宙が出来て今ある世界に侵食したりはしねえから安心しろよ
量子力学的な話じゃなくてコンピューター上の情報の話かよ
魔法文明が始まっちゃうヤツですか？
熱統計力学的な情報量とエネルギーの等価性は既に実験的に証明されているし(マクスウェルの悪魔)、質量とエネルギーの等価性も核物理では当たり前の話。そもそも磁気媒体にせよ、NAND型メモリにせよ、ビットの書き換えにはその場でエネルギーを使っているし、カタストロフィーなんておこらない。熱力学的情報量で言えば、熱平衡が生じる度に情報が消滅するし、コーヒーに牛乳を混ぜても情報が失われるわけで、情報の生成ばかり起こっているわけではない。むしろ宇宙の熱的死のように、情報が消失する未来のほうがよくある説。
世界は常に乱雑化に向かうから、ビットを整然な状態に固定していくと、エントロピーの維持にとんでもないエネルギーが投入され続ける必要がある。情報は捨てることができず累積して増えていくので、21世紀の途中には情報エントロピーを維持するために地球上で利用可能なエネルギーの大半が使われる計算になる、という認識でOK？
エントロピーの増加と共に宇宙の真空もまた体積（人類の感覚で例えれば）を増している為、熱的平衡は結果的に維持され続ける。近年観測されている宇宙膨張速度の加速は知的生命体の活動によるもの。即ち知的生命体は人類だけではない。
ブラックホールに吸い込まれても情報は無くならないって説明くらいでしか知らなかったから、情報を熱エネルギーで消去するって考えがあることを知れたのが良かった
子供の感想文みたいだけど、本気でそう思いました！
そんなこと言ったらブラックホールが持ってる情報はどうなるんだよ
ブラックホールで消失する物質の情報の話かと思ったら違った
物理学という同じフィールドで違う意味に同じワード使うのは問題有るんじゃないかな？
そして未来には光子や量子も物質の状態の1つに加わると
今の情報のように
人の死は2段階ある。
肉体が死んだ時と、人々に忘れ去られた時だ。
とかそういう話かと思ったよ。
データ(0または1)ひとつを保存するためには、将来技術が限界まで発達しても、原子数十粒を必要とし、微少な電力を必要とする。
これですら、フラッシュメモリやその他の静的保存媒体の中の、最も効率がよい部分だけを抜き取った場合の話。
ということで、人類が保有できるデジタル情報量の上限は、人類が記憶媒体に使える物質の原子総量と、人類が情報機器に費やせる電力量の総量によって限界が決まる。
破綻寸前のムーアの法則を維持するために、人類は１年間に数千億円を必要とするようになってしまったが、この金額は将来も増え続け、経済的な理由でムーアの法則のスピードは低下し、 「10年で1.4倍」といったレベルまで減速するだろう
ナディアのブルーウォーターも情報が物質化したものだったっけ
なんにせよまだファンタジーな話だな
うさんくせー
鉄腕アダムを思い出したよ。
炭素を主体とした計算する情報爆弾『蝶』が地球に飛来するやつね。
ここにおける情報って人間の主観的なものじゃない？
PCに打ち込んだ最終定理も生木も物理的な意味での情報としては等価値で
それらが変化するのは地球上で太古からやってるわけで
つまりアレかみんなドクターマンハッタンになるのか
ネタが無いんだね。
観測問題と関係ある？
観測によって状態が確定するまで情報エントロピーを消費しないとかって
話じゃなかったっけ
簡単にいうとね、こういう事だよ。
「お前らFHDとか4kとか8kとか際限ないから、このまま無限にレベルアップしてったら情報処理とかするための電力供給が追いつかなくなるんだよ!加減しろバカ!」
それをエントロピーとか実態のない状態量を使って小難しく言い換えるとね、なけなしの研究費が貰えるんだよ。
と意地悪言えばこういうことだけど、一見当たり前なことの正確な定義とか、情報処理するために使うエネルギーを算出するためのモデル構築とか、意味ある研究だと思う。馴染みない人にはオカルトっぽく見えるだろうけど。
第五の状態？「1～3次元があるから4次元の世界があってもいいんじゃない」と同じ臭いw
コンピューター情報で言うところの“情報”は結局「荷電粒子」という意味で広義にプラズマグループwに含まれるのでは？
第5の物質の状態は第4の水の相ぐらい言いすぎな気が。。。
情報化する時に物質は残るし、物質化する時に情報以外の材料も必要でしょ～
つまりどうでもいい無駄遣い広告みたいなくそ情報は流して
言わなきゃいけない大事な情報はメモリ不足で流れないようにするってことか？
わかった。マスコミも公開情報も表に出てるものぜんぶ信じないわｗｗ
つか情報に翻弄されたくないなら
スマホやめればいいんじゃね？(笑)
あんなもんなくたって支障ないだろ
例えば本に印刷してある文章情報はこの記事による解釈だと「情報」ではない？ｗ 本を”物質状態枠”で解釈したら紙とインクと製本の接着剤か
石器時代なら石に刻んだり絵具で描写したものが情報だっただろう。つまり刻んた状態や絵の形状が「情報＝意味」として他人に伝達する手段となったわけだが、物質的視点では所詮ただの石ｗ
つまりコンピュータ情報は「荷電粒子の制御された状態＝意味のある管理下状態＝情報」であり、それを受け取った人はそれに「情報＝意味」を見出しているだけであり、石に刻まれた絵と同じ「情報」グループに入る。ｗ
だから「固形～プラズマ状態」系列と太古からある「情報」系列は明らかに全く別次元ｗ
石に「刻む」のや紙に「書く」のにもエネルギーは消費してるでしょ？
現代における行政や病院や企業や個人の帳簿や明細書まであらゆる情報記録を全て石に刻んでみると仮定してみ？
とんでもない量の資源＝資材、燃料、電力、労働力、輸送インフラ、必要な機材を製造するためにまたかかる資源量、経済的な金額を必要とする。
そしてそれらの大事業を行うに当たる必要な経理や手続きの記録も「石に刻む」ので…
際限なく情報と必要なエネルギーは増えていく。
そのために固体液体気体プラズマのあらゆる状態の資源が消費されまくる。 つまりそれら資源と情報は換算や変換が可能な概念。
それを第5の物質の状態となぞらえてる、そういう話なんすよ。
情報は光の速度に制約されない
抜け道はありそうだけども
※63
情報の最大伝達速度は光速やで
エウレカセブンで言ってたな、クダンの限界を迎えると宇宙が裂けるとｗ
この似非学者、シラードのエンジンも知らないみたいだから、このトンデモ似非科学に価値はない
情報でエントロピーは増大しない
約１００年前から分かっていること
シラードのエンジンの「後」の研究もちゃんと調べようね。
情報は記憶よりも消去（次の仕事をするために前の仕事のキャッシュメモリを削除しないとならない）する時にエントロピーの増大を必要とする。
く、狂ってるのだ
哲学やん、物理ちゃうやん。
英っつっても移民多いやろうしな。。
全ては脳が受け取り解釈している情報でしかない！とかなんとか
つまり、情報が増える未来では、エネルギー消費も莫大になるから、核融合発電が実用化したとしても、将来的にエネルギー問題は解決出来ないってこと？
ヴァルヴレイヴの情報原子RUNEか
言葉のアヤみたいなもんだけど想像は現実化するもんだな
第5の状態は既にあるんじゃないの？
ボース＝アインシュタイン凝縮
この記事と矛盾しとるで
karapaia.com/archives/52291837.html
アホなオレには理解不能
でも確かに、双子のインコがいたとして、
「片方は言葉を覚えていて、もう片方は何も覚えさせられていない状態」
という状態は、誰もが違う状態と言えると思う。
それが熱や、光、振動でないとしたら、情報という「エネルギー」になるよねってことかしら。
この学者は馬鹿だなぁ。情報の為にエネルギーが必要なのではなく、存在するエネルギーの範囲内でしか情報は存在しない。情報は際限なく増え続けるのではなく、存在するエネルギーの範囲の中で必要とされるものが増えて行っているだけ。
必要とされないものは情報の更新がされる事なく、捨てられて行っているだけの話。
その「必要とされるもの」の情報が時代とともに際限なく増えていくという話なので記事をちゃんと読みましょう。
ここで示唆されてる情報という概念は、
電気エネルギーに変換しうるコンピューター上のものだけではなく、
ありとあらゆるエネルギーの中に情報という新たな視点のエネルギーがあった場合、
地球上において人間が生み出す情報のエネルギー総量が地球のキャパシティを超えつつある、っていう話かな？
情報は持てば持つほど重力みたいなエネルギーが発生しそうだな。
さすがに無理があるだろ
情報をエネルギー変換、初の成功 中大・東大教授ら
うーん、マクスウェルの悪魔