粘菌コンピュータについて思考実験(2)

粘菌コンピュータの続きを20分ほど。

時間に関して決定的な解決ができる場合と、決定的でない解決の場合の2種類があるわけです。

数学的に言うと、

「発散」、「収束」がありますね。よくやる n を無限大にすると、収束する、という計算です。

nを無限大という条件自体は、時間である t を無限大にする、という計算にも置き換えられます。

さて、この数学的に収束する場合ですが、実は3種類あります。

発散と、収束と、振動ですね。

(「振動」だったかどうか、ちょっと覚えていないのですが、この用語は後で調べるとして)、

発散の場合は、t を無限大にしても、値が特定できないパターンです。

一般的な発散の式も当てはまりますが、複雑系のようなバタフライ効果も、これに当てはまります。

収束の場合は、逆に t を無限大にすると、ひとつの値に定まるパターンです。

これは、t が無限大という点で、無限時間ということになりますが、実際に計算するという事実とは離れて、「計算可能」という範囲で、値が定まる、というパターンも含めます。

これが示しているところは、

1/t の t → 無限大 は、容易に 0 と推測できます(あるいは、証明もできます)。

更に、

円周率 π は、一定の値である(発散しない)という計算も、求められます。

ご存じのとおり、π の値は、3.141592… と延々に続くわけですが、πという仮想的な値に定まる、ということは証明がつくわけです。

# 余談を云えば、10進数では、πの値は、3.14… になりますが、π進数では、1 ですね、という話です。

さて、もうひとつは、振動の例です。

この振動の例は、簡単なものがあって、

sin ( t ) の場合、t を無限大にした時は、どうなるかというと、不定 … いや、1から-1間に特定できます。

これは、発散とは違って、予測可能ではあるが、その時の値は特定できない、というパターンです。

予測可能であるが、その時刻には特定できない、ということは、無限大の時間空間の中で、ある時刻の値は特定できるが、ある時刻自体が非決定(あるいは、揺らぎがある)という場合には、値そのものは決定的ではない、ということを示し、かつ、おおざっぱなところでは比較的決定的であるという、少し不思議なパターンになります。

この例は、卑近なところでは、ニュートン力学と量子力学の関係になります。

例えば、

ボールを投げたときの着地点は、ニュートン力学において、決定的です。

ですが、空気抵抗などの揺らぎを考慮すると、量子力学的に、不定になります。

この狭間は、一見非連続に見えますが、実は連続的なものです。

非連続というのは、ニュートン力学から量子力学の分野の計算になった、という点で非連続的に見えるのですが、物体そのものが変化をしない(ボールという物体そのものは、観察者に関わらず、ひとつである … という仮定ではありますがw)、ので、物体という軸においては、連続的という訳です。

勿論、量子力学で学ぶ、「観察者」の存在は重々承知しているわけですが。

そんな訳で、

計算をしても発散してしまう問題。

計算をしていけば収束する(あるいは、数学的に収束が証明できる)

という分野とは別に、

計算していくけど、大ざっぱには求められるが、厳密には求められない、という量子力学風な(というのか、複雑系な)話がでてきます。

ああ、粘菌コンピュータの話になかなかつながりませんが、もう少しで辿り着く予定です。

 

 

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