クイズ問題: SFの世界によく登場する、細菌と同じくらいの小ささの機械のことを、「10のマイナス9乗」を意味する言葉から何というでしょう?
答え: ナノマシン

関連するWikipedia記事の抜粋:
title: ダニエル・デネット
text: アルゴリズムが進化の原理として働くことを例証する際には、ライフゲームが持ち出される。ライフゲームとは数学者ジョン・コンウェーによって考案されたコンピュータプログラムのことで、非常に単純な規則によって生成する図形群が、繰り返しその規則にしたがって変化をすることで結果的に予測不可能なパターンを産み出すことを明らかにする、セル・オートマトンの一種である。同様にして、進化というプロセスも単純なアルゴリズムにしたがって多様な生物種を作り出すことができるのだ、と。
title: 分子ナノテクノロジーに関するドレクスラーとスモーリーの論争
text: スモーリーは分子アセンブラ、すなわち個々の原子を操作して望みの物質を構築することができるナノロボットの概念を話題に挙げ、アセンブラが意味のある量の物質を生産するのにどれほど時間がかかるかと問いかけた。彼の試算では、単独で活動するアセンブラが1モルの物質を生産するには数百万年の時間がかかるが、自己複製型のアセンブラが1分間にわたって増殖を繰り返したならば、アセンブラ集団は1ミリ秒もかからずに1モルの物質を生産できるとされた。スモーリーはここから論を進めて、自己複製型ナノロボットが突然変異を起こして際限なく自己生産を行い、いわゆるグレイグーが発生するというシナリオや、ビル・ジョイのエッセイ「なぜ未来はわれわれを必要としないのか?」の引用として、ナノロボットが群知能を発達させてある種の生命体となる危険性を論じた。
title: プログラミング言語
text: 「コンピュータ」(という語)の定義次第ではあるが、それを「コンピュータ・プログラムによって駆動される機械」とするならば、コンピュータ・プログラムはコンピュータとともに生まれ、育ったということになり、そのプログラムの記法としてプログラミング言語があった、ということになる。チャールズ・バベッジが階差機関に続いて計画した解析機関は、パンチカードの先祖と言えるような穴の開いた厚紙の列によって制御されるという機構を持っていたため、その特徴から「19世紀のコンピュータ」「蒸気動力のコンピュータ」などと呼ばれることがある。
title: プログラム (コンピュータ)
text: 計算機械ないしは情報処理機械について、ハードウェアとプログラム(ソフトウェア)というような分担が明確になったのは、実際的には1950年頃から後、いわゆるノイマン型(乃至、プログラム内蔵方式)のコンピュータの実現によってである。理論的にはチューリングマシン等が関係するが、そのような理論的な側からの観点はここでは省略する。また歴史的に見ると、19世紀にバベッジとラブレスが解析機関用にコンピュータプログラムをつくったと言えるが、それも略す。直感的なたとえでは、ハードウェアをそろばんとすると、それを「どう操作するか」という、はっきりした具体的な手順がプログラムに相当する。
title: 生命、宇宙、そして万物についての究極の疑問の答え
text: このシリーズにおけるハツカネズミは、「すぐれた知性をもった汎次元生物がわれわれの三次元に突き出している部分」である。ハツカネズミ達は「生命、宇宙、そして万物についての究極の疑問の答え」を知るために、全時代および全世界において2番目に凄いコンピュータ、ディープ・ソートを作った。そのコンピュータが750万年かけて出した答えは「42」だった。
title: イアン・ウィルムット
text: ドリーを作成したチームを率いたものの2006年に同僚のKeith Campbellがドリーの誕生を可能にした発明の「66%」に値し、「私はドリーを作っていない」という発言は正確であることを認めている。 彼の監督上の役割はドリーを作ったときにウィルムットがついていた主任研究員のポストと一致する。
title: 演算装置
text: ここで「器官(organ)」という言葉が使われていることについては、当時、マカロックとピッツによるニューロンの形式化(1943年)や、(まだ発表前であったが)ノーバート・ウィーナーが『サイバネティックス』(1948年)において生物のようなはたらきを機械で実現するものとしてフィードバックを扱ったように、またノイマンの死後出版された著書『自己増殖するオートマトンの理論』に見られるような、生物の働きは機械で模倣できるのではないか、といった気勢からのものである。
title: セル・オートマトン
text: 1970年代、2状態で2次元のセル・オートマトンであるライフゲームが特にコンピュータコミュニティでよく知られるようになった。ジョン・コンウェイの発明によるもので、マーティン・ガードナーがサイエンティフィック・アメリカン誌(日本では日経サイエンス誌)で紹介したことで有名となったのである。ライフゲームは単純だが、システムとして興味深い挙動を示し、ランダム性と規則性の間で変動する。ライフゲームの最も顕著な特徴として「グライダー」(格子を横断して移動していくセル群)が頻繁に発生することが挙げられる。グライダーをうまく配置すると一種の相互作用が生まれる。長年の研究により、ライフゲームがチューリングマシンをエミュレートできることが判明した。それが単なる趣味の話題と受け止められたためか、ライフゲームの特殊性の研究や関連する規則の研究が若干行われた以外、この発見を受けた研究はなされなかった。
title: ナノマシン
text: しかし、グレイ・グーの可能性については疑問を唱える科学者もいる。もし化学的に地球上の全ての生き物を分解することができるのなら、自然のナノマシンとも言えるバクテリアが40億年の進化の過程でなぜそのような現象を起こしてグリーン・グー(Green goo)をつくり出さなかったのか、などということがよく言われる。
title: 生命
text: 近年の生命の定義の試みは多数あり主要なものを挙げただけでも相当な数になるが、参考までにその一例を紹介すると、例えば福岡伸一は、ルドルフ・シェーンハイマーの発見した「生命の動的状態」という概念を拡張し、動的平衡という概念を提示し、「生命とは動的平衡にある流れである」とした。 生物は動的に平衡状態を作り出している。生物というのは平衡が崩れると、その事態に対して反応を起こす。そして福岡は、ノックアウトマウスの実験結果なども踏まえて、従来の生命の定義の設問は時間を見落としている、とし、生命を機械に譬えるのは無理があるとする。機械には時間が無く原理的にはどの部分から作ることもでき部品を抜き取ったり交換したりすることもでき生物に見られる一回性というものが欠如しているが、生物には不可逆的な時間の流れがあり、その流れに沿って折りたたまれ、二度と解くことのできないものとして存在している、とした。
title: ヒースキット
text: ヒースキットは高度な教育が可能だった。\"キットはスティーブ・ジョブスに製品は魔法で空から降ってくるものではなく人間の所業である事を教示した\"と記述してジョブスは\"それは人々の環境内のとても複雑な事象でさえも理解できるであろうという事を認識させてくれた\"と書き記した。
title: フォールディング
text: 1969年、サイラス・レヴィンタール(英語版)は、折りたたまれていないポリペプチド鎖の自由度が非常に大きいため、タンパク質分子は天文学的な数の起こりうるコンホメーションを持っていることに着目した。彼の論文の中で、3または10という推定がなされている。レヴィンタールのパラドックスは、タンパク質が起こりうるすべてのコンホメーションを順次サンプリングして折りたたまれた場合、たとえコンホメーションが高速 (ナノ秒またはピコ秒スケール) でサンプリングされたとしても、天文学的な量の時間がかかるという観察に基づく思考実験である。タンパク質はこれよりもはるかに速く折りたたまれるという観測に基づいて、レヴィンタールは、ランダムなコンホメーション探索は発生しないため、タンパク質は一連の準安定な中間状態を経て折りたたまれなければならないと提案した。
title: コンピュータチェス
text: チャールズ・バベッジは、1840年代に機械にゲームを行わせることに興味を持ち、思考ルーチン(思考エンジン、解析エンジン等の名称もある)を考えた。ただし、チェスの場合は組合せが膨大になり現実的でないことに気づいている。
title: 新しい種類の科学
text: エドワード・フレドキンとコンラート・ツーゼは、計算可能な世界についてのアイディアの先駆者である。ツーゼは、著作の中で、世界がいかにセルラーオートマトンのようなものであるかについて触れ、フレドキンは、Saltと呼ばれるおもちゃのモデルを使ってこのアイディアをさらに発展させた。「NKS」はこれらのアイディアを自分のものとして紹介しているという指摘がなされている。 ユルゲン・シュミットフーバーは、チューリングマシンで計算可能な物理学についての自分の功績、つまりチューリングで計算可能な世界の可能なものを列挙する自分のアイディアが帰属なしに盗まれたと非難している。
title: タンパク質ドメイン
text: フォールディングとは、タンパク質が生物学的に意味を持った形になるための空いた空間を探す過程である。サイラス・レヴィンソールの提唱したレヴィンソールのパラドックスでは、ある平均サイズのタンパク質が最低エネルギーの状態を見つける前に可能な全てのコンフォメーションを調べるとすると10億年以上の時間がかかってしまうことが述べられている。しかしタンパク質のフォールディングには通常0.1秒から1000秒程度の時間しか要さず、タンパク質のフォールディングには道筋があることが示唆された。
title: ライフゲーム
text: ライフゲーム (Conway's Game of Life) は1970年にイギリスの数学者ジョン・ホートン・コンウェイ (John Horton Conway) が考案した生命の誕生、進化、淘汰などのプロセスを簡易的なモデルで再現したシミュレーションゲームである。単純なルールでその模様の変化を楽しめるため、パズルの要素を持っている。
title: サイバネティックス
text: サイバネティックス(英語: cybernetics)または人工頭脳学(じんこうずのうがく)は、通信工学と制御工学を融合し、生理学、機械工学、システム工学を統一的に扱うことを意図して作られた学問。語源は、ギリシャ語で「(船の)舵を取る者」を意味するキベルネテス(ギリシア語: Κυβερνήτης)。第二次世界大戦の後、ノーバート・ウィーナーによって提唱された。当時はまだ情報理論の発展する前であり、自動制御とフィードバックがそれぞれ発展しても、両方の関連を認識することにすら年数を要した、という時代であった。
title: ミーム
text: 1995年に、ドーキンスのRiver Out of Eden(『遺伝子の川』)が出版された。これは遺伝子進化についての本だが、ミームについても言及している。ドーキンスはこの本で、ミームを「自己複製爆弾」の一つ、ミーム爆弾と呼んでいる。もう一つの自己複製爆弾は生命である。これらを自己複製爆弾と呼ぶのは、自己複製が爆発のように強力な力となるからである。自己複製は、あるものが1つから2つになり、4、8、16、32、64、......と倍々に増えていくことができる(指数関数的増加)。その一つが生命であり、もう一つがミームである。
title: ピタゴラ装置
text: これらの装置は、個々の部分では必然的で自動的な運動であり、それが組み合わせられることで次々に決まった反応を引き出し、その長い連鎖の結果として、最後に「ピタゴラスイッチ」の言葉が表れる。いわばピタゴラスイッチという語を引き出すアルゴリズムの意味合いを持っており、これがこの番組そのものの象徴となっている。
title: 人工知能の歴史
text: この文脈での業績例として、ウィリアム・グレイ・ウォルター(英語版)の亀や Johns Hopkins Beast(英語版) のようなロボットがある。それらの機械はコンピュータもデジタル電子回路も記号推論も使っておらず、完全にアナログ電子回路のみで制御されていた。
title: 可逆計算
text: 可逆計算、特にその原理とハードウェアに対する初期の興味は、計算のために必要なエネルギーはどれくらいか? という計算理論と物理学が重なった問題と繋がっている。スーパーコンピュータから電卓まで、さらにはそろばんの珠を動かすのに必要なエネルギーまで、計算のためには何らかの最低限必要なエネルギーというものがありそうに現実的には思える。
title: アーサー・エディントン
text: エディントンは自然科学の最高の普及家であった。彼は一般の読者向けの本を数多く書いている。彼はまた1929年に出版された物理学の解説書で、「もし猿の大群がタイプライターを叩き続けたとすると、大英博物館の蔵書全てを打ち出すかもしれない」と記したことから、「無限の猿定理」の提唱者としても知られている。
title: Manchester Small-Scale Experimental Machine
text: プログラム制御式コンピュータの世界初の設計はチャールズ・バベッジの解析機関で、1830年代のことである。約1世紀後の1936年、数学者アラン・チューリングは後にチューリングマシンと呼ばれるようになる概念を発表した。これは、機械的な計算の限界を考えるための理論上の概念だった。チューリングは実際のマシンを想定したわけではなく、テープに記された命令に従ってテープ上のシンボルの読み書きなどの操作を行う人を \"computer\" と呼んだ。チューリングは、数学の問題を解くアルゴリズムを書ける場合、チューリングマシンでそれを実行できることを証明した。
title: 電話の歴史
text: 糸電話は、もともとは使うのは糸とは限らずワイヤーを用いたものもあり、(現在では、まるで玩具扱いされているが)かつては大真面目に音声通信の手段として実験・検討されていた時代があり、たとえばロバート・フック(イギリスの自然哲学者・博物学者でアイザック・ニュートンの仲間でライバル)によって1664~1685年に実験が行われ、ワイヤーを用いた方法も行われていた。19世紀後半には、(電話と並んで)この原理を用いた装置が、大人が使用するまともな製品として販売されていた。
title: ライフゲーム
text: セル・オートマトンが研究者以外の興味をひくきっかけとなったのが、ライフゲームである。1970年10月の『サイエンティフィック・アメリカン』誌のマーチン・ガードナーのコラム上で紹介されたところ多くの反響を呼んだ。サイエンティフィック・アメリカン誌が読者からの手紙を中心とした記事を何度も組んだほどである。興味深いことにライフゲームはチューリング完全(万能チューリングマシンの働きをするパターンが構成可能)であることが証明されている。これは、ライフゲームで、計算機で実行可能な全ての計算について、対応するパターンを作ることができるということを表している。
title: テクノロジー史
text: 古代ギリシアの技術革新は力学的テクノロジーが顕著で、例えば人間の筋力に頼らない動力源として水車を利用することを考案した。水力のほかにもアレクサンドリアのヘロンは風力を使った実験を行い、世界初の蒸気機関(アイオロスの球)を作り、自然の力を利用する可能性の扉を開けた。これが実用化されるのは産業革命のころである。この時代の機械装置で特に重要なものとして、歯車とねじを直角に組み合わせたウォームギアがある。
title: ルーブ・ゴールドバーグ・マシン
text: NHK教育テレビの『ピタゴラスイッチ』ではこれの小型版とも言える「ピタゴラ装置」が毎回登場する。今日の日本では逆にルーブ・ゴールドバーグ・マシンが「巨大ピタゴラ装置」と呼ばれるなど、代名詞的存在となっている。
title: 生命、宇宙、そして万物についての究極の疑問の答え
text: ダグラス・アダムズの『銀河ヒッチハイク・ガイド』(The Hitchhiker's Guide to the Galaxy)は、イギリスのラジオドラマで、のちに小説化、テレビドラマ化、そしてついに映画化がなされた人気シリーズである。奇抜な、ほとんど意味不明の領域に近づいたアイデアと、軽妙な語り口を持つスラップスティック(Slapstick = ドタバタ)SF小説である。作中、「生命、宇宙、そして万物についての究極の疑問の答え」を問われたスーパーコンピュータ、ディープ・ソートが750万年の計算の末に出した答えが、「42」である。同シリーズの日本語訳は新潮社から出版されたが、日本ではそこまでで留まり、派生文化を生み出さなかった。
title: テッド・ネルソン
text: ネルソンは1960年にザナドゥ計画を立ち上げ、コンピュータネットワーク上に単純なユーザインタフェースを構築することを目標とした。その成果は1974年の著書『コンピュータ・リブ/夢の機械』および1981年の『リテラリーマシン』で文書化されている。彼の成人後の人生はほとんどザナドゥの実現とその概念を広めることに費やされている。
title: パンチカード
text: 19世紀に「(数値を)計算する機械」の制御にパンチカード状のものを使うことが構想されたものとして、チャールズ・バベッジの「解析機関」がある。バベッジはジャカード織機をヒントにしたとされている。なお、解析機関は完成しなかった。
title: ゲーデル、エッシャー、バッハ
text: この本では、コールスタックなどの計算機科学の要素についても説明している。ある対話では、アキレスと亀の冒険について記述し、そこでは現実の異なる層に出入りする作用のある\"pushing potion\"と\"popping tonic\"が登場する。次の節では、論理、自己参照文、(「型のない」)システム、さらにはプログラミングの基本的な原則について説明している。ホフスタッターはさらに、2つの単純なプログラミング言語であるBlooPとFlooP(英語版)を作成し、説明している。
title: 機械式計算機
text: ゴットフリート・ライプニッツが1670年代に考案した、「段付き歯車」などと呼ばれる階段状に歯の付いたドラムと、それとの噛み合い位置により任意の歯数だけステップ回転をする円盤、というメカニズムは、後の機械式計算機に大きな影響を与えた。また彼自身もそれを使用したStepped Reckonerと呼ばれる機械式計算機を製作した。これは乗除算のための機構も持っていた。彼は「立派な人間が労働者のように計算などという誰でもできることに時間をとられるのは無駄だ。機械が使えたら誰か他の者にやらせるのに」と言っていたといわれている。ライプニッツは二進法の唱道者でもあり、そちらものちのコンピュータに影響を与えている。
title: 岡田康志
text: 岡田は一つ一つの分子が実体としてどのような物理的動作をしているのかを特殊な光学顕微鏡を使用して可視化する分子モーターの研究に取り組む(一分子生物学)。従来二つの分子モーター・キネシンが二足歩行のように動いているというのが定説だったところ、岡田は分子一つで動く場合があることを突き止めた。これには数年を費やし、他のことをやるようにと廣川に苦言を呈されながらの成果だった。
title: セル・オートマトン
text: この手法の発想の元になっているのは、社会性昆虫、神経系、経済システムといった自然界に見られる複雑なシステムである。研究の焦点は、進化する分散型システムでいかにして計算が発生するかを解明することである。モデルを構築しどのようにして創発計算が生じるかを解明するため、ミッチェルらはセル・オートマトン内のパターンを進化させるべく遺伝的アルゴリズム (GA) を適用した。既にGAによって洗練された創発計算戦略が生じる規則を発見している。ミッチェルらが採用したのは1次元2値で6個の近傍を持つセル・オートマトンである。先頭と末尾は繋がっているので、環状になっている。
title: RNAワールド
text: RNA ワールドとは原始地球上に存在したと仮定される、RNA からなる自己複製系のこと。また、これがかつて存在し、現生生物へと進化したという仮説を RNA ワールド仮説と呼ぶ。これに対し、まずアミノ酸ができ、重合してポリペプチド、さらにタンパク質が作り出され、これが触媒として働いて生命を作り出したという仮説をプロテインワールド仮説という。RNAワールドという学名は1986年、ウォルター・ギルバートによって提唱された。
title: シムアース
text: 前作『シムシティ』(1989年)が街を育てるゲームだったのに対し、本作は惑星を育てるゲーム。プレーヤーは神となって惑星上の様々な問題と課題を攻略していく。システムは大陸移動説や進化論などの科学理論と、地球を一つの生命体と捉える作者ジェームズ・ラヴロックのガイア理論に基づいてつくられている。また、地球物理学、地質学、生物学などの様々な分野の知識が応用されている。
title: シムアース
text: PCエンジン版及びメガCD版ではシナリオのひとつ。ガイア理論で紹介された思考実験モデル「デイジーワールド」をシミュレートするモード。公式攻略本には買ったばかりの人が遊ぶべきものではないと書いてある。このモードではデイジー以外の植物を配置することができず、生物を配置してもすぐに死滅する(ただし、ロボットは生き残ることがある)。
title: ピタゴラ装置
text: 上記のような力学的運動ではないものも作成されている。たとえばイヌがトンネルに飛び込むと、出口の布が広がってそこに『ピタゴラスイッチ』の文字が浮かぶというように、動物を使った『装置』いわゆる『どうぶつ装置』もある。
title: 空気砲 (科学教材)
text: 米村は、最初のころは渦輪の英名である「ボルティックス・リング」や「エア・バズーカ」と呼んでいた。しかし、それでは今ひとつ伝わっていないと考え、「流体力学の渦輪の観察に遊びの要素を加え、ドラえもんの秘密道具にあった空気砲と呼ぶようになった」と米村は回顧している。
title: ビジービーバー
text: ビジービーバー(英:busy beaver)とは、計算可能性理論で扱われるある種のチューリングマシンである。この名称は「仕事人間」を意味する英語の慣用句に由来する。ビジービーバーは空のテープから処理を開始し、可能な限り走り続けるが、最終的には停止する。これは停止するチューリングマシンのクラスが消費し得る時間と領域(テープ)の長さの上限を与える。
title: データ (スタートレック)
text: TVシリーズ中『人間の条件』において、記憶容量が800×10^15bit(=100PB)であり、情報処理伝達能力が1秒間に60兆回であることが本人から語られた。
title: 人工生命
text: ライフゲームが良く知られているが、さらには突然変異による進化説的なアプローチから、他の生命から生まれた生命が他の生命を捕食したり依存して繁栄するかどうかを観察できるソフトウェアも存在する。進化学者のトム・レイは、Tierraという遺伝子の突然変異をシミュレートしたソフトを開発し、人工生命研究の先駆けとなった。
title: スキナー箱
text: スキナー箱はソーンダイクが研究に用いたネコの問題箱を参考に開発されたが、しかしスキナー箱が現在の型になるまでの経緯はなお紆余曲折があった。
title: シムアース
text: 同社の『シムシリーズ』の第2作目。地形・大気・生物・文明などを操作し惑星を育てる事を目的としている。ジェームズ・ラヴロックのガイア理論や大陸移動説、進化論などを基に製作されている。
title: 中立進化説
text: 遺伝的浮動の数学的原理により互いに多様な変化を遂げた集団を比較してみると、1塩基置換の大部分は突然変異をもった個体が生じる率と同じ率で集積してきたと考えられた。この率はDNA複製酵素のエラー率から予想できるという議論が行なわれた。DNA複製酵素はよく研究されておりあらゆる種を超えてきわめてよく保存されている。こうして中立説は分子時計技術の基礎を与えている。分子進化生物学者は、種が共通祖先から分岐してからどれ位の年月が経過したかを測るのにこれを用いる。突然変異率は一定とは考えられないが、様々な複雑な分子時計が考案されている。
title: 自己複製宇宙機
text: この複製パターンと細菌の繁殖パターンとの類似性を考えると、自己複製機械は生命の一形態と見なされる可能性があることが指摘されている。アメリカのSF作家デイヴィッド・ブリンの短編小説『Lungfish』でこのアイデアに触れており、異なる種によって起動された自己複製機械が、原材料を求めて生物のように競合する可能性があることを指摘している。 「種」の十分な多様性を考えると、豊富な機械達によって生態系や、人工知能による社会が生まれる可能性がある。数千の「世代」を重ね突然変異すらするかもしれない。
title: 配列アセンブリング
text: サンガー法を使ってバクテリアのゲノムを解読するプロジェクトでは、2万から20万リードのアセンブルとなり、コンピューターが1台あればアセンブルできる規模となっている。ヒトのゲノムの場合では約3千5百万リードのアセンブルとなり、それらのアセンブルには大量にコンピュータを集中的に設置したり、分散コンピューティングなどを行う必要がある。
title: 車輪
text: 車輪の発明は輸送手段以外のテクノロジー一般にとっても重要だった。例えば、水車、歯車(アンティキティラ島の機械参照)、糸車、アストロラーベ、トルクエタムなどが車輪と関係が深い。さらに最近では、プロペラ、ジェットエンジン、フライホイール(ジャイロスコープ)、タービンなどが車輪を基本要素として発展していった。
title: デーモン (ソフトウェア)
text: フェルナンド・J・コルバトによれば、MITのProject MACで働いていた1963年、彼のチームがデーモン (daemon) という用語を初めて使ったという。分子をより分けてくれるという物理学や熱力学の空想上の存在であるマクスウェルの悪魔 (Maxwell's demon) が発想の元となっている。
title: 分子ナノテクノロジーに関するドレクスラーとスモーリーの論争
text: スモーリーはメカノ合成が多くの場合雑多な生成物しか生まず、そもそもそのようなアプローチが有効な反応と標的分子はごく限られるという持論を展開した。また彼は、アセンブラのロボットアームは必ず先端に酵素様のツールを備えていなければならず、それらは液相の溶媒を必要とし、そして既知の酵素はすべて水を溶媒としているため、この方法で合成できる生成物は「生物が持つ肉と骨」に限定されると強く主張した。彼はドレクスラーが「コンピュータプログラムが命令すれば、その通りの場所に原子が飛んでいく想像上の世界」を作り出したと非難した。
title: ナノマシン
text: ナノマシンの概念を最初に取り上げたのは米国の物理学者リチャード・ファインマンである。彼は、1959年にカリフォルニア工科大学において「原子レベルには発展の余地がある (There's Plenty of Room at the Bottom)」と題する講演を行った。ファインマンの考え方は、一般的な工具一式を用いて、1/4サイズの工具一式を作り、加工した工具を使って1/16サイズの工具を作り、という作業を分子レベルに至るまで続けるというものであり、トップダウン的といえる。ファインマンは、ブリタニカ百科事典全巻を針の先に収めることや、原子の並べ替えなどを目標に挙げていた。
title: 生命の起源
text: 16世紀から17世紀にかけて、パラケルススとヤン・ファン・ヘルモントは、ネズミ・カエル・ウナギなどが無生物から発生するとして、彼らなりの実験的根拠を主張しつつ、その処方を示した。
title: テトリス効果
text: テトリス効果(Tetris effect, 俗に「テトリス病」や「テトリス症候群」とも)とは、思考、イメージ、夢が支配されるほどに、何かに充分な時間と精力を割り当てる能力のことである。この効果はコンピュータゲーム「テトリス」にちなんで命名された。テトリスでは、プレーヤーは4つのブロックで構成されるテトロミノ (tetromino) を回転・移動させる。プレーヤーがうまく形を整え、水平方向に隙間無くブロックをそろえることができれば、そのブロックの段は除去される。ゲームの目的は、画面がブロックで埋め尽くされるまでに、できるだけ多くの段を取り除くことである。
title: 蒸気機関
text: 古代アレクサンドリアの工学者・数学者であったヘロン(10年頃 - 70年頃)が考案したさまざまな仕掛けの中に、「ヘロンの蒸気機関」と呼ばれるものが存在する。これは、蒸気を噴出し、円周で回転力を得るものである。これが記録に残っているものとしては人類史上に蒸気機関が登場した最初のものであるとされる。なお、これは蒸気タービンの概念に含まれるものであり、レシプロ式のものではなかった。
title: 無限の猿定理
text: エミール・ボレルも1913年の論文「統計力学と不可逆性」(Mécanique Statistique et Irreversibilité) でも「打鍵猿たち」(フランス語: singes dactylographes) という表現で自身の成果を比喩的に説明している。また1914年の書籍 “Le Hasard” では、文字によって巨大な乱数列を生成する仮想の手段として猿のたとえを用いている。ボレルは、百万の猿が日に10時間文字を打つとしても、打ち出すものが世界最大の図書館の蔵書と完全に一致するということはほとんどありそうになく、まして統計力学の法則が破られることはますますもってほとんどありそうにないと、簡潔に述べている。
title: 自己複製
text: ナノスケールでは、K・エリック・ドレクスラーのアセンブラによって自前の動力源を使った自己複製が可能になるかもしれない。ただし、そのような技術は「グレイ・グー」と呼ばれる一種のハルマゲドンを引き起こす可能性もあり、『プレイ -獲物-』などの小説で描かれている。Foresight Institute は機械的自己複製の研究者向けのガイドラインを発表した。このガイドラインでは、機械的複製子が制御下から外に出てしまうのを防ぐいくつかの技法が推奨されている。
title: フィクションにおける人工知能
text: 「ロボット」という言葉を発明したカレル・チャペックの1920年の『R.U.R.』に出てくるロボットは自分で考える。金属製ではなく、原形質を化学的合成で似せて作った、人間とは異なる組成の肉体と人間そっくりの外見を持つものでバイオノイドである。ただ、工場で知能あるものが大量に作られるという意味では起源の一つである。
title: 人工知能
text: 17世紀初め、ルネ・デカルトは、動物の身体がただの複雑な機械であると提唱した(機械論)。ブレーズ・パスカルは1642年、最初の機械式計算機を製作した。チャールズ・バベッジとエイダ・ラブレスはプログラム可能な機械式計算機の開発を行った。
title: アセンブリ言語
text: ドナルド・ギリースは、まだ発明されていなかったアセンブラを開発中に、フォン・ノイマンから開発を即座に止めるように言われた、という1950年代初期ならではの逸話がある。当時は、人間が手作業でもできるような瑣末な仕事をコンピュータにさせるような時代が来るとは考えられておらず、単に時間の無駄だとノイマンは考えたのである。
title: アレクサンドル・オパーリン
text: オパーリンはその後も研究を深め、1957年に『地球上の生命の起源』、1966年には『生命の起源-生命の生成と初期の発展』が出版された。66年版では、コアセルベートよりも複雑で整った機構を持つが、原始的生物よりは簡単な系「プロトビオント」について、その進化を論じている。この研究は新しい科学分野・宇宙生物学への道を開くものでもあった。
title: K・エリック・ドレクスラー
text: 分子ナノテクノロジーの障害の1つとして、分子/原子サイズのマシンを作る効率的な方法が無いことが挙げられる。ドレクスラーの初期のアイデアは「アセンブラ」であり、プログラム可能なコンピュータと腕を備え、自己複製可能なナノマシンであった。アセンブラを作ることができれば、自分自身で複製を作ることができ、ナノマシンの大量生産が可能となる。しかし、最初のアセンブラをどうやって作るかという問題は依然として残っている。
title: ことばの梯子
text: 生物学者ジョン・メイナード=スミスは、キャロルによるお題「猿を人間に進化させよ」(Evolve MAN from APE) を引き合いに出し、ことば梯子で語が変化する様子と、生物の進化の過程で DNA の配列が変化する様子が類似していると語った。マーティン・ガードナーが『サイエンティフィック・アメリカン』誌のコラム「数学ゲーム」において、このお題に対するキャロル自身の解
title: 分子時計
text: これらのことからアミノ酸配列の突然変異が常に一定速度で発生すると仮定すると、生物間の分子構造の違いと分子構造の時間あたりの変化量から進化系譜が構築できるのではないかという考えが生まれた。1962年、ポーリングらはこれを分子時計と名付けた。
title: フレッド・ホイル
text: 1981年4月に出版された Evolution from Space(チャンドラ・ヴィクラマ・シンとの共著)という本の中でホイルは、最も単純な単細胞生物に必要な酵素が全て作られる確率は 10 分の1であると計算した。我々の宇宙に存在する原子の個数はこれに比べると極々小さい(約 10)ため、生命が誕生したとされる原始スープが宇宙全体を満たしていたとしてもそのような物質が作られる機会はないとホイルは論じた。ホイルは以下のように述べている。
title: 無限の猿定理
text: この定理をたとえる話にはさまざまなバリエーションがある。タイピストを複数、さらには無限の数にまで拡張しているものもあるし、目標とするテクストを図書館の蔵書すべてとするものから、たったひとつの文とするものまである。定理が厳密に記述されるよりもずっと前から、実質的に定理に関連する着想を多くの者が得ている。その歴史はアリストテレス『生成消滅論』やキケロ『神々の本性について』にまでさかのぼり、ブレーズ・パスカル、ジョナサン・スウィフトらを経て、タイプライターを小道具に用いる現代の諸命題にまで連なる。20世紀初め、エミール・ボレルとアーサー・エディントンは、統計力学の基礎における暗黙のタイムスケールについて説明するために、この定理を用いた。また、キリスト教護教論者(英語版)(創造論者)とリチャード・ドーキンスの双方が、この定理の猿を進化のたとえとして用いることは妥当だと主張している。
title: 共進化
text: 共進化という用語は分子進化の領域での分子間の進化的相互作用にも使用される(例えば、ホルモンと受容体など)。1984年、Gabriel Dover が「分子共進化(Molecular Coevolution)」という用語を生み出して以降、このような用法が生まれた。Dover は進化を生み出す力として、自然選択と遺伝的浮動以外の第三の力があるとし、それを「分子駆動(Molecular Drive)」と名づけた。Dover によれば、これによって自然選択や遺伝的浮動では説明できない生物学的現象を説明できるとしている。例えば、700個のrRNA遺伝子のコピーや173(×2)本足のムカデなどである。
title: エニグマ (暗号機)
text: アラン・チューリングが開発した多数の暗号解読機「ボンベ (Bombe)」による総当り攻撃。
title: 無限の猿定理
text: この他にも、猿が一度にひとつの文字しか打たず、それぞれの文字が連関していない、という問題点に依拠して、進化と無限の猿の間に類推は成立しない、とする意見がある。ヒュー・ペトリー(英語版)は、着想の深化(彼の議論では、生物の進化ではないことに注意)を考える場合、ランダムな生成ではなくより複雑な設定での生成を想定する必要があると説いた。
title: ドラえもんのひみつ道具 (ふ)
text: 物体に銃口を向け、元素組成を操作して別の物体に作り変えることのできる銃。何の物体に変えるかは銃についている指令マイクで算数のように言葉合わせで指定する。例えば、ダイコンに対して「ダイコン マイナス ダイ、プラス ラジ」と言うと、ダイコンがラジコンに変わる。「ッ」を加える・取り除く場合は「小さいツ」、同じ文字が複数ある場合は「○個目の文字」と言えばいい。無生物になった生物(例としてドラムカンになったドラえもん)は自分の意思で動く事が出来ないが、喋る事ができる。15分経つと元の姿に戻る。
title: 夏への扉
text: タイムトラベル以外に扱われているガジェットとして、家庭用ロボットが一般への普及だけでなく、動作のプログラミングや特殊な機能・頻繁に利用する機能を登録する外部記憶媒体の概念(「メモリー・チューブ」)など、利用法についても現実的な設定が施されている。この他、ワープロ(もしくはCAD)に酷似した製図用タイプライターなど、個人用端末も登場する。また、この作品の発表の4年前の1952年にジェフェリー・ダマーによって考案・発表されたばかりの集積回路の原型(現在の集積回路と異なり配線はプリントされず後付、ほぼ後年(1958年)のキルビー特許に相当する)が早くも登場する。
title: 知能
text: 計算ができることは知能があることと同値であるとの判断が一部にはある。たとえば「カラスは1桁の足し算ができるかもしれない」という話は、カラスが高い知能を持つ、ということを言いたい表現である。実際に計算は人にとって大変な頭脳労働であり、知的に大変な作業である。これを代行するために計算機が考案され、数理論理学が理論を計算式に変えたことで、計算機が知能への道であるとの判断はより強められた。その意味で、電子計算機は最初から人工知能の問題をはらんでいた。電子頭脳、あるいは電脳という表現すらある。しかし、現在において、計算に特化した電子頭脳である電卓に知能を見いだすものはいないであろう。その意味で、人工知能の問題は、「どうやって知能を代行するか」より、「そもそも代行すべき知能とは何なのか」を問い続けた経過でもある。
title: 無限の猿定理
text: 無限の猿定理(むげんのさるていり、英語: infinite monkey theorem)とは、十分長い時間をかけてランダムに文字列を作り続ければ、どんな文字列もほとんど確実にできあがるという定理である。比喩的に「猿がタイプライターの鍵盤をいつまでもランダムに叩きつづければ、ウィリアム・シェイクスピアの作品を打ち出す」などと表現されるため、この名がある。
title: シムアント
text: このゲームはエドワード・オズボーン・ウィルソンとバート・ヘルドブラー(英語版)の著書『The Ants(英語版)』に触発されて開発された。マニュアルやゲーム内には現実のアリの種類や生態についての資料集があり、教材としての一面も持っている。
title: ライフゲーム
text: その後、セル・オートマトンの研究はライフゲームのような2次元のタイプではなく、1次元を中心に進んだ。1980年には、スティーブン・ウルフラムによって1次元セル・オートマトンの4分類が完成し、クリストファー・ラングトンによって「カオスの縁」と呼ばれる概念が確立した。3次元以上のセル・オートマトンも研究対象となっている。
title: ロバート・バーンズ・ウッドワード
text: 構造決定のパズルにおいてこれまで行われた中で最も輝かしい解析は、疑いなくテラマイシン(テトラサイクリン)問題の解決(1953年)である。この問題には大きな産業的重要性があったため、多くの優れた化学者が構造決定のために膨大な量の研究を行っていた。この問題を解決するのに過剰なデータがあると思えた。何故なら、かなりの数の実験結果が、実験的に正しいにもかかわらず、非常に誤解を与えるものであったためである。ウッドワードは、大きなボール紙を取りそれに全ての実験事実を書き、思考のみによって、テラマイシンの正しい構造を推定した。当時、他の誰もそれは不可能であった。
title: BMTシー・ビーチ線
text: また、少ないCPU時間で複製を作ることのできる生物ほど、繁栄することになる。また、遺伝的プログラミングなど多くの生物的プログラムが木構造の遺伝子を持つのに対し、ティエラの仮想生物は直線状の遺伝子を持つ。
title: Tennis for Two
text: アメリカの物理学者、ウィリアム・ヒギンボーサムによって開発された最初期のコンピュータゲームとされるもののひとつである。『電視遊戯大全』および『電視遊戯時代』では、このゲームを世界初としている。世界で初めて「研究でコンピュータを使っている人だけでなく、不特定多数の人に遊ばれた」「遊んだ人も大いに楽しんだ」「ブラウン管表示を使う」「リアルタイムインタラクティブ性のある」ゲームである(ただし「コンピュータ」ゲームとしては、現在一般的なディジタルコンピュータではなく、アナログコンピュータを使ったゲームである)。
title: セル・オートマトン
text: 2次元のセル・オートマトンで最も有名なものがライフゲームである。ライフゲームは以下のようなルールで記述される。
title: ライフゲーム
text: セル・オートマトンは、四角形などのセルによって分割された空間において、時間に最小単位が存在する場合の計算モデルである。1940年代にジョン・フォン・ノイマンとスタニスワフ・ウラムによって考案された。当時はコンピュータが発明された直後であり、セル・オートマトンの研究は、方眼紙と筆記具によるものである。フォン・ノイマンの関心は自己複製機械にあり、2次元セル・オートマトンによる自己複製機械の例を1952年に示している。
title: 解析機関
text: 解析機関(かいせききかん、analytical engine)は、イギリス人数学者チャールズ・バベッジが設計した、蒸気機関で動くはずだった機械式汎用コンピュータであり、コンピュータの歴史上、重要なステップを刻んだ。
title: スーパーコンピュータ技術史
text: 19世紀イギリスで、数表を作成する計算機械として階差機関が作られた。バベッジはさらに、パンチカードで制御される、コンピュータとも言える機械である解析機関を計画した。同時代の他の一般の計算機と比較して、桁違いの能力を持つ計算機をスーパーコンピュータとするならば、バベッジのこれらの機械はそれに相当する。また、19世紀末にはアメリカでタビュレーティングマシンの歴史が始まった。
title: ヘンリー・ピム
text: ヘンリー・ピムは天才科学者であり、生化学のPh.D.を持ち、他に量子力学、ロボット工学、サイバネティックス、人工知能、昆虫学にも詳しい。物体の大きさを変化させる「ピム粒子」の発見者であり、それにより自身の身体や武器などを縮小、巨大化させる。ウルトロンの開発者である。
title: リチャード・ドーキンス
text: 「不滅のコイル」「盲目の時計職人」「遺伝子の川」など、巧妙かつ多彩な比喩で科学を表現し、比喩の名手と称される。こうしたドーキンスの比喩表現は誤解を招く温床となりがちだが、ドーキンス自身は、「擬人的な思考は、使い方さえ間違えなければ、啓蒙に役立つ。また、そのレベルまで降り立って現象を解析できる。結果、科学者が正しい答えを出す助けになる」と、比喩を使うことを弁明している。
title: シュシュポッポ列車
text: 狭義では、最初に見つけられた、Bヘプトミノを軽量級宇宙船で護衛する形の機関車 (engine) によるパターン(後述)のことを指す。広義には、ライフゲームおよびセル・オートマトンにおいて一般に、物体を残しながら動くパターンをこう呼ぶ。
title: 生命、宇宙、そして万物についての究極の疑問の答え
text: なお、おそらくは偶然の一致だろうが、『銀河ヒッチハイク・ガイド』の25章でディープ・ソートは光と独創の第七銀河にある「Googolplex Star Thinker」なるコンピュータの性能を「電卓レベル」だとけなしている。Googolplex Star Thinkerは「ダングラバッド・ベータ星の五週間の砂嵐における砂塵の軌道を一粒残らず計算できる」ほどのマシンだが、それを聞いたディープ・ソートは「ビッグバンの際の全原子のベクトル」を決定できる自分をそんなマシンと比較するなと冷やかに答えている。
title: ドリトル先生シリーズの登場キャラクター
text: 『ドリトル先生と月からの使い』で先生が動物や魚介類に続き、1837年にアメリカでサミュエル・モールスが発明した電信機を改良した大がかりな実験装置を使用して会話を試みた昆虫たち。
title: 工具
text: 工具の発展の経緯を逆説的に遡れば、工具は「迅速かつ容易に何かをしたい」という人類の願望の表れであるともいえる。人が何かを発明するのは、結果的にはその仕事に割く時間を節約するのが目的だった。 例えば、大砲を発砲するために必要だった参照表を書くために必要な計算をしている時間を節約するためにコンピュータが発明された、という具合にである。
title: スイッチ機関車 (ライフゲーム)
text: スイッチ機関車を含む\"n-engine Cordership\"と呼ばれる宇宙船のグループが存在する。\"Cordership\"の名称は、スイッチ機関車の発見者であるコダーマン(Corderman)に由来している。n には、その宇宙船に使用されているスイッチ機関車の数がはいる。
title: フリーマン・ダイソン
text: 若くしてダイソン方程式を発表、量子電磁力学の完成に大きな寄与をなした。宇宙分野では恒星の全エネルギーを利用する「ダイソン球」や、彗星を覆う巨大植物「ダイソン・ツリー」、遺伝子工学によって育てられた宇宙船「宇宙の鶏(アストロチキン)」、惑星・恒星をも移動させる装置を考案するなど、気宇壮大なアイデアを連発し、SFにも多大な影響を与えた。原子力発電の研究にも携わっている。
title: 電話機
text: ガワーが発明した炭素棒送話器とベルが発明した永久磁石受話器とを組み合わせていた。二人の名が合成されてこの名がある。
title: アイオロスの球
text: アイオロスの球(アイオロスのたま、aeolipile)またはヘロンの蒸気機関(ヘロンのじょうききかん、Hero engine)は羽根のない簡単な半径流蒸気タービンであり、中央の水容器を熱することにより回転する。チップジェットまたはロケットのように、タービンから蒸気を噴出することにより、その反動力でトルクを生み出す。紀元1世紀ごろ、アレクサンドリアのヘロンがこの装置を文献に記し、多くの文献が彼が発明者だとしている。
title: ピタゴラスイッチ
text: 「ピタゴラ装置」と呼ばれるからくり装置(いわゆるルーブ・ゴールドバーグ・マシンだが、佐藤雅彦は「ピタゴラ装置=ゴールドバーグ・マシン」という表現を嫌っており、かつ、両者は全く違うものだと主張している)を利用して番組タイトルを完成させる。この装置は、紙コップや定規やクリップなど身の回りのもので組み立てられているが、非常に複雑な仕掛けがなされており、最初のきっかけを人力で与えたあとはすべての動きが連鎖的に引き起こされる(ドミノ倒しに似ており、その発展といえる)。
title: 自己複製宇宙機
text: この主張に対し、天文学者のカール・セーガンとウィリアム・ニューマンが後にセーガンレスポンス(Sagan's Response)として知られる意見で反論した。まず、ティプラーは複製速度を過小評価していると指摘した。指数関数的に複製し続ける自己複製機械は銀河の全質量を200万年以内に消費しきる可能性がある。このような機械を作れるのに十分な知性を持つ種族はそのような危険性を鑑み、そもそも自己複製機械を作ることはないだろうと主張した。偶然または悪意によってそのような自己複製機械が宇宙に放たれてしまった場合には、「感染」が広がる前に止めることが他の責任ある文明の義務だと述べた。ロバート・フレイタスは逆に、討論の互いの説に登場する複製速度と数量はあまり現実的な数値ではないと指摘した。
title: ティンバーゲンの4つのなぜ
text: ティンバーゲンの4つのなぜとは、ニコ・ティンバーゲンにちなんで名付けられた、「なぜ生物がある機能を持つのか」という疑問を4つに分類したものである。
title: 原始生命体
text: ジーントランスファーは上記の大島の原始生命体モデルによれば大いに遺伝情報のやり取りが行なわれたと考えてよい。事実、現在でも頻繁に遺伝子の移動が行なわれている点を考えれば原始生命体にもそのような機構が存在したと考えて良いだろう。酵素の機能単位であるドメインあるいは構造単位であるモジュールに該当する遺伝子が盛んに移動を繰り返したとされる『エキソンシャフリング』はこの仮説に通じるものがある。
title: ロボット工学三原則
text: アシモフの作品に登場する全てのロボットは陽電子頭脳と呼ばれる制御回路(本項目では原作に基づき『頭脳回路』と記す)により動作するが、この陽電子頭脳には安全策として三原則がほとんど例外なく適用されている。
title: カタストロフィー理論
text: カタストロフィー理論(カタストロフィーりろん、カタストロフ理論、英: catastrophe theory)とは、生物の形態発生や言語の構造などのあらゆる現象のモデルとして、力学系を土台とした構造安定性とその不連続な分岐(これをカタストロフという)を用いることで普遍的な説明を行う理論を言う。フランスのルネ・トムによって提唱された。
title: ジョン・メイナード＝スミス
text: メイナード=スミスは適応主義的アプローチの主要な擁護者の一人であり、適応主義に反対するスティーヴン・ジェイ・グールドらへの恐らくもっとも強力な批判者であった。1950年に書いた初めての生物学の論文はほ乳類の足どりが力学的に最適化されたようにデザインされているという内容だった。当時の学術誌の編集者は機能的な説明を好んでいなかった。メイナード=スミスは、数学で権威ある生物学雑誌を汚そうとしたと非難され、「(微分方程式(dw/dj = 0)について)なぜ二つのdを打ち消さないのか?」と言われたときのことを良く覚えていた。 それ以来、「人生の多くの時間を生物の複雑にデザインされた機能や行動の解明に費やしてきた」と述べている。
title: 役に立たない機械
text: 一方、情報理論において有名になった「役に立たない機械」は、マサチューセッツ工科大学 (MIT) の教授で人工知能研究の草分けであるマーヴィン・ミンスキーが発明したといわれる装置のことである。箱についている地味なスイッチを「オン」にすると、箱の中から手かレバーが現れ、スイッチを「オフ」にしてまた箱の中に消える。この装置をミンスキーが考えついたのは、ベル研究所の大学院生であった1952年だとされる。彼は自分の発明品を「究極の機械」と名付けたが、この表現そのものはあまり有名にはならなかった。この装置は「ほっといてよボックス」(\"Leave Me Alone Box\") とも呼ばれている。
title: ウイルス
text: スタンリーは、ウイルスが自己触媒能を持つ巨大なタンパク質であるとしたが、翌年に少量のRNAが含まれることが示された。当時は遺伝子の正体は未解明であり、遺伝子タンパク質説が有力とされていた。当時は、病原体は能動的に病気を引き起こすと考えられていたので、分子ロボット(今で言うナノマシン)のようなもので、人が病気になるということに科学者たちは驚いた。それでも当時はまだ、病原体であるには細菌ほどの複雑な構造、少なくとも自己のタンパク質をコードする遺伝子ぐらいは、最低限持っていなくては病原体になりえない、と思われていた。