粘菌コンピュータについて思考実験（１）

粘菌コンピュータで、少し思考実験。

粘菌コンピュータとは言っても、別に未来な話ではなくて、現実にある話で、

粘菌コンピュータ – Wikipedia
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E7%B2%98%E8%8F%8C%E3%82%B3%E3%83%B3%E3%83%94%E3%83%A5%E3%83%BC%E3%82%BF

なところで、真面目に研究しています。

生物学の有機的な話と、コンピュータの無機的な話をつながるのは、結構昔からあって、初出であれば「ライフゲーム」です。

ライフゲーム – Wikipedia
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%A9%E3%82%A4%E3%83%95%E3%82%B2%E3%83%BC%E3%83%A0

ライフゲームと、粘菌コンピュータの似ているところは、

• ルールが単純なところ（あるいは、単純なルールがあるところ）
• それぞれの個体が独立して動くところ

にあります。

正確に言えば、ライフゲームは場自体にルールがあって、それ上を点が動くので、点の集まりが生物である（多細胞、あるいは、多分子という意味で）、粘菌とは若干違うのですが、ライフゲームの子孫が、「エージェントシステム」に、伝わっているので、結構関連がある話です。

マルチエージェントシステム – Wikipedia
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%9E%E3%83%AB%E3%83%81%E3%82%A8%E3%83%BC%E3%82%B8%E3%82%A7%E3%83%B3%E3%83%88%E3%82%B7%E3%82%B9%E3%83%86%E3%83%A0

このエージェントシステム（マルチエージェントシステム）は、個体にルールを持たせてシミュレーションをしようという考え方で、場全体をモデルに当てはめて多項式なんかで解く方法（パズルの解法や、巡回セールスマン問題なんてのがそう）とは違って、予想できない結果が得られる（あるいは得てしまう）という点で、普通のコンピューティングとは違っています。

このあたりを、ちょっと図にすると、通常のコンピュータ（アルゴリズム）による解法はこんな感じ。

とある、場があって、その中にある個々の相互作用を一度に計算します。

解法上、時間軸に依存しないことが多いので、その時点の解答が得られます。

… って、何のことを言っているか分かりませんね（汗

例えば、２＋３の答えば、常に５ですよね。

これは、１年後でも１００万年後でも同じ。

これが、時間軸に依存しない解答という訳です。絶対的に決まるって奴ですね。

と、

逆に、時間軸に依存する解答というものがあります。

こんな風に、とある注目する物体との相互作用のみを観察します。

場は、注目する個体との相互作用の集合、という概念ですね。

これが先に話した「エージェント」という話です。

さきほどは、場自体が決まっていたわけですが、今回は、場は個体に依存します。

だから、場を無限に広げれば、個体は同じ動作をするって訳（ライフゲームとか）なんですが、まあ、それはさておき。

これが、どうして時間軸に依存するの？というのは、

とある個体（Ａ）と、相互作用のある（Ｂ）という個体の関係は、

• ＡからＢへの作用
• ＢからＡへの作用

という計算による算出できるわけですが、エージェントによるコンピューティングの場合は、この作用の順序は、交換不可能なんですよ。

ええと、数式で表せば、

Ａ・Ｂ　≠　Ｂ・Ａ

ですね。

作用する順序が異なると、結果が異なる。

数学をちょっとやった方ならば「行列」の掛け算を思い出すといいです。

これ、先の「２＋３」のような話で言えば、

Ａ・Ｂ　＝　Ｂ・Ａ

な訳です。交換可能な式。

この違いがなんなのですか？

という話は、つまりは、ＡにＢを掛けるか、ＢにＡを掛けるかという、「順序」の違いなんですね。

後なのか、先なのかという問題。

つまりは、「時間」の問題になるわけです。

そういう訳で、場を中心にしたアルゴリズムは、時間に関係なく計算できるわけですが、エージェントを利用した場合は、時間によって解答が違うわけです。相互作用が時間に依存しているためです。

・・・粘菌コンピュータになかなか繋がりませんが、ひとまず休憩。