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中央大と東大、情報をエネルギーに変換することに成功。 60

ストーリー by reo
アルゴリズムイメージ推進法 部門より

中央大学と東大は、微細加工技術とサブミクロンスケールのリアルタイム制御システムの組み合わせによりマクスウェルの悪魔を実験で実現することに成功した (中央大学のニュース東京大学のプレスリリースdoi:10.1038/nphys1821) 。

詳しい解説は識者の皆様におまかせするとして、Nature Physics に掲載された論文の abstract をかいつまむと、レオ・シラードによるシラードのエンジンを実装しましたという事であろうか。観測情報をもとにブラウン粒子を非平衡操作することで、粒子は電場によりらせん階段状のポテンシャルをのぼり、操作に要するより大きな自由エネルギーを得たというもの。これにより一般化 Jarzynski 方程式を証明することができ、情報を熱に変換する「情報-熱機関」の新たな基本原理を提案することができる、というものらしい。

この議論は賞味期限が切れたので、アーカイブ化されています。 新たにコメントを付けることはできません。
  • その情報を演算するエネルギーは、当然、利用出来るエネルギーより小さいんでしょうね?

    #女王様口調で。季節柄、仕分け人口調でお読みくださっても結構です。

    • 今のCPUはそうじゃないけど、理論的には、可逆な演算はエネルギー食わないらしいです。

      --
      1を聞いて0を知れ!
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    • by Anonymous Coward
      その情報を演算するエネルギーが利用出来るエネルギーより小さくないと実用には適さないのは当然だけど、今は「はじめてできました」って段階なんで大きかろうがいいんでないかい?
      • 違う. エネルギーの収支的に黒字になるようなことはあり得ない. 測定系まで含めれば第2種永久機関でも,ましてや第1種永久機関でもない. この実験でこれまでの熱力学の枠組みが壊れたりすることは将来的にも決してない.
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        • by Anonymous Coward

          エネルギー保存則なんて経験則にすぎないのにどうして「将来的にも決してない」とまで断言できるの? 数学の法則ならまだしも。

          • 物理では実験事実に合わない理論は無価値なので「経験則にすぎない」というのは批判としては的外れだと思います。また系のエネルギー保存は時間並進対称性と同義です。このようなありふれた実験で時間並進対称性が破れる(今実験を行うのと、3秒後に実験を行うことが、同じ実験にならないということです)などということは普通は考えません。もちろん、それでも「そういう系を考えることができる」と主張するなら「そうだね」としか言えなくなってしまうのですが・・・
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          • この実験でこれまでの熱力学の枠組みが壊れたりすることは将来的にも決してない.

            エネルギー保存則なんて経験則にすぎないのにどうして「将来的にも決してない」とまで断言できるの? 数学の法則ならまだしも。

            「この実験で」のところをスルーしてません?

            #まあ、「この実験」も「ほかの実験」でも壊れることはあまりなさそうではあるが。

            --
            LIVE-GON(リベゴン)
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  • これが螺旋力か (スコア:1, おもしろおかしい)

    by Anonymous Coward on 2010年11月16日 11時07分 (#1859467)

    >観測情報をもとにブラウン粒子を非平衡操作することで、粒子は電場によりらせん階段状のポテンシャルをのぼり、操作に要するより大きな自由エネルギーを得たというもの。

    天元突破グレンラガンまであと一歩。(天元突破グレンラガンの一歩で)

  • by Anonymous Coward on 2010年11月16日 11時36分 (#1859494)
    学生時代、実行中のメモリは、電源が入っていないメモリより重かった。
  • by PEEK (27419) on 2010年11月16日 11時41分 (#1859505)

    マクスウェルの悪魔・ラプラスの悪魔・シュレーディンガーの猫 南海の大決闘

    --
    らじゃったのだ
    進め!恋する乙女♪
    その戦闘氏族の成れの果てがこれ
    • Re:見てみたい (スコア:5, おもしろおかしい)

      by manmos (29892) on 2010年11月16日 13時53分 (#1859652) 日記

      最近「ラブプラスの悪魔」にしか見えなくなりました。

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    • 情報をエネルギーに変換できる。
      一方、有名な E=mc2 によりエネルギーと質量は相互変換可能なので、組み合わせれば情報を質量に変換できる訳ですね。

      ……どういう装置でそれが可能なのか想像できませんが。
      親コメント
      • by Anonymous Coward
        wikipedia [wikipedia.org]によると(0℃では)1ジュール = 3.83 × 10^20 ビット。
        一方 E=mc^2 より 1キログラム = 8.99 × 10^16 ジュール。掛け算すると、1キログラムは 3.44 x 10^37 ビットですね。

        完全に内容を把握している、4.3 × 10^33 バイト(=43溝バイト=43億ヨタバイト) の情報を使えば、1グラムの物質を生み出す事が出来ます(実際は100%転換なんて出来ない
        • by Anonymous Coward
          温度0℃ではですよね? 情報量と対応するのはあくまでエントロピー J/K。 エネルギー J は情報量×絶対温度。 情報が直接エネルギーや物質になるのではなく、 情報を介して熱エネルギーを変換するので。
      • by Anonymous Coward
        貴殿はE=mc2について誤解してると思う。
        あれは質量とエネルギーが相互変換可能という意味ではなくて、
        エネルギーはもれなくそれだけの質量を持ってるという意味でしょ。
        逆にそこに質量があれば、その分だけエネルギーが存在するということ。
        個人的にはE=mc2の説明が一番分かりやすかったのがここ。
        http://homepage3.nifty.com/iromono/PhysTips/mass.html [nifty.com]
        • by i-nak (13217) on 2010年11月21日 22時07分 (#1862146) 日記

          これも誤解があるようなので

          > あれは質量とエネルギーが相互変換可能という意味ではなくて

          これはそのとおりだと思いますが

          > エネルギーはもれなくそれだけの質量を持ってるという意味でしょ。

          これは「質量」の定義次第で違ってきます。現在の一般的な定義では、質量に対応するのは静止
          エネルギーなので、物体が運動して運動エネルギーが増大しても質量は増大しません。また、電
          子と陽電子が対消滅して生じる光子は (一つ一つは) 質量 0 ですので、反応前後の全粒子の質
          量の和は減少します。

          もちろんこれは単なる定義の問題ですが、「物体を加速するとブラックホールになる」かどうか
          は定義の問題ではありません (つまり、質量をどう定義しようがブラックホールではない物体を
          どんなに加速してもブラックホールにはなりません)。

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        • by Anonymous Coward
          じゃあ、じゃあ、じゃあなにかい? 電子と陽電子が対消滅しても質量はそのままかい? 太陽から地球を引き離すとだんだん重くなるのかい? 物をどんどん加速するとブラックホールができるのかい?
    • by Anonymous Coward

      あかねこの……いやなんでもない

      • by PEEK (27419) on 2010年11月16日 11時59分 (#1859518)

        そうか、映画を紙魚に食わせれば見ることができるんだ!

        #紙魚が映画を食うかどうかは置いといて。

        --
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    • Re: (スコア:0, オフトピック)

      youtubeに貯めた情報を
      デモ運動エネルギーに変換する事に成功した国はありますね。

      > 南海の大決闘

      漁船と巡視船がどっかーん。

      > マクスウェルの悪魔 ラプラスの悪魔

      2匹の悪魔がビデオを見せないぞと。

      > ・シュレーディンガーの猫

      酷くぶつかった状態と軽くぶつかった状態が
      重なるわけですね。

      • by greentea (17971) on 2010年11月16日 18時56分 (#1859831) 日記

        酷くぶつかった状態と軽くぶつかった状態が
        重なるわけですね。

        一度観測した状態は、再び観測してももう変わりません。
        きっと、量子力学ではその現象は考えることができず、漁師だけでなく、その漁師と国家との相互関係も考慮しないといけないのではないかと。

        --
        1を聞いて0を知れ!
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  • >この存在は仕事をすることなしに、A の温度を下げ、 B の温度を上げることができる。これは熱力学第二法則と矛盾する。
    なんのかんの言ってマクスウェルの悪魔っていい仕事してますよね。

    #投資家みたいなもんか?

  • by Anonymous Coward on 2010年11月16日 10時15分 (#1859441)

    「いつドアを開けたらイケイケな子が入ってくるか」という情報があれば勝てる! ということかな?
    # パチンコ必勝法みたいだな

  • by Anonymous Coward on 2010年11月16日 10時41分 (#1859453)

    これ「情報」ていう言葉の定義が違うんじゃね?
    エントロピーを情報って言ってる気がする
    エントロピーは情報かも知れんけど情報が全てエントロピーとは限らないんじゃね?

    • Re:言葉の定義 (スコア:2, 参考になる)

      by Anonymous Coward on 2010年11月16日 11時03分 (#1859464)

      情報理論で言うところの情報量(シャノンのエントロピー)と統計力学で言うエントロピーは完全に等しい。
      統計力学で言うエントロピーと熱力学で言うエントロピーが等しいかどうかは確定していない。
      #平衡状態ならまあ同じっぽいけど、非平衡系でどうかはなんと今でも議論の的。

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      • by Anonymous Coward

        > 非平衡系でどうかはなんと今でも議論の的。
        そもそも議論で決着がつくようなことなんですか? (実験でも理論でもなくて)

        • むしろ議論抜きの実験や理論はほとんどありません.
          たいていの場合,「この実験をやればYesかNoか一発でわかる!」というような実験はありませんし,いきなりずばっと理論でわかるようなこともほとんどありません.
          #というかそういう場合は長引かずにすぐ終わっていることが多いというか.

          そんなわけで,実験をしちゃ議論,新しい理論が出ては議論,ひたすら議論を繰り返して実験の穴をつぶしていったり理論の制限を広げていったりと「何となく○○の方が正しそうだなあ」という雰囲気が形成されていきます.

          実験と理論が議論の土台となって,議論が次の実験と理論を呼んで,のループなもんで,どちらかだけと言うことはまず無いんじゃないかと.

          というか,科学の分野で決着のついていない事はすべて「議論の的」と称されるわけで,元コメには別に「議論で決着をつけようとしている」なんて意味合いはないと思います.

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        • by Anonymous Coward
          議論は手段だ。目的じゃないよ。

          そもそも議論しなかったら、今の場所から動けない。
          故に、永久にゴールにたどり着けない。
        • by Anonymous Coward

          科学の世界における議論は理論や実験の裏付けのもとに行うものです。
          そう言った裏付けが無い物は、議論ではなく単なる予想や提案にすぎません。

          • by Anonymous Coward
            そりゃ、それぞれの裏付けの元に議論するんだろうさ。
            どっちが間違っているかは、確定するまでは保留だ。
            当たり前でしょ。
            「裏付け抜き」なんて、どこにも書いてない。

            逆に聞くが、予想や提案は「必ず裏付け無しに行われるもの」だ、
            と主張している取っていいんだね。
            • by Anonymous Coward

              >予想や提案は「必ず裏付け無しに行われるもの」だ、と主張している取っていいんだね。

              いや、それは論理的におかしい。

              1. A(議論)ならばB(裏付けをもつ)

              2. BでないならC(予想や提案)

              から、

              3. CならばBでない

              は言えない。1,2からはBかつCは否定できない。

  • by Anonymous Coward on 2010年11月16日 11時09分 (#1859470)
    「情報をエネルギーに」じゃなくて「情報を使って熱(役に立たないエネルギー)を自由エネルギー(使えるエネルギー)に」って言うべきなんじゃね。わかんないけど。
  • by Anonymous Coward on 2010年11月16日 11時21分 (#1859479)
    超電磁砲が使えてもおかしくないってことでしょうか。
  • by Anonymous Coward on 2010年11月16日 14時24分 (#1859680)

    毎晩、目や耳から入ってきた情報をエネルギーに変換してるよ。

  • by Anonymous Coward on 2010年11月16日 21時50分 (#1859938)
    情報をいじることで物質界に干渉できたっていうと
    語弊ありそうでしょうか?

    # 魔法使い脳が可能なら賢者モードいける!?
  • by Anonymous Coward on 2010年11月16日 22時33分 (#1859976)
    記憶(情報)を消費し、仮面ライダーに変身!

    いやね、3歳の子供が仮面ライダーが大好きで・・・

    って、親の私の方が、はまってたりしてね(笑)
  • by Anonymous Coward on 2010年11月16日 23時02分 (#1859994)
    俺には、(そもそも観測装置の必要のない自動的な)ブラウン運動を用いて回転する装置に、
    無理矢理観測の過程を加えて「情報」を取り出して装置を動かし、
    「情報をエネルギーに変換!」「マクスウェルの悪魔」と吹いてるだけにしか読めないな。

    ブラウン運動(ないし量子効果)を用いて仕事を行う装置は今まで無数に作られてるし。
    • by lesserG (40549) on 2010年11月18日 1時51分 (#1860604)
      『(そもそも観測装置の必要のない自動的な)ブラウン運動を用いて回転する装置』というものはありません。一方向にしか回れない歯車をつけて・・・というのは実際に作成してもうまく作動しないですよ?これもやはり熱ゆらぎの効果です。調べてみてください。それから今回の研究に量子効果は全く関係ありません。
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    • by Anonymous Coward
      「観測された情報をフィードバックさせて螺旋階段を上らせた」ってのがポイントじゃないの?
      観測&フィードバック無しだと、平均的には下るんでしょ?

      そんなスイッチをわざわざ作らなくても階段を上らせることは可能(既に有る)ってのはその通りだろうけど、的外れな指摘だよね。
    • by Anonymous Coward
      もともとはこの実験の意義は、単なるブラウン・ラチェット的なものじゃなく、情報熱力学的に一般化された「一般化Jarzynski等式」の検証なんだそうです。 それが何かはしらない。
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「毎々お世話になっております。仕様書を頂きたく。」「拝承」 -- ある会社の日常

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