simplicity

ジョージ・ホワイトサイド 簡潔性の科学に向けて

「学者は複雑性が好きです。しかし、簡潔性についての研究はほとんどなされていません。簡潔性の正体とはなんでしょうか?」ホワイトサイドは語りかける。ここでは、50万ビューを超える George Whitesides のTED講演を訳し、簡潔性の4つの構成要素や1つの例、そして2つの格言について紹介する。

要約

簡潔性: 私たちはそれを見れば分かります――しかし、その正体は一体何でしょう?この愉快で哲学的な講演で、ジョージ・ホワイトサイドが簡潔性の正体を解き進めていきます。

In his legendary career in chemistry, George Whitesides has been a pioneer in microfabrication and nanoscale self-assembly. Now, he’s fabbing a diagnostic lab on a chip.

 

1 私は簡潔性について知らない

この数日間 皆さんが聞いてきた講演は 物事を考え抜いたことがある そういった方々による講演でした。彼らはエキスパートで 道理が分かっています。私がこれからお話しすることは 皆さんご存じです。つまり 皆さんは簡潔性とは何か知っていますし 複雑性とは何か知っています。ただ問題は 私は知らないのです。これから私がすることは この演題に関する私の無知を晒そうということです。こちらを読んでください。あとで振り返ります。この引用文は 伝説的なポッター スチュワートによる ポルノグラフィーに関する意見です。重要な点を 読み上げます 「ハードコアポルノグラフィーと端的に表現されているものを …[略]」 「きっと私は的確に定義できないでしょう」 「しかしそれは 見れば分かります」 あとでまたこれに戻ります。

 

2 コーヒーカップ、はさみ、メガネ、本から考える

さて 簡潔性とは何でしょう。例から取りかかるのが良いでしょう。私たちはコーヒーカップについて考えたりしませんが これは想像以上に興味深いものです。コーヒーカップは装置?イエス 容器?イエス 取っ手はある?イエス 取っ手のおかげで 中が熱い液体で満ちていても持つことができる?イエスですね。どうしてこれは重要なのでしょう。一つには そのおかげでコーヒーを飲むことができます。また コーヒーは熱いため 殺菌されています。コーヒーを飲んでコレラに感染するということはないでしょう。コーヒーカップ 取っ手付きのカップは 公衆衛生を保つために 社会で用いられている道具の一つです。はさみは皆さんの衣類に使われています。メガネは皆さんがものをよく見えるようにし チーターに食べられないように あるいは車にひかれないようにしてくれます。本は やはり皆さんの教養につながっています。

 

3 機能がシンプルであること

別の意味でシンプルなものもあります。そちらも非常に重要です。シンプルな機能に まったくシンプルでない作り この二つは例です。一つは携帯電話で 日用品です。複雑性の上に成り立っています。この複雑性は 私の友人 ブノワ マンデルブロの語るものとは 異なりますが 非常に興味深いです。もう一方は避妊薬です。これは非常にシンプルな方法で 社会構造を根本的に変えました。女性に 生殖に関する選択肢をもたらし 社会における役割を 変えたのです。簡潔性に関して 二つの考え方があると思います。ポッター スチュワートの引用文を ご覧のようにいじりました。このようにすると はさみ 携帯電話 インターネット 避妊薬など 幅広いものに 適用できます。シンプル つまり機能がシンプルであると その簡潔性が何であるかは 見れば分かります

 

4 「なぜお湯なのか?」というティーポット問題

簡潔性に関するもう一つの考え方は 道徳哲学者が言うところの ティーポット問題と呼ばれるものからの 考え方です。ティーポット問題とはこういうものです。皆さんの目の前に ティーポットがあるとします それにはお湯が入っています。そこでみなさんはこう問います。なぜそれはお湯なのか? シンプルな問いです。簡潔性とは何か? と同じような問いです。一つ目の回答はこんなものになるでしょう。なぜなら水分子の運動エネルギーが高く 分子は激しく動き回っているからだと。これは物理科学に基づいた回答です。二つ目の回答はこのような感じです。なぜならそれは火のついたストーブの上にあったからだと これは時間軸に沿った回答です。三つ目は 紅茶用に私がお湯を欲しかったからだ というものです。これは意図に基づいた回答です。この問題は道徳哲学者によるものですので 四つ目の回答は それが神の意志だから となるでしょう。これらは全て可能性の話です。

 

5 簡潔性はほとんど研究されていない

論点は 回答欄が一つの問題を問うと やっかいなことになるということです。一つの問いが 一つの言い回しで たくさんの意味に取れる質問をしているためです。簡潔性とは何かという問いは この種の問題に陥ってしまいます。科学の状況はどうでしょう。おもしろいことに 複雑性はとても進歩しており 複雑性に関する 興味深い情報はたくさん得られています。簡潔性は よく分からない理由で ほとんど研究されていません。少なくとも学問の世界では。

 

6 学者は複雑性が好き

学者は – 私も学者なのですが – 複雑性が好きです。皆さんは 複雑性について論文を書くことができます。その複雑性の良いところは 根本的に手に負えないところです。したがって皆さんは結果に責任を負いません。簡潔性ですが 皆さんは朝 ウェアリング製コーヒーミキサーには 作るべきものを作って欲しいでしょう。爆発したり ベートーベンの音楽を演奏して欲しくはありません。誰もコーヒーミキサーの限界に興味はありません。人が興味を持つものは それがもたらす恩恵と深いつながりがあります。そして 複雑性や創発について考えることには 多くの恩恵があります。簡潔性にはあまりありません。私がやりたいことの一つは ある重要な状況での対策を皆さんにお教えすることです。そんな機会はそうそうないと思いますが それはディナーパーティーで 物理学者の隣の席で おしゃべりして過ごす方法についてです。皆さんに注目してもらいたい言葉は 複雑性と創発です。この言葉のおかげで会話は始まり あなたは物理以外のことを考えていられます(笑)

 

7 複雑性、創発とは何か

それでは 物事のこういった見方において 複雑性とは何でしょう。そして創発とは何でしょう。複雑性については 実はなかなか実用的な定義があります。それは例えば交通のような 構成要素があるシステムです。構成要素はお互いに相互作用します。それは車と運転者であり エネルギーを消費します。そういったシステムでは 奇妙なことが起こります。ロサンジェルスにいる皆さんは きっと誰よりもそれを分かっているでしょう。それでは 別の例です。これを取り上げたのは 現在の科学における重要な例であるからです。これを読むことはできません。読まれるようにできていません。これはあらゆる瞬間に 皆さんの細胞それぞれで起こっている 化学反応のほんの一部です。先ほどの交通システムのようなものです。細胞の驚くべきことは 割としっかりした協働関係を 他の細胞と持っているということです。それがなぜかは分かっていません。生命に造詣が深い人も 皆 背を向けていきます。

 

8 「特になにも」が複雑性

ではこの考え方を最もシンプルなレベルまで落としてみましょう。私たちは先日ビル ゲイツのお話を聞きました。私たちは皆ある程度 ビル ゲイツと呼ばれる人について知っていきます。すばらしいことです。皆さんは彼についてできるだけ全て知ります。もう一人皆さんが知りたいと思うかもしれない人物がいます。より熱心に知ろうとするかもしれません。それはボノです。こちらがボノです。もしこの二人について分かること全てを知ったとして 二人を組み合わせると それについて どういったことが言えるでしょう。その答えは「特になにも」です。これが複雑性です。さて これを街あるいは社会にまで高めて想像してください。すると興味深い問題に気づくでしょう。

 

9 積み重ねからなっている簡潔性の特に優れた例がインターネット

それでは ある特定の種類の 簡潔性の 例をお見せします。次いで私がとても有用だと思う 言葉を紹介します。積み重ねという言葉です。私は積み重ねという言葉を それで何かを構築できるほど シンプルで 信頼性のある そういった簡潔性に対して用いていきます。あるいはシンプルという言葉を 信頼性があり 予測可能であり 再現性があることを言うために用いていきます。インターネットを例として挙げます。これは積み重ねからなっている簡潔性の 特に優れた例だからです。私たちはインターネットを複雑系と呼び 実際にそうなのですが また同時に別のものでもあります。

 

10 二進法の素晴らしさは数を表す最も簡潔な方法であること

インターネットは数学とともに始まります。二進法とともにです。下に並べたリストをご覧ください。1から10 そして続いていくアラビア数字に 私たちは慣れ親しんでいます。二進法では 1 は 0001、7 は 0111 です。問題は なぜ二進法は アラビア数字よりシンプルなのか。答えは単純にこういうことで つまり私が指を 3本立てると 皆さんは簡単に数えることができます。でもこうしたら 私が今 7 を出したと判断するのは少し難しいでしょう。二進法の素晴らしいところはこれが数を表す 最も簡潔な方法だということです。他の方法は全てこれより複雑です。二進法を用いることで間違いを防ぐことができます。表示も明白です。二進法には良い点がたくさんあります。なので 一度読み方が分かれば これはとてもシンプルです。さて もし二進法の 0 と 1 を 表現したい場合には 何か機器が必要となります。皆さんの生活の中にあるもので 二進法のものを思い浮かべてください。一つは照明のスイッチです。スイッチはオンオフできます。これは二進法です。

 

11 トランジスタは壁面スイッチ以上の何物でもない

壁面スイッチは誰もが知っての通り 故障しますが 50 年ほど前 私たちの友人である物性物理学者は あのガラス鐘の下にある 洗練された機器を発明しました。トランジスタです。トランジスタは壁面スイッチ以上の何物でもありません。それは何かをオンオフしますが 部品を動かすことなくそれを為すのです。基本的に長期間故障せずに作動します。簡潔性の第二層は トランジスタとインターネットでした。トランジスタはとてもシンプルであったため まとめ合わせることができます。トランジスタをまとめ合わせると 集積回路と呼ばれるものになります。現在の集積回路は ご覧のようなチップの中に それぞれ10億個ほどのトランジスタがあるでしょう。その全てが常に完璧に作動しなくてはなりません。これが簡潔性の第二層です。集積回路は しっかり動作するという点で 極めてシンプルなのです。

 

12 トランジスタをまとめた集積回路で携帯電話が作れる

この集積回路を用いると携帯電話が作れます。皆さんは携帯電話がいつも きちんと動作することに慣れています。ボストンは携帯電話の電波受信可能範囲という点で ナミビアと少し似ていて ボストンでは 私たちは電波が常に届くということに慣れていません。いつもいつもではありませんですけれどね。とにかく 実際携帯電話を持っていれば ナミビアかどこかにいる このすてきなレディを訪ねることができます。彼女は MIT の電子工学部で 修士号を修めていないのにもかかわらず 携帯電話をハックし あるおもしろい方法で 携帯電話を充電できます。このことに 彼女は非常に満足しています。次はインターネットです。こちらは大陸間の通信量を表したマップです。真ん中にある 二つのぼやけている光は アメリカとヨーロッパです。

 

13 完全に信頼性があるという意味でシンプル

それでは再び簡潔性に戻りましょう。これは最も偉大なアイデアの一つだと思います。グーグルです。このシンプルなポータルから 世界の全ての情報に アクセスできると グーグルは謳っています。ここでの要点は 桁外れにシンプルなアイデアは 幾層もの簡潔性の上に成り立っているということです。それらが組み合わさって シンプルな複雑性を作り上げます。完全に信頼性があるという意味で シンプルなのです。

 

14 予測可能な機能、安さ、高性能、積み重ねができること

では 4つの総論 1つの例 そして2つの格言を話して 終わりにしたいと思います。シンプルなものについて考えるときに このような性質を考えると便利だと思います: 第一に それは予測可能なものです。その振る舞いは予測可能です。シンプルなものの 素晴らしい性質の一つは 一般的に それが何をするものか分かるということです。つまり 簡潔性と予測可能性は シンプルなものの性質なのです。第二に これは実社会的なことですが 安いです。十分に安い何かがそこにあれば 誰かがその使い道を見つけます。それがどれだけ原始的に思えるものであってもです。例えば 石です。皆さんは石から大聖堂を建てることができます。それには 石で何ができるか知っていれば良いだけです。石をブロック状に彫り 一つ一つ積み上げます。そうすることでものを支えることができます。

つまり機能がなければなりません。その機能は予測可能でなければならず 同時に低コストでなければなりません。つまり 高性能 あるいは 対費用効果がなければなりません。最後の構成要素として 私が取り上げたいのは それが構成単位として機能する あるいはその可能性を秘めているということです。つまり 積み重ねができるということです。積み重ねはこの方向でも良いですし この方向でも良いですし あるいはある任意のn次元空間においてでも良いです。機能を有しており それがとても安価であれば 人々は新しいものを作るための 新しい組み合わせを発見するでしょう。安価で機能的で そして信頼性のあるものは 人々の創造性を解き放ちます。その人々は想像もつかないものを作り上げるでしょう。最初のトランジスタからインターネットを予見するなんて とても無理です。ただただ あり得ません。以上が構成要素です。

 

15 ゼロに近いコストでの医療診断のやり方を確立したい

さて こちらについてですが 私たちが取り組んでいることから 例を紹介したいと思います。私たちは発展途上国への 医療提供にとても関心を持っています。この問題について私たちが為したいことは できる限りゼロに近いコストでの 医療診断のやり方を 確立することです。どのようにしたらよいでしょう。電気もお金もない そして医療能力もない世界です。詳細までお話しして時間を費やしたくないですが この右下にあるものは わたしたちが使っているものの一例です。これは小さな紙の切れ端です。漫画本を作るのと 同じ技術で この紙切れにいくらか印刷されています。このアイデアをひらめく元となった技術です。これに尿を垂らすと ご覧のような枝状に染み渡ります。電力を必要としませんでしょう。これは色を付けます。これからは腎機能が診断できます。この世界の 多くの医療従事者は AK-47を持ち歩く18歳で 職にありつけず 動き回って このような治療行為をやる意志を持った人たちです。その人は携帯電話でこれの写真を撮り 医者へ送り そして医者はそれを診ることができます。

 

16 アメリカの医療制度の資本構成を変えたい

ここで行われたことは どこでも使える技術を選出し 極めて安価な機器を作り このようなとても信頼性のある 形に仕上げたことです。この試みを成功させられたら もっと機能を持たせることができたら それは積み重ねられるようになります。つまり 1つか2つ うまくいく基本的な技術を確立できたら それはさまざまな症状の人に 適用できるようになり したがって 縦にも横にも拡張できるようになります。どう丁寧に言えばよいでしょうか。この問題におけるねらいの1つとして 私はアメリカの医療制度の資本構成を 変えたい あるいは骨抜きにしたい あの資本構成は根本的に機能していないと私は考えています。

 

17 「全てはできるだけシンプルであるべきだ」「しかしそれ以上にシンプルであってはならない」

それでは … (拍手)2つの格言を紹介しておしまいとさせてください。1つはアインシュタイン氏によるものです 「全てはできるだけシンプルであるべきだ」 「しかしそれ以上にシンプルであってはならない」と彼は述べています。これは問題を考えるにあたってとても良い方法だと思います。もしシンプルなものから 多くのものを取り除きすぎたら 機能が失われます。低コストでなければなりませんが 機能が損なわれてもいけません。したがって 過剰にシンプルにはできません。2つ目はデザインに関するもので 簡潔性と直接関係はありませんが 良い格言です。

 

18 「完璧なデザインを実現したとわかるのは…取り除くものがなくなったとき」

サン テグジュペリによるものです 「あなたが完璧なデザインを実現したと分かるのは」 「それは付け加えるものがなくなった時ではなく」 「取り除くものがなくなった時です」 これは確実に正しい方向へ導くものでしょう。さて このような感じで解きほぐしてきた 簡潔性という言葉で 何ができるかと言いますと ランクージィは守備範囲外ですし なぜ モンドリアンがヴァン ゴッホより 良い 悪い シンプル あるいはシンプルでないか このような問いに答えることもできません。当然 モーツァルトがバッハより シンプルかどうかという問いにも答えられません。

 

19 ものを作る人とそれについて考える人の現実を区別することには知的な利点がある

ただ 重要な点は 1つには ものを作る人の現実と ものについて考える人の現実を 区別することです。もう1つは 次の問いを立てることには 知的な利点があるということです 「私たちはどのようにして」 「可能な限りシンプルに 安価に 機能的に」 「そして 自在に組み合わせられるように ものを作るでしょうか?」 もし私たちが持てる技術で このような簡潔性を達成することができ そして皆さんに提供できたら 皆さんはそれで あらゆる素晴らしいことができるようになるでしょう。どうもありがとうございました(拍手)

 

20 制度が機能不全に陥ったとき、簡潔性の科学は補えるか

クリス アンダーソン (CA): 少し質問があります。ではあなたは 例えば金融制度 法制度 医療制度といったシステムが なんらかの理由で 危機に陥った時 あるいは機能不全に陥った時 簡潔性の科学が それらのシステムを補うことができるとお考えでしょうか。また それが簡潔化への道なのでしょうか。 ジョージ ホワイトサイド (GW): できると思います。そのシステムの構成要素について その脆弱性や安定性を検証すると おそらくリスク評価のようなものが作れるでしょう。 CA: それには既に着手されていますか。つまり あなたは医療制度に関して コスト面で抜本的な解決策を持っていますが システム自体についてはいかがでしょう。 GW: うーん ノーですね このシンプルなノーという答えはどうでしょう。 CA: シンプルで力強いお答えでした GW: はい。 CA: それでは あなたがもっている診断技術に関して それはどこで そしていつ 普及していくでしょうか。 GW: すぐにです。というのもシステムはうまくいっているので あとは製造や活動をどのように行っていくかです。とにかく 基本的な技術はうまくいっています。 CA: それにあたって会社の設立などは … GW: 財団法人ですね。非営利です。 CA: なるほど ご講演どうもありがとうございました。

最後に

簡潔性はほとんど研究されていない。複雑性のメリットは結果に責任を負わなくて済むこと。積み重ねからなっている簡潔性の特に優れた例がインターネット。二進法の素晴らしさは数を表す最も簡潔な方法であること。トランジスタは壁面スイッチ以上の何物でもない。トランジスタをまとめた集積回路で携帯電話が作れる。簡潔性の構成要素は予測可能な機能、安価、高性能、積み重ねができること

 

和訳してくださった Keiichi Kudo 氏、レビューしてくださった Kozo Oeda 氏に感謝する(2010年2月)。

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