驚異!!情報は熱エネルギーに変換できる!!/MUTube&特集紹介  2026年11月号

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    自然界の現象には不可逆性があるという熱力学第2法則。その絶対的なルールを破るのが「マクスウェルの悪魔」。この記事を三上編集長がMUTubeで解説。

    情報は消えるとエネルギーになる

     超能力者の清田益章氏はスプーン曲げをするとき、スプーンがすでに曲がった姿をイメージしているのだそうだ。現実と変わらない強いイメージで曲がったスプーンを想像すると、現実のスプーンが勝手に曲がるのだという。
     スプーンを曲げるのではなく、想像の曲がったスプーンが現実のスプーンを曲げてしまう。無数の世界からスプーンの曲がった未来を意思の力で選ぶというのだが、そんなことが起こりえるのか?
     意識によってマルチバースを収束させ、強引にこの世界に現象や物質を実在化させる、清田氏がいっているのはそういうことだろう。
     意識とは、脳をハードウェアとしたソフトウェアだ。つまり情報だ。物理学では、情報とは無限の選択肢がひとつに絞られた状態を指す。情報=選択であり、量子力学ではそれを収束と呼ぶ。
     波の状態の量子が粒子になることが収束。波という無限の情報が粒子という形で確定する。物理学ではこれをエントロピー、乱雑さで説明する。
     熱力学ではエントロピーが高いと熱量が高く、低いと熱量が低い。
     物質は位置エネルギーと運動エネルギーを持ち、発電は電気エネルギーを生み、爆発のエネルギーは熱や光だ。エネルギーは仕事をする能力の総称で、エントロピーとエネルギーは表裏の関係にある。
     1961年に物理学者のロルフ・ランダウアーは、情報は消去するときに熱が発生すると主張した。
     情報を消すと熱になる? 情報が消えると熱? 意味がわからないが、これには熱力学が関わっている。
     熱が加わり、分子運動が活発になるとエントロピーが増大する。エントロピーとは乱雑さであり、火にかけたやかんの中では、沸騰するにつれて水分子はより自由に運動する。乱雑さが増加するわけだ。
     最後は水蒸気となってやかんを飛びだす。熱が加わることで水分子はエントロピーが高い状態になる。
     反対に水を冷やすと、水分子はだんだん動きを弱め、最後は正六角形に並ぶ結晶に変わる。ようするに凍って氷となる。分子が整列して動かなくなった氷は、水よりエントロピーが低い。エントロピーが低くなると分子の動きの自由度は低くなるわけだ。選択肢がなくなるといい換えてもいい。
     これは熱以外にも当てはまる。たとえばおみくじ。引かれる前のおみくじには、無数の選択肢がある。おみくじの筒をガシャガシャ回せば、それだけで選択肢は広がる。つまりエントロピーは増大する。そしておみくじを引く。おみくじを開いて読んだ瞬間、おみくじの無数の可能性はひとつの結果に確定する。それが凶であれ吉であれ、たくさんの選択肢からひとつを選ぶと、高い状態から低い状態へとエントロピーは減少する。
     熱量大=エントロピーが高い=選択肢が広い
     熱量小=エントロピーが低い=選択肢が狭い
     ここがポイントだ。何かを選択するとエントロ
    ピーが減少し、それは熱量が下がることと同義なのだ。
     エントロピーが高い状態が低い状態になると、そのエントロピーの差は熱として放出される。おみくじを引くとエントロピーは減少するので熱が放出される。屁理屈のような話だが、そういうことなのだ。
     ランダウアーは、情報がある状態は高エントロピーであり、情報を消すと情報のエントロピーが失われると考えた。これは思考実験としてはおもしろいが、ランダウアーのすごいところは、本当に熱量を導きだしたところだ。
     ランダウアーによれば、情報を消去する=エントロピーが低くなると1ビットあたり約2.8× 10 のマイナス21乗ジュールというごくごくわずかの熱が発生するという。日常生活にはまったく関係のない微量な熱量だが、それでも熱は発生する。
     では、ハードディスクをフォーマットしたら熱が生じるのか? 生じるそうだ。たとえば1テラバイトのデータを全消去した場合、発生する熱量は約2.8×10のマイナス12乗ジュール程度(数兆分の1ジュール)。ほぼ測定できない熱量だが、発生する。
     ただし、熱力学ではエネルギー=熱量だが、エントロピーの差分はエネルギーという仕事を行うための能力だ。発生したエネルギーが変換されるのは何も熱エネルギーに限らない。

    (文=久野友萬)

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    月刊ムーの特集記事を三上編集長が解説!

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