我が内なるアジア

これまでこの「できるだけわかりやすく説明してみるという実験」シリーズでは、「プログラマーとは何をする仕事なのか？」や、「アルゴリズムとは何か？」という基本から始めて、「ニューラルネットの基本」やら「人工生命」についてなど、かなり高度な話をしてきたはずなのに、前回、なぜ急に「０と１の世界」という超基本的な話に戻ったのか？

このシリーズで「遺伝的アルゴリズム」について説明した際に、下記の図を用いて、データの"交配"を説明した。 この図は、感覚的に伝わるように描いたつもりだったので、なんとなく感覚として、「ああなるほど、交配だなあ」と思っていただけたとは思うが、「あるデータ（＝値）を、任意の交差点で交差する」って、伝わっているのだろうか？

いや、ない。
絶対に伝わっていない。 

と思ったので再実験がしたくて、そのための予備知識として「０と１の世界」をまずは説明した。 
その要点としては、 

• 「コンピュータは０と１の世界」とよく言うが、これはオン／オフのことである。
• 電球が３つあれば、０〜７までの８つの数を表すことができる。

つまり、０／１の状態を持ったもの（たとえば電球）がｎ個あれば、０から（２のｎ乗-1）までの数を表すことができる、ということである。
コンピューターでは一般に３２ビット、つまり二進数の３２桁である数字を表すので、０〜4,294,967,295までの数を表すことができる。
これは正の数だけの場合で、これにプラスマイナスが入る場合はプラスかマイナスかを表すのに１ビット使うので、扱える値の絶対値が３１ビットになり、-2,147,483,647〜2,147,483,647となる。
パソコンに詳しい人は「２ギガの壁」などという言葉を聞いたことがあると思うが、それはハードディスクやメモリの中の位置を３２ビットで表そうとするから、この2,147...よりも大きな数を表せないことが原因だ。

さて、遺伝的アルゴリズムの話に戻るが、前回の遺伝的アルゴリズムの説明では、例としてある生物オブジェクトの遺伝情報を下記の図のように表した。
これがあまりにも概念的だったと反省して今回の再実験に至る。
もう少し具体的に、ある２つの生物オブジェクトがそれぞれ下記のような数値を持っているとしよう。
とは言うものの、あまり細かく書きすぎるとアレなので、上図のデータがそれぞれひとつの値で表せる、とする。

[生物A]

• 形を表すデータ ：９
• 身体能力を表すデータ：１２
• 繁殖能力を表すデータ：５
• 食べ物の好みを表すデータ：８

[生物B]

• 形を表すデータ ：４
• 身体能力を表すデータ：７
• 繁殖能力を表すデータ：１２
• 食べ物の好みを表すデータ：３

 話を簡単にするため、それぞれの値は４ビットで表せることにした。つまり、０〜１５までの数値を持つ。