出版書誌データベース

ほんの数十年前、テレビやラジオ、電話機などの情報機器はすべてアナログ信号を用いており、コンピューターももともとはアナログであった。しかし現在までの劇的な進歩により、コンピューターはもとより、あらゆる情報機器はデジタルとなっている。
本書は、デジタル信号処理の創始者の一人であり、コンピューターの本質とその応用における原理を幅広く追求してきた著者が、デジタルな世界はどのように進歩してきたか、なぜアナログからデジタルへという大きな変化が起こったのかといった面に焦点を当て、アナログコンピューターの時代から、インターネットや人工知能が普通に存在する現代までの変遷を解説し、最後には我々の未来の話までに及ぶ。
コンピュータサイエンス的な面はもちろん、物理学的な側面からも解説を加える。同時代を生きてきた著者ならではのユニークな書籍である。若い高校生、大学生、コンピューターサイエンティスト、そして社会人まで、理系や文系に関係なく、それぞれの立場にとって、いろいろなヒントが詰まっているだろう。

［原著：The Discrete Charm of the Machine: Why the World Became Digital］

第I部　バルブの世紀

第1章　離散革命
1.1 私のガラクタ黄金時代
1.2 郷愁とテクノロジーの美学
1.3 いくつかの用語

第2章　アナログのどこが問題か
2.1 シグナルとノイズ
2.2 複製と格納
2.3 ノイズの源泉
2.4 電子機器の熱雑音
2.5 電子機器の他のノイズ
2.6 デジタル免疫性
2.7 アナログの腐敗
2.8 補足

第3章　信号の標準化
3.1 回想
3.2 1と0
3.3 制御の方向性
3.4 ゲート
3.5 電子
3.6 エジソンの電球の問題
3.7 ド・フォレストのオーディオン
3.8 バルブとしての真空管
3.9 残りの論理素子
3.10 クロックとドアベル
3.11 メモリー
3.12 バルブを作る他の方法

第4章　重要な物理学
4.1 いつ物理学が離散的になったのか
4.2 物質の絶対的なサイズ
4.3 ハイゼンベルクの不確定性原理
4.4 波動と粒子の二重性の説明
4.5 パウリの排他原理
4.6 原子物理学
4.7 半導体
4.8 P-N接合
4.9 トランジスター
4.10 量子トンネル
4.11 速度

第5章　あなたのコンピューターは写真である
5.1 底にある余地
5.2 マイクロ写真としてのコンピューター
5.3 チップファウンドリーでのハイゼンベルク
5.4 ムーアの法則とシリコンの時代：およそ1960年以降？
5.5 指数関数の壁


第II部　音声と画像

第6章　ビットからの音楽
6.1 1957年のモンスター
6.2 D-A変換器に巡り合うチャンスがやってきた
6.3 サンプリングとムッシュ・フーリエ
6.4 ナイキストのサンプリング原理
6.5 デジタルのもう1つの勝利
6.6 もう1つの同型写像

第7章　ノイズの多い世界での通信
7.1 クロード・シャノンの1948年の論文
7.2 情報の計測
7.3 エントロピー
7.4 ノイズの多いチャネル
7.5 符号化
7.6 通信路符号化定理
7.7 デジタルのもう1つの勝利


第III部　計算

第8章　アナログコンピューター
8.1 古代ギリシャから
8.2 より巧妙な機器
8.3 より深い問い
8.4 石鹼膜で計算する
8.5 局所的と大域的
8.6 微分方程式
8.7 積分
8.8 ケルビン卿の研究プログラム
8.9 電子的アナログコンピューター

第9章　チューリングマシーン
9.1 チューリングマシーンの構成要素
9.2 すべてがアナログの機械
9.3 一部がデジタルのコンピューター
9.4 回想：ニュージャージーのストアードプログラムの織機
9.5 ムッシュ・ジャカールの織機
9.6 チャールズ・バベッジ
9.7 バベッジの解析機関
9.8 ラブレース伯爵夫人オーガスタ・エイダ・バイロン
9.9 チューリングの抽象概念

第10章　本質的な難しさ
10.1 頑健であること
10.2 多項式と指数関数の二分法
10.3 チューリング等価
10.4 2つの重要な問題
10.5 容易く検証された証明書付きの問題(NP)
10.6 ある問題を別の問題に帰着する
10.7 YesかNoかの問題
10.8 クックの定理：3-SATはNP完全である
10.9 さらに何千ものNP完全問題

第11章　魔法を探して
11.1 NP完全問題へのアナログ的な攻撃
11.2 まだ見つかっていない法則
11.3 チャーチ＝チューリングのテーゼ
11.4 拡張されたチャーチ＝チューリングのテーゼ
11.5 局所性：アインシュタインからベルへ
11.6 量子のカーテンの裏側で
11.7 量子ハッキング
11.8 量子コンピューターの力
11.9 生命自身
11.10 計算の不確かな限界


第IV部　今日と明日

第12章　インターネット，そしてロボット
12.1 アイデア
12.2 インターネット：パケットであり回線ではない
12.3 インターネット：光子であり電子ではない
12.4 人工知能の世界に入る
12.5 深層学習
12.6 障害
12.7 ロボットの世界に入る
12.8 意識の問題
12.9 価値観の問題


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