【AIの原理】回路は足し算をしているとは思っていない

エンジニアが知っておくべきことの本質

煮卵＠マインドマッパーです。

今日から、今後の展開を考えて、現在ChatGPTなどで使われているディープラーニングの原理を、高校生程度の学力（定義が難しいが）があれば理解できるように、その根幹から解説していきます。

「快適な日常の過ごし方」をテーマにしているこのページで、
なぜこの話をここでするのか？　理由は２つあります。
　１．ChatGPTの危険性や問題点云々の議論で、そもそもその原理を
　　わかっていない記事に関して、余計な不安を起こしてもらいたくない
　２．ChatGPTの原理は、そもそも我々人間が扱う言語能力について、
　　いまだに解決していない問題がほとんどであることを知ってもらうため

さらに、ついでの理由になりますが、ChatGPTの原理にたどり着くまでの説明が、今のコンピュータの動作原理の解説にもなるので、エンジニア育成の教材として利用できるだろうと考え、このnoteで取り組むことにしました。
エンジニア的発想、というものが生活を豊かにする、というのが私の考えだからです。

１年後には有償にする予定ですが、それまでは無償で公開しますので、ご興味のある方はご覧ください。

コンピュータは何をするものか

今皆さんはこの記事をスマホかPCで見ていると思いますが、それらの「論理的な動作原理」を知っている人は、もう少ないのではないと思います。
私が小学生のころには、電卓が高級品でした。
どれくらいかというと、今から60年ほど前、1964年に発売された国産の
電卓の値段が53万円なので、当然一般家庭で買えるものではありません。
性能は今なら百円ショップで買えるものと同程度です。

さて、なぜAIコンピュータの話をするのに、電卓の話から始まるのか。
実は、みなさんの使っているスマホやPCの内部に入っている回路の「基礎」は、電卓の中の回路と「全く同じもの」だからです。

ちょっと考えれば理解できると思いますが、例えば「AI専用のパソコン」ってのは聞いたことありませんよね？
それは、コンピュータの「計算原理」はどれも同じだから、Aのパソコンで「計算」出来ることは、論理的にはBのパソコンでも、時間がかかる可能性はありますが、計算できる、ということを意味しています。

ここでいう「計算原理」とは何か。
コンピュータは、CPU（中央処理装置）というものがあって、それが頭脳だという話はよく聞くでしょう。この中身は「回路」です。
今日はこの回路が「計算をしている」という話をゴールにします。

加算回路

みなさんはコンピュータがなぜ「電気」で動くのかは知っていますか？
また逆になぜ電気が無いと動かないのか。
コンピュータがしていることは「回路に電気を流すこと」だけです。
不思議に思いませんか？
なぜ、電源を入れると、画面が表示され、動画が見れて、チャットができるのか？
ただ、電気が流れているだけなのに。
「そんなの知っているよ」と言う人は読み飛ばしてもらっても・・・
というわけにはいかないのが、この記事です。
目的は「ChatGPTの動作原理の理解」なので、これから示すことに、まずみなさんは疑問を持つことからはじめないと、この先がついて来れないので、
読みにくいかもしれませんが、頑張ってついてきてください。

コンピュータがしていることは「回路に電気を流すこと」だけ、と
書きましたが、これに嘘偽りはありません。

さて、まず初めに「足し算をする回路」について、見てみます。
以下のサイトを見てください。

【早わかり電子回路】デジタル回路の加算器・減算器をわかりやすく解説 | アイアール技術者教育研究所 | 製造業エンジニア・研究開発者のための研修/教育ソリューション

なかなか理解は難しいでしょうか？
２進数の理解も必要になりますが、AIの原理を理解するにはこの程度は頑張って勉強して損はありません。
ここでは、もう少し分解して、AND回路とかOR回路ってのは、要するに直列つなぎや並列つなぎなんだよ、って解説は、以下を見てください。

【早わかり電子回路】デジタル回路の「基本論理回路」まずはコレだけ！回路記号・真理値表も整理 | アイアール技術者教育研究所 | 製造業エンジニア・研究開発者のための研修/教育ソリューション

加算回路は足し算をしていることを理解しているか？

今日の記事の本題はこれからです。
先ほどの記事で、1bit + 1bitの足し算、という
「計算を行う回路」
は、単に電気を流しているだけでした。
図１を見ると、A,Bのうち、片方をON＝１にするとS=１，
両方をONにするとS=0,C＝１となって２進数の１０，つまり１０進数の２
そして両方がOFF＝０にすると、結果もS＝０，C＝０となるのでした。

さて、ここでみなさんに問いです。

この加算回路は、
　「自分は足し算をしている」
という自覚は、あるでしょうか？

もちろん、答えは
　「あるわけない」
ですよね。

コンピュータは、この回路の集まりにすぎません。

みなさんは「プログラミング言語」という言葉をご存じかと思いますが、
プログラミング言語は実際にはいわゆる私たちが使う
「自然言語」ではありません。
しかし、ChatGPTは「自然言語処理をしている」と言われています。
これは一体どういうことなのか？

ここで、以下のような記事を見てしまうと、わかりやすい説明ではありますが、実はこの説明は、本質的な話はしていません。
（それが悪いわけではない）

自然言語処理（NLP）とは？ できることや仕組み、活用例をわかりやすく解説 - 株式会社モンスターラボ

次回は、この回路の集合体が、なぜ画面に文字を表示したり音を鳴らしたりできるのか、くらいまでは頑張って解説し、プログラミング言語の正体まで解説できればと思います。