【デジタル入門】世の中すべて0か1という話【DX入門】

先日、会社で「デジタルの世界ってすべて0と1で表現できるんだよ」って話をしたところ、「今の話、noteに書いたら売れますよw」という反応があったので実際に記事化してみました。売れると嬉しいです笑（本編はすべて無料で読めるのでご安心ください）。

文字も画像も音も映像もすべて0と1でできている

デジタルの世界はすべて"0"と"1"でできているという話を見聞きしたことある人は多いと思います。

とはいえ、実際にPCやスマホで見えているのは文字だし、画像だし、映像だし、聞こえてくるのは"0"と"1"ではなくちゃんとした音声です。耳を澄ませば実は0と1って言ってるとか、目凝らしてみるとちっちゃい0と1が集まって画像になってるってことはありません。

※以下はワンピースの名シーンが集まってルフィの絵になってるモザイクアートです。

じゃぁ、どこに0と1があんねんっ！

そんな心の叫びが聞こえてきます。

人とコンピュータは見えている世界が違う

人間とコンピュータでは見えている世界が違います。

"0"と"1"というのはあくまでコンピュータの世界の話であり、人間がデジタルの世界で理解できるのは視覚的には色や形、聴覚的には周波数になります。

デジタルデータはすべて"0"と"1"で保存されていますが、それだと人間が理解できないということで、ギャップを埋めるためにディスプレイやスピーカーやマイクが翻訳家のように人間に理解できる色や周波数などに変換してくれています。人はその翻訳後のものを見ているので、どこをみても"0"と"1"が登場しないというわけです。

ちなみに、ここで言うデジタルデータは、こうしたブログの文字であったり、PCに保管しているメモ帳だったり、写真だったり、動画だったり、スマホを通じて流れてくる人の会話だったり、デジタルガジェットを流れる情報すべてが対象です。

でもどうやって0と1が文字になったり画像になったりするの？

"0"と"1"が文字になったり画像になったりするのが俄に信じられないという人にちょっと実演で証拠を見せたいと思います。

あ

これは「あ」ですね。人間用の文字なので"0"と"1"は登場しません。

ではコンピュータにはどのように見えているかをコマンドで確かめてみます。

「あ」と書いたファイルを作成し、この文字をxxdというコマンドを使ってコンピュータ言語である16進数でダンプします。（windowsであればPowerShellのFormat-Hexコマンドでも同じことができます。）

「あ」はコンピュータの世界では「e38182」という言葉で表現されています。

0と1とちゃうやんけと思われたかた慌てないでください。16進数は2進数に変換が可能です。

先程のコマンドxxdに「-b」のオプションを付ければ2進数に変換されます。

つまり、「あ」は16進数（英語でHexといいます）では「e38182」であり、2進数（英語ではBinaryといいます）では「111000111000000110000010」なわけです。
※文字コードがUTF-8の場合です。

日本語はかたかな・ひらがな・漢字・記号・数字・絵文字と種類が多いため、全部で1万字以上の文字が存在しますが、その一文字ずつに16進数（2進数）が割り当てられており、フォントデザイナーがデザインしたフォント（画像みたいなものです）を紐付けているのです。

以下はフォント界の巨人「モリサワ」のサイトから拝借した画像ですが、文字コード（16進数のコード）に対して画像的な文字がマッピングされているのが分かります。

出典：https://www.morisawa.co.jp/culture/dictionary/1946

このように文字は16進数（2進数）の"0"と"1"のデータとフォント画像的なもので作られているわけです。

じゃぁ画像はどうなってるの？

画像は冒頭に紹介したモザイクアートの考え方に近い方法で"0"と"1"で表現されています。

どういうことかをヨーダを使って説明します。

次の画像はよくあるヨーダの画像です。

モザイクアートにも0にも1にも見えません。

しかしこの画像を限界まで拡大していくと・・・

どうでしょうか色の付いた四角の集合体になっていることが分かります。この色付きのドットのことをピクセルと言います。昔、ワリオのスーパーピクロスってゲームあったんですけどそれとおんなじ概念ですね。

このドット一つ一つに色をつけて画像にしているわけです。

次に色ですが、色も文字と同じで各色に0と1の数字の羅列を割り当てています。

よくこういうカラーピッカーみたいな絵をみたことあると思いますが、色を1677万色に区切って、区切った色にそれぞれ数値を割り当ててます。

緑色に2cb696という16進数の数値が割り当てられています。白ならffffff、黒なら000000とかとか1677万の色ひとつひとつに文字が割り当てられているのです。

画像は言い換えると、どこのドットに何の色をつけるかの集合体と言えるのです。（縦○○ピクセル横○○ピクセルに位置するドットは濃いめの緑、縦△△ピクセル横△△ピクセルに位置するドットにはちょっと薄い緑ってな感じ）

先程のxxdコマンドで画像ファイルをみるとやはり0と1で表現されていることが分かります。

音声とて同じことです。

例えばLINE通話なんかで通話する場合、音声は0と1に変換されています。

音というのは空気を振動させている周波数です。私のスマホのマイクが私の声の波をキャッチして、0と1のデジタル信号に変換します。

変換された信号は、光回線のなかを光がついているのを1，光が消えているのを0という形で、モールス信号の要領で信号を電話先のスマホに送ります。（正確にいうとスマホなので基地局からスマホは光ではなく無線になります。）

受け取った相手のスマホがスピーカーを通じて0と1のデジタル信号を周波数に逆変換を掛けているのです。これがデジタル通話のざっくりとした仕組みです。

通話時はほとんど時差を感じませんが、電話越しで話してる声は一瞬で0と1の信号に変わり、光となって数千キロを旅して相手のスマホに送り届けられているのです。

私の声が届いているというよりも、光で0と1を運んでもらって、スマホが0と1の情報で私の声を再現しているとも言えます。

デジタルデータはどうやって保存されているのか

ちなみにスマホのなかに沢山写真や音楽やメモやらのデジタルデータが保存されているかと思いますが、スマホを分解してもどこにも"0"も"1"も見当たらないと思います。

というのも0も1も概念でしかなく、データは最後は磁気や電荷という物理的な性質となってハードディスクやトランジスタなどに蓄えられることになるからです。

電荷がある状態を1、電荷がない状態を0としたり、磁化されていると1，磁化されていないと0とすることでデジタルデータを物理的な性質に変換しているのです。

ハードディスクであれば磁気を記憶できます。トランジスタは電荷を蓄えることができます。こうした記憶装置に電気や磁気を溜め込むことでデータを保存しているというわけです。

エピローグ：人間の脳、そして記憶とは

というわけで以上がデジタルの世界はすべて0と1で成り立っているというお話でした。本編は以上です。

ここから、実はコンピュータの記憶の話と人間の脳の記憶の仕組みは実は一緒なんじゃないかというお話をさせていただきます。
※本当に記事にしたいことはどちらかというここからなんですが、持論も含まれているのであえてここから先は有料にさせていただきます笑

そもそも人がモノを記憶するってどういうことなんでしょうか。コンピューターの場合は電気や磁気を使って0と1で記憶をするという話でした。

では人間はどうやって情報を脳に記憶しているのでしょうか。ちょっとだけネットで調べたことをベースに妄想も含めて考察してみたいと思います。

最近覚えた言葉に「ぺこぱ」という言葉があります。

1年前までの私の脳内にぺこぱという言葉や記憶は存在していませんでした。1年前の私の脳内にはなかったのに今の私の脳内には存在するということです。

しかし、コンピューターと同様、私の脳みそを輪切りにしてもどこにもぺこぱという文字は出てこないと思います。

コンピュータの場合は、ぺこぱを1と0で表現し、その情報をハードディスクやトランジスタなどに電気や磁気として実際に物理的に蓄えていたわけです。

おそらく人間の脳も同様に何かしらの物理的な性質でぺこぱを保存しているはずです。