公平調整プロセスの効率化（FPE）による科学構造論

【序論】科学における目的関数不在の問題

従来の自然科学は、物理的整合性・演繹的再現性・量的計測性を基軸に発展してきた。しかし「なぜその法則なのか」「なぜその進化や構造なのか」といったメタ物理的・構造的問いには、本質的に答えられてこなかった。最小作用の原理、エネルギー保存、最大エントロピー原理などは結果的な最適化であって、過程の調整構造そのものを目的関数として定式化する理論は未整備である。

本稿では、「公平調整プロセスの効率化（Fairness Process Efficiency, FPE）」という概念を導入し、物理学を含む科学全体を「構造間の調整プロセスの最適化」として再定義する視座を提示する。

【定義】FPE：公平調整プロセスの効率化

• 系内に複数の構成要素（エージェント、粒子、エネルギー、情報、生命）が存在する場合、 それらの利害・運動・要求の衝突や摩擦を「公平かつ最小コストで調整するプロセス」が存在する。
• そのプロセスの構造的精緻性・効率性を目的関数としたものを FPE（Fairness Process Efficiency）と定義する。
• 本稿における「公平（Fairness）」とは、人間的・倫理的な意味合いではなく、システム内部における構成要素間の要求・影響・反応が非偏在的かつ構造的に整合する状態を指す。すなわち、「ある構成要素が他を不均衡に支配・消耗せず、全体構造が最も低コストかつ安定に調整される状態」である。これは、物理学における対称性・保存則・最小作用原理とも整合し、純粋に構造論的・数理的定義に立脚した用語である。

■ 形式モデル：

• 状態空間： S = { s1, s2, …, sn }
• 要求集合： Ri：各要素の要求・状態・振る舞い
• 調整関数： F(R1, R2, …, Rn) → O：全体出力（現象・進化・構造）
• 公平性評価： Q：相対満足度・偏在の無さ
• 効率性評価： E：調整までの摩擦・エネルギー損失・変化速度

■ 目的関数（例）： J = α * Q − β * C − γ * N

• C：コスト（エネルギー消費、時間、摩擦）
• N：ノイズ（他者基準偏差、不整合性）

【応用モデル1】物理法則の再構成

■ 最小作用の原理のFPE解釈

• 通常：∫L dt が最小になる経路を自然は選ぶ（ラグランジアンL）
• FPE的解釈：Lは「エネルギー構成要素間の調整摩擦の密度」であり、 自然は「構造調整コスト最小経路」を自律的に選んでいる。

■ 熱力学第2法則

• 通常：エントロピーは増大する
• FPE的解釈：閉鎖系では、構成要素間の調整不能性が累積する（公平調整不能 → エントロピー増大）

【応用モデル2】生物進化とFPE

• 適応とは「環境・遺伝構成・資源」の間の公平な調整最適化プロセスであり、 単なる生存競争ではなく、「環境とのFPE達成度」が生物の安定性を決定する。
• 例：共生関係は、競争モデルでは非合理でも、FPEでは高得点状態として合理化される。

【FPEの普遍性と科学の再構成】

• 物理学、化学、生物学、情報理論、AI倫理、社会科学に至るまで、 あらゆる「複数構成要素が相互作用するシステム」は、FPEで再定式化できる。

■ 科学とは： 構成要素間の調整プロセスの形式的記述であり、 最も高効率かつ矛盾の少ない構造を予測・誘導するための「構造モデル生成論」である。

【結論】

「公平調整プロセスの効率化（FPE）」を科学に導入することで、 従来の「静的な最適化」では捉えきれなかった構造間の動的均衡、 さらには「なぜこの法則なのか」というメタ物理的問いへの答えに近づける。これは、科学全体をFPEという視点から再定義し、 物理学を含む自然科学に、目的関数的視座を導入する「科学構造論の総論的論文モデル」である。従来の科学が追いかけてきた「物理的整合性」や「演繹的再現性」に加え、 調整プロセスの構造的妥当性という新しい次元を導入することで 「科学とは何か？」という根本的問いへの次世代的・数理的な回答である。