科学者はアルゴリズムを使って世界で最も長い直線をどのように算出しているのか

undefined
このページは、生成AIにより自動翻訳されています。

中国の泉州港と、ポルトガル南部の小さな教区サグレスを結ぶものは何でしょうか。2017年に開通した中国・欧州間の鉄道路線、「新シルクロード」ではありません(1)。その答えはあまりにも意外なもので、両地の住民のほとんどが驚くことでしょう。両地は、陸上にある世界最長の直線の両端の地点なのです(2)。

この直線をたどるには、極めて高い方向精度が求められます。旅行者は、整備された道路や山道による比較的快適な移動を諦め、険しい山岳地帯や人を寄せつけない砂漠を横断しなければなりません。数えきれないほどの民家や公共建築物を通ることは言うまでもありません。

推奨ルート

Redditユーザーkepleronlyknowsが提案した、地球上で航行可能な最長の直線。Image: Reddit

このルートは15か国を横断することになります。マドリードとスイスのアルプス高地を迂回し、オーストリアの一角を切り取り、ポーランドのアウシュヴィッツのすぐ北を通過します。ウクライナにはかろうじて触れ、ベラルーシを縦断し、ロシアとカザフスタンを通ってから中国に入り、台湾海峡に至ります。ただし、モンゴルには2度立ち寄ります。

地球は丸いのに対して、この地図は平面であるため、陸上にある世界最長の直線は、他のすべての十分に長い直線と同様に、この画像では曲がって見えます。しかし、その直線をたどって歩く人にとっては、定規のようにまっすぐであり、その旅の終点は2万マイル近くになるでしょう。

針の穴を通す

アルゴリズム上正しい結果:世界で最も長く航行可能な直線は、パキスタンからカムチャツカに至る。Image: Chabukswar & Mukherjee

陸上にある世界最長の直線は、アイルランド・コークにあるユナイテッド・テクノロジーズ研究センター(UTRC)の研究者ローハン・チャブクスワル氏と、インド・ニューデリーにあるIBM研究所のクシャル・ムケルジー氏によって算出されました。
2018年に発表され(2025年12月25日に最終更新)、研究者らは陸上と海上における世界最長の直線を求める問題の解法を示しました。この問いは一見単純に思えますが、実はそうではありません。「これは最適化問題であり、島や湖の存在、さらには海岸線のフラクタル的な性質によって複雑化している」のです。

彼らがこの研究に取り組んだきっかけは、多くの議論を呼んだ地図で、2012年にRedditで初めて公開されて以来のことです。ユーザーkepleronlyknowsが投稿したこの地図は、世界で可能な最長の直線航路を示すとされています。それは、パキスタンからカムチャツカに至る航路で、マダガスカルとアフリカ大陸を隔てるモザンビーク海峡と、南米と南極の間のドレーク海峡という、2つの「針の穴」を通るものです。

こちらの道を歩く

確かに長い道のりですが、まっすぐな道です。ポルトガルから中国まで。Image: Chabukswar & Mukherjee

その後、コメント投稿者たちは、最長の直線海路と、それに相当する陸路が本当にそうであるかを証明または反証しようとしてきました。提案されたものの反証された、より長い航路として、次の2つの航海ルートがあります。ノルウェーから南極までは有効なルートではあるものの、実際にはパキスタンからカムチャツカまでのルートほど長くはありません。また、ケベックからブリティッシュコロンビアまでは、完全な直線にはならないことが判明しています。

提案された、より長い陸路の一つは、中国の温嶺からリベリアのグリーンヴィルまでに至るものです。しかし、この直線は死海を横切っており、著者らの述べるように、それが「主要な水域」に該当するのであれば、このルートは全体が陸上にあるとは言えなくなります。

ヨーロッパ区間

意外なことに、ポルトガルから中国への方角はちょうど北東です。Image: Google Earth

そこでChabukswar氏とMukherjee氏は、この問題を科学的な計算によって検証することにしました。考えられるすべての経路を網羅的に探索する代わりに(著者らによれば、その数は2億3,300万以上の大円(3)に及びます)、いわゆる分枝限定法アルゴリズムを用いて2つの経路を算出しました。

その結果、Redditの元の投稿者が正しかったことが判明しました。最長の航行可能な直線経路は、確かにパキスタンとカムチャツカを結んでいます。正確に言うと、この経路は、カラチの北西約90マイル(145km)に位置する沿岸の町ソンミアニ(北緯25°17′、東経66°40′)(4)と、カムチャツカ半島北部のほぼ無人地帯であるカラギンスキー地区内の名称不明の地点(北緯58°37′、東経162°14′)を結んでいます。経路の長さは2万マイル近くで、正確には19,939.8マイル(32,090km)です。

アジア区間

ステップを一歩ずつ…Image: Google Earth

同じアルゴリズムを、陸上版の直線問題にも適用しました。この場合、答えはサグレス近郊の地点(北緯37°2′、西経8°55′)と、泉州の大都市圏南部の地点(北緯24°33′、東経118°38′)を結ぶものとなりました。その距離は、海上での最長直線よりもはるかに短く、わずか7,000マイル弱(6,984.8マイル、すなわち11,241km)です。

研究者らは、その結果について、いくつかの理論的な留保と、一つの実際上の留意点を提示しています。「この問題は純粋に数学的な演習として取り組まれたものである。著者らは、算出された経路に沿った航海や運転を推奨しない」。

しかし、長い直線の旅を夢見る人々にとっては、希望がないわけではありません。世界で最も長い直線道路(5)の一部を以下に示します。

1. ハイウェイ10号線(サウジアラビア):159マイル(256km)

サウジアラビアのルブアルハリ砂漠にある、埃っぽい町ハラドとアル・バサの間の、特筆すべき点のほとんどない、起伏のない距離には格別なものは見当たりません。ただし、その区間のほぼ全体が、完全に直線の道路で結ばれています。国内内陸部の石油の町ハラドを出発したサウジハイウェイ10号線は、カーブのない直線を159マイル(256km)にわたって真東へ進み、湾岸地域およびサウジアラビアとアラブ首長国連邦の国境に近いアル・バサに入る直前にわずかに曲がります。これにより、ハイウェイ10号線は世界で最も長い直線道路区間となっています。

2. US-54(アメリカ合衆国):108マイル(173km)

US-54号線は、全長にわたるとイリノイ州グリッグスビルからテキサス州エルパソまでを結び、総延長は1,197マイル(2,115km)に及びます。カンザス州リベラルからテキサス州ダルハートまでの108マイルの区間では、US-54号線はほぼ直線を描いています(オクラホマ州も通過します)。ただし、54号線の「直線」の経路には、いくつかのわずかな屈曲箇所があります。

3. アイアー・ハイウェイ、オーストラリア(90マイル、145.6km)

アイアー・ハイウェイ全体の長さは1,030マイル(1,660km)で、西オーストラリア州のノースマンと南オーストラリア州のポートオーガスタを、無人のナラーバー平原を横切って結んでいます。これはパースとアデレードを結ぶ1号線の一部であり、両州間をつなぐ唯一の「舗装された」道路です。バラドニアとカイグナの間では、道路は90マイルにわたって完全な直線となっており、オーストラリアで最も長い直線道路区間であり、一般に「90マイル・ストレート」として知られています。

地球上で水上または陸上に描かれる最長の直線経路(Rohan Chabukswar氏とKushal Mukherjee氏による論文)は、こちらから、arxiv.orgでご覧いただけます。

(1)宜烏(イウ)から出発し、ハンブルク、ロンドン、マドリードに寄港する、7,500マイル(12,000km)に及ぶ中国鉄路の貨物輸送サービスです。このサービスは、中国の広域な「一帯一路」構想の一部となる可能性があります。これは、中国の製造業と欧州その他の市場を結ぶ大規模なインフラ事業です。

(2)欧州の道路網の最西端であるサグレスの約1,000人の住民は、おそらくそれほど驚かないかもしれません。サグレスはまた、地球上の二点間にある、最長の(直線ではない)車両通行可能な距離の終点でもあります。もう一方の終点はハサンで、北朝鮮との国境に位置するロシアの都市であり、同国の道路網の東端にあたります。両地点を結ぶ経路の長さは8,726マイル(14,043km)です。

(3)大円、または大圏航路とは、球体上に描くことができる最大の円のことです。

(4)ソンミアニは、アラビア海の最北端の地点として、またカラチの人々に人気の海辺のリゾートであり、パキスタン宇宙機関の打ち上げ場としても知られています。

(5)いわゆる「直線道路」の多くには、わずかなカーブがあります。そのため、リストが多様に異なるのです。

ライセンスと再掲載について
世界経済フォーラムの寄稿文は、クリエイティブ・コモンズ表示-非営利-改変禁止 4.0 国際ライセンスおよび同フォーラムの利用規約に従い、再掲載が可能です。