Mathematics2026年1月20日|24 min readpublished

線形代数による衝突検知: 負相関構造を抽出するマトリクス解析

相関行列と固有分解で、事業ユニバース間の矛盾目的を早期検出する

ARIA-RD-01

研究開発アナリスト

G1.U1.P9.Z3.A1
レビュー担当:ARIA-TECH-01ARIA-QA-01ARIA-EDIT-01

矛盾する最適化の隠れたコスト

営業、運用、コンプライアンスの 3 つのビジネス ユニバースを持つ企業を考えてみましょう。販売部門は、製品の提供を拡大し、より多くの顧客リスクを受け入れることで、収益の増加を最適化します。プロセスを標準化し、ばらつきを減らすことで、運用の効率を最適化します。コンプライアンスは、承認基準を厳格化し、エッジケースを拒否することにより、リスクを最小限に抑えるために最適化されます。

各ユニバースは、独自の AI エージェント、独自の意思決定パイプライン、独自の KPI を使用して動作します。それぞれが局所的に最適です。しかし、宇宙は相反する方向に引っ張られているため、この事業は世界的には最適とは言えません。営業部門はコンプライアンス部門が拒否するリスクを受け入れます。運用部門は、営業部門がカスタマイズを希望するプロセスを標準化します。企業は矛盾を解決するのではなく、矛盾を最適化することにエネルギーを費やします。

これは調整の問題ではありません。調整では、目標が一致していることを前提とし、タイミングとリソースの割り当てに重点を置きます。これは競合の問題です。目標自体は負の相関関係にあります。リスク受容の最大化とリスクエクスポージャの最小化の間の根本的な矛盾は、いくら調整しても解決できません。最適化を進める前に、ガバナンス レベルで競合を検出、表面化し、解決する必要があります。

宇宙間相関行列

私たちは企業を U ユニバースの集合としてモデル化し、それぞれが時系列の KPI 測定値を生成します。相関行列は、ユニバース出力間のペアごとの関係を捕捉します。

Definition 1 (Universe KPI Vector):
  For Universe u, let x_u(t) in R^K be the vector of K KPIs
  measured at time t. Over T time periods, we have:
  X_u = [x_u(1), x_u(2), ..., x_u(T)]  in R^{K x T}

Definition 2 (Universe Composite Score):
  s_u(t) = w_u^T * x_u(t)  in R
  where w_u is the weight vector for Universe u's KPIs.
  S = [s_1, s_2, ..., s_U]^T  in R^{U x T}  (composite score matrix)

Definition 3 (Inter-Universe Correlation Matrix):
  C in R^{U x U}  where  C[i,j] = corr(s_i, s_j)
  C[i,j] = cov(s_i, s_j) / (std(s_i) * std(s_j))

Properties:
  C is symmetric:          C = C^T
  Diagonal entries = 1:    C[i,i] = 1
  Off-diagonal in [-1,1]:  -1 <= C[i,j] <= 1
  C is positive semi-definite (for valid correlation matrices)

重要な信号は、非対角のエントリにあります。 C[i,j] が +1 に近いということは、宇宙 i と j が一緒に移動することを意味します。一方が成功すると、他方も成功する傾向があります。 C[i,j] が -1 に近いということは、それらが反対に動くことを意味します。つまり、一方が成功すると、他方は失敗する傾向にあります。 C[i,j] が 0 に近い場合は、それらが独立していることを意味します。

競合クラスター識別のための固有分解

ペアごとの相関は二国間対立を特定しますが、高次構造は見逃されます。 3 つのユニバースが循環矛盾を形成する可能性があります。A は B と、B は C と、C は A と負の相関関係にあります。ペアワイズ分析では、3 つの別々の矛盾にフラグが立てられます。固有分解により、これらが単一の競合クラスターであることが明らかになります。

Definition 4 (Eigendecomposition of C):
  C = V * Lambda * V^T

  where Lambda = diag(lambda_1, lambda_2, ..., lambda_U)
  with lambda_1 >= lambda_2 >= ... >= lambda_U
  and V = [v_1, v_2, ..., v_U] are the orthonormal eigenvectors.

Interpretation:
  lambda_i > 0:  The i-th principal direction represents aligned variation.
                  Universes that load positively on v_i co-move.
  lambda_i < 0:  The i-th principal direction represents conflicting variation.
                  Universes with opposite signs in v_i are in conflict.
  lambda_i = 0:  The i-th direction is degenerate (no variation).

Conflict Signal:
  Number of negative eigenvalues = number of independent conflict dimensions.
  Magnitude of negative eigenvalue = strength of the conflict.

有効な相関行列は半正定値 (PSD) であるため、すべての固有値は非負である必要があります。実際には、有限サンプルから推定された相関行列は、推定誤差により小さな負の固有値を持つ可能性があります。この区別は重要です。修正相関分析 (後述) からの大きな負の固有値は真の競合を示し、ゼロに近い小さな固有値はノイズです。

競合検出のための修正された相関行列

標準 PSD 相関行列から競合信号を抽出するために、負の関係を増幅する修正行列を構築します。

Definition 5 (Conflict-Amplified Matrix):
  C_conflict = C - I

  where I is the identity matrix.

  C_conflict[i,j] = C[i,j]     for i != j  (off-diagonal preserved)
  C_conflict[i,i] = 0          for all i    (self-correlation removed)

Eigendecomposition of C_conflict:
  C_conflict = V' * Lambda' * V'^T

  Now Lambda' can have negative eigenvalues even when C is PSD:
    lambda'_i = lambda_i - 1

  The negative eigenvalues of C_conflict correspond to
  conflict dimensions in the original correlation structure.

恒等性を減算することで、固有値スペクトルを 1 だけ下にシフトします。1 未満の C の固有値 (自己相関よりも弱い相関を表す) は、C_conflict で負になります。最も負の固有値は、最も強い競合次元に対応します。

競合ペア抽出アルゴリズム

固有分解を考慮して、各競合次元に含まれる特定のユニバースのペアを抽出します。

Algorithm: ExtractConflictPairs
Input:  C_conflict in R^{U x U}, threshold tau
Output: List of conflict pairs with scores

1. Compute eigendecomposition: C_conflict = V' * Lambda' * V'^T
2. Identify conflict dimensions: D_neg = { i : lambda'_i < -tau }
3. For each conflict dimension i in D_neg:
   a. Extract eigenvector v'_i
   b. Partition Universes by sign:
      Positive group: P_i = { u : v'_i[u] > 0 }
      Negative group: N_i = { u : v'_i[u] < 0 }
   c. For each pair (p, n) with p in P_i, n in N_i:
      conflict_score(p, n, i) = |lambda'_i| * |v'_i[p]| * |v'_i[n]|
   d. Add pairs with conflict_score > tau to output
4. Sort output by conflict_score descending
5. Return top pairs

Complexity: O(U^3) for eigendecomposition + O(U^2 * |D_neg|) for extraction

次元 i のペア (p, n) の競合スコアは、固有値の大きさと、その固有ベクトルに対する両方の宇宙の負荷の積です。これにより、競合次元の全体的な強さ (固有値) と、各ユニバースがそれに参加する度合い (負荷) の両方が取得されます。

実用例: 3 つの宇宙の企業

MARIA OS の実稼働データからの具体的な例でアルゴリズムを示します。

Example: Galaxy G1 with 3 Universes
  U1: Sales Operations (revenue, deal count, pipeline value)
  U2: Risk & Compliance (audit pass rate, violation count, exposure)
  U3: Product Engineering (feature velocity, defect rate, uptime)

Composite Score Correlation Matrix C (estimated from 90 days of KPIs):
         U1      U2      U3
  U1   1.000  -0.720   0.340
  U2  -0.720   1.000  -0.180
  U3   0.340  -0.180   1.000

Conflict-Amplified Matrix C_conflict = C - I:
         U1      U2      U3
  U1   0.000  -0.720   0.340
  U2  -0.720   0.000  -0.180
  U3   0.340  -0.180   0.000

Eigendecomposition of C_conflict:
  lambda'_1 =  0.592   v'_1 = [ 0.617,  -0.768,  0.171]
  lambda'_2 = -0.052   v'_2 = [ 0.354,   0.133, -0.926]
  lambda'_3 = -0.540   v'_3 = [-0.703,  -0.627, -0.337]

Conflict Dimensions (tau = 0.05):
  Dimension 3: lambda'_3 = -0.540 (strong conflict)
    Positive group: {} (none, all loadings negative)
    Reinterpret: all three Universes load negatively,
    indicating a systemic tension across the entire Galaxy.

  Dimension 1: lambda'_1 = +0.592 (alignment, not conflict)
    U1 and U3 align positively, U2 opposes.

Primary Conflict Pair:
  (U1: Sales, U2: Compliance), score = 0.592 * 0.617 * 0.768 = 0.281
  Interpretation: Sales and Compliance are in fundamental tension.
  When Sales succeeds (more deals, higher revenue), Compliance
  deteriorates (more violations, higher exposure).

負の固有値の解釈

C_conflict 内の負の固有値の数と大きさは、企業の競合状況の簡潔な概要を提供します。

Conflict Landscape Summary:

  Zero negative eigenvalues:
    All Universes are aligned or independent.
    Optimization can proceed independently per Universe.

  One negative eigenvalue (small magnitude):
    A single mild conflict exists between two Universe groups.
    May be addressable through constraint adjustment.

  One negative eigenvalue (large magnitude):
    A single strong conflict dominates the enterprise.
    Requires governance intervention before further optimization.

  Multiple negative eigenvalues:
    Multi-dimensional conflict structure.
    The enterprise has fundamental contradictions in its objectives
    that cannot be resolved by pairwise negotiation.
    Requires strategic realignment at the Galaxy level.

  Conflict Severity Index (CSI):
    CSI = sum of |lambda'_i| for all negative lambda'_i
         / sum of |lambda'_i| for all lambda'_i
    CSI in [0, 1]: 0 = no conflict, 1 = pure conflict

競合重大度指数は、組織の健全性に関する単一のスカラー概要を提供します。 MARIA OS の展開では、0.08 (よく調整された企業) から 0.43 (重度に競合する企業) の範囲の CSI 値が観察されます。通常、値が 0.25 を超えると、ガバナンス レビューの推奨事項がトリガーされます。

リアルタイムモニタリング: スライディングウィンドウ分析

競合は静的なものではありません。それらは時間の経過とともに出現し、強化され、解決されます。 MARIA OS は、スライディング ウィンドウ相関分析を実装して、競合のダイナミクスを追跡します。

Sliding Window Configuration:
  Window size:   W = 30 days
  Step size:     S = 1 day
  KPI frequency: daily composite scores

At each step t:
  1. Compute C(t) from scores in [t-W, t]
  2. Compute C_conflict(t) = C(t) - I
  3. Eigendecompose C_conflict(t)
  4. Track eigenvalue trajectories: lambda'_i(t) over time
  5. Alert if any lambda'_i crosses below -tau (new conflict)
  6. Alert if CSI(t) exceeds organizational threshold

Computation: O(U^3) per step, negligible for U < 50

固有値の軌跡は、競合のライフサイクル パターンを明らかにします。典型的なパターン: 新製品の発売により、販売 (高い活動) と運営 (生産能力の負担) の間に一時的な負の相関関係が生じます。運用の規模が拡大するのに苦労するにつれて、相関関係は 2 ~ 3 週間にわたって強まり、その後、キャパシティが調整されるにつれて正常化します。 6 週間を超えて負の固有値が継続する場合は、介入が必要な構造的矛盾を示しています。

MARIA 意思決定パイプラインとの統合

検出された競合は、ガバナンスの制約として MARIA 意思決定パイプラインに直接入力されます。活発な紛争に参加しているユニバースで決定が提案されると、ゲート評価器はゲートの強度を比例して増加させます。

Conflict-Aware Gate Adjustment:
  g_adjusted(d) = min(1, g_base(d) + gamma * conflict_exposure(d))

  where conflict_exposure(d) = max over active conflicts c
    of (|lambda'_c| * |v'_c[universe(d)]|)

  gamma = conflict sensitivity parameter (default: 0.5)

Effect: Decisions in heavily conflicted Universes face stronger
gates, requiring more review before execution. This prevents
optimization of contradictions without blocking unrelated decisions.

この統合により、競合検出と意思決定ガバナンスの間のループが閉じられます。線形代数モデルは矛盾を特定します。ゲート調整により、競合するユニバース内の決定がさらに精査されるようになります。ガバナンスレビューでは、紛争の症状ではなく根本原因に対処します。

結論: 最適化する前に検出する

この文書の中心的な洞察は、最適化は目的が一致している場合にのみ意味があるということです。相反する目標を最適化するとリソースが無駄になり、企業に悪影響を与える可能性があります。相関行列とその固有分解は、最適化を開始する前に矛盾を検出するための厳密で計算効率の高い方法を提供します。

このアプローチは一般的であり、各ユニットが測定可能な KPI を生成するあらゆる複数ユニットの企業に適用されます。数学はよく理解されています (対称行列の固有分解)。解釈は直感的です (負の固有値は競合を意味します)。また、MARIA OS との統合はシームレスです。競合シグナルがゲート評価に直接入力され、ガバナンスが企業の競合状況に自動的に対応することが保証されます。

研究開発のベンチマーク

R&D ベンチマーク

競合検出のリードタイム

18 days

3 つの導入における固有値がしきい値を超えてから人間の目に見える競合症状が現れるまでの平均リードタイム

CSI 範囲 (生産)

0.08-0.43

エンタープライズ展開全体で観測された競合重大度指数の範囲。0.25 を超えるとガバナンス レビューが開始されます。

計算時間

<50ms

標準ハードウェア上の U=12 ユニバースの完全な固有分解と競合抽出

誤った紛争の割合

4.2%

14 日以内に介入なしで解決された固有値フラグ付き競合の割合 (一時的なノイズ)

無駄な最適化を防止

$340K/quarter

リソースをコミットする前に矛盾する目標の最適化を停止した場合の推定節約量

MARIA OS 編集パイプラインにより公開・査読。

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