三路スイッチ・四路スイッチについて

ソフトウェアデザイン 2016年 09 月号 [雑誌]

この雑誌のpp.4-5，「結城浩の再発見の発想法」は，第40回で，テーマは三路スイッチです．「三路スイッチとは、2つの場所のどちらでもオン・オフができるように設計されたスイッチです。」から文章は始まります．
この見開きの2ページに，図が4つ載っています．最初は普通の（三路でない）スイッチ1つだけで照明のオンオフを行う回路，次が三路スイッチを2つ使った回路です．図3では，三路スイッチ2つの間に四路スイッチを入れ，3箇所のスイッチのどれでも，照明を点灯・消灯できるようにしています．最後の図は，三路スイッチ-3つの四路スイッチ-三路スイッチによる構成です．
さて，電灯のスイッチの話は，今年度の自分の授業（情報セキュリティ）で使っていまして，当ブログで，記事にもしています．

• 排他的論理和の事例

そこでリンクした2つのページでは，三路スイッチ・四路スイッチの用語が出てきません．授業スライドに記したURL，具体的には以下の文書には，「3路スイッチ」「4路スイッチ」が出てきます．

• 西山豊: 階段のスイッチ. http://www.osaka-ue.ac.jp/zemi/nishiyama/math2010j/switches_j.pdf

授業では，排他的論理和の事例として出題しました．上記記事のリンクページおよびPDF文書でも，XOR (EXOR)または排他的論理和の語が，使われています．
「結城浩の再発見の発想法」を読み直すと，排他的論理和との関連は極めて小さな扱いでした．具体的には，p.4右の「xとyが「等しい」という論理演算に相当します（not(x xor y)とも言えます）。」のところだけです．筆者のアピールポイントは，排他的論理和を含む論理演算ではなく，「点灯と消灯の両方のスイッチを用意する必要はない」「点灯と消灯のどちらも、人間が指示する必要はない」（いずれもp.5右）となっています．
個人的に，「三路スイッチ」という名称はともかく，階段の照明の回路のことは，小学生のときに漫画を通じて知りました．
今の小学校の理科で，学習している，というものでもなさそうです*1．小学生向けの本のコラム，中学受験の問題と解答，教員研修の案内より，それぞれ1つずつ：

• https://books.google.co.jp/books?id=LA-Rmqh4NGIC&lpg=PA587&hl=ja&pg=PA587#v=onepage&q&f=false（『?に答える! 小学理科』p.587）
• 中学受験理科・スイッチ回路
• 「小・中学校教員のための初歩の電気実験入門」講座

大学で学んだことに，話を飛ばすと，視覚化された*2「四路スイッチ」を見たとき，高速フーリエ変換のバタフライ演算を連想します．交差している電子回路だと，フリップフロップですが，これは一度回路を組むと，交差しない状態には，ならないですね…．

*1:『小学校学習指導要領解説理科編』で「回路」を検索してざっと読みました．「直列つなぎ」と「並列つなぎ」は出てきます．「電気用図記号（回路図記号）」は，自分が小学生のときは習わなかったように思います．

*2:「概念的な」と言うこともできます．四路スイッチの「実現」にあたっては，http://d.hatena.ne.jp/vvvfigbt/20071225/1198525261のFig.4にあるとおり，2つの三路スイッチにより（同時に切り替わることで）構成できます．