|
|
Страница 16 - Разум природы и разум человека - А.М. Хазен - Философия как наукаВопрос о таких особенностях биологической информации как её рецепция, ценность, незаменимость, неизбыточность стоит в биологии не одно десятилетие (см., например, обзор М.В. Волькенштейна [41] и источники, содержащиеся в его ссылках). Подход к этому вопросу во всех работах один – в биологию вносят язык и методы теории информации (науки о человеческих способах связи и обработки информации как средства достижения заданной извне цели). В моих работах и, в частности, в этой книге неприменимость этих методов и аппарата в биологии подчеркивается многократно – теория информации исходит из предпосылки о существовании цели передачи, рецепции и обработки информации. Живые системы при своём возникновении и эволюции цели в таком смысле не имеют. Понятия классической теории информации к ним в прямом виде неприменимы. Неудивителен поэтому в обзоре Волькенштейна итог, которым он оценивает существующую литературу: “Термодинамический анализ рецепции и ценности информации не проводился”. В отличие от этого дам краткий и исчерпывающий ответ на вопрос, сформулированный в заголовке параграфа. Информация о возникновении и эволюции жизни синтезируется в виде запоминания случайного выбора. Результат синтеза информации есть процессы, состояния и объекты. Запоминанием при синтезе информации управляют критерии устойчивости. Они содержат как критерий рис. 1.4, отвечающий принципу максимума производства энтропии, так и критерии устойчивости рис. 1.2, включая устойчивость 5 в комплексной плоскости (параграф 9 этой главы). Синтезированная таким образом информация цели не имеет (кроме самого процесса своего роста). Оценить её можно только в терминах параметров процессов, выражающих запоминание при синтезе информации, а также физических эффектов, возможность которых создала устойчивость как основа запоминания. Поэтому “термодинамический анализ рецепции и ценности информации” есть просто анализ той устойчивости, которую как результат реально создали в данной задаче критерии устойчивости. При этом первый вопрос – в чём в биологии состоят эффекты, свидетельствующие о том, что синтезированная информация принята? В чём выражается рецепция информации для биологических процессов и объектов на языке физики и химии? Ответ можно дать краткий и исчерпывающий. Рецепция информации в биологических процессах и объектах есть изменение условий для действия случайностей. Информация принята, если в биологической системе произошли изменения характерных для неё условий. Результат рецепции информации (как физической переменной) нужно оценивать в терминах и методами исследования устойчивости как средства для запоминания случайного выбора с учётом вклада рецепции информации в изменение условий. Рецепция информации в природе должна приводить к новым возможностям роста энтропии. Они различны, когда речь идёт о формировании новых плоскостей Sk,g или когда речь идёт о росте энтропии в пределах заданных плоскостей . Однако запоминание в равной степени определяющее в обоих случаях. Поэтому всё, что связано с количественными характеристиками (качество и подобное) информации как физической переменной должно описываться на языке задач устойчивости. Количественно устойчивость, пришедшую в науку из механики, в частности, из её узкой прикладной области – автоматического регулирования – характеризуют два критерия: запас устойчивости; область устойчивости. Эти понятия в теории автоматического регулирования описывают качество регулирования. Поскольку устойчивость есть одна из составляющих синтеза информации, то естественно сопоставить характеристикам качества информации определения для качества регулирования, известные из теории автоматического регулирования. Сформулирую их в приложении к задачам возникновения и эволюции жизни и разума. Рецепция информации выражается её синтезом. Поступившая в систему информация путём изменения условий синтеза создала новое запомненное состояние. Внешние воздействия могут его разрушить. При синтезе информации чем более устойчив по отношению к внешним воздействиям процесс запоминания, тем ценнее полученная информация. Отсюда определение. Ценность биологической информации есть запас устойчивости, который создаёт рецепция или синтез информации (в функции от определяющих переменных и параметров задачи). Чем больше запас устойчивости, тем более ценная информация ему соответствует. Такое определение ценности информации сохраняет в себе оценку последствий для условий её синтеза или рецепции. С точки зрения стремления к максимуму энтропии возникает необходимость двух градаций одного и того же однородного определения. Принятая информация может оптимизировать условия, необходимые для равновесия. Однако идеальное равновесие (максимальная приспособленность к окружающей среде) есть “тупик равновесия”. При изменении внешних условий высокая оптимальность становится причиной быстрого вымирания вида жизни. Для поддержания роста энтропии более ценна та информация, которая в силу неоптимальности открывает путь новым случайностям и новому росту энтропии-информации теперь на основе принципа максимума производства энтропии. Поэтому понятие ценности биологической информации как запаса устойчивости требует сопроводить его упоминанием о том, к каким процессам относится запас устойчивости – к последствиям рецепции информации при переходах по ступеням иерархии энтропии-информации, или она изменяет условия синтеза информации в пределах одной и той же ступени. Далее необходимо определить понятие незаменимости информации. В этом можно исходить из представления о том, что чем шире область устойчивости при синтезе информации, тем в большем числе процессов, состояний, объектов существенны изменения условий, вызванные рецепцией данной информации. Сопоставлю понятию незаменимости информации ширину области устойчивости и введу определение. Незаменимость биологической информации есть ширина области устойчивости при запоминании (составляющей процесса синтеза информации), представленная как функция от определяющих переменных и параметров задачи. Например, информация о РНК и ДНК может рассматриваться по отношению к ним как классам химических соединений. Их область устойчивости (по отношению к такому смыслу информации о них) есть все прошлые и существующие виды и разновидности этих молекул, используемые формами жизни. Незаменимость этой информации огромна. Широкая область существования (устойчивости) РНК и ДНК при существенно разных внешних условиях свидетельствует о большом запасе устойчивости этих молекул как классе соединений. Это есть подтверждение большой ценности этой информации. Речь идёт о РНК и ДНК как результате синтеза информации на основе принципа максимума производства энтропии. С заданными извне целями это не связано. Однако ДНК случайно изменяется и запоминается в виде конкретной структуры индивидуальной молекулы, то есть внутри иерархических плоскостей синтеза информации рис. 1.7. Это есть информация о конкретных видах жизни. Она формируется преимущественно в процессах приближения к тупикам равновесия. Но они неизбежно должны быть разрушимы – максимум способности превращений есть главное в природе. Два пути синтеза информации, двойственность оценок её ценности и незаменимости действуют и по отношению к информации, определяющей индивидуальные молекулы РНК и ДНК. И для такой информации незаменимость и ценность не имеют ничего общего с оценками человека, который навязывает природе цели эволюции (в частности, как основы для понятия об информации и её характеристиках). Более подробно примеры будут рассмотрены в главах III – VIII В биологии пока нет даже намёка на то, как в задачах возникновения и эволюции жизни и разума обоснованно количественно отделить участие физико-химических законов от результатов естественного отбора как запомненного выбора из случайностей.
В такой постановке задачи изображённый на рис. 1.8 вектор S*k есть полная информация о системе. Понятно, что в зависимости от соотношения в данной задаче энтропии-информации Sk,g и семантической информации Ik будет разным угол k , который образует вектор полной информации с осью семантической информации. Он и его функции количественно описывают соотношение в биологических задачах информации как запомненного выбора из случайностей и информации как стремления к экстремумам энергии (что описывают как действие однозначных физико-химических законов). Поэтому введу для описания возникновения и эволюции жизни и разума критерий: (1.30) и назову его – семантический коэффициент. Он описывает долю участия физико-химических законов (семантической информации) в синтезе информации о процессах и объектах k-го уровня иерархии энтропии-информации. Вопрос об относительной роли случайностей и однозначных физико-химических законов при возникновении и эволюции жизни и разума обсуждается в биологии столетия, в частности, в теории номогенеза Л.С. Берга. Введенный выше количественный критерий, описывающий соотношение случайностей и физико-химических законов, впервые дал на него строгий количественный ответ. В биологии необходим критерий, который объективно (в виде числа) определяет сложность биологической системы. Введу определение: сложность биологической системы выражает число уровней иерархии энтропии-информации, описывающих её. Иерархия энтропии-информации едина и непрерывна для неживой и живой природы. Начинается она на уровне внутренней структуры “элементарных частиц”. Поэтому понятие сложности системы должно включать в себя определение той ступени k иерархии энтропии-информации, которая принимается в качестве начала отсчёта для количественной оценки сложности системы. Это может быть уровень химических элементов, заданный таблицей Менделеева. Или более низкий иерархический уровень внутренней структуры атомов, определяющей химические связи. Или более высокий уровень аминокислот и нуклеотидов как целого. Выбор нуля для отсчёта сложности системы есть вопрос соглашения. Приведенные выше определения относятся к энтропии-информации как физической переменной. ДНК сегодня описывают в терминах общеизвестного четырёхбуквенного кода, считая, что существует цель возникновения ДНК. В этом случае понятие информации используется в обычном смысле теории информации. Запретить такое нельзя. Случаи, когда это полезно, существуют. Но природа цели не имеет, а потому надо быть готовыми к возможным ошибкам при таком подходе. В заключение этой вводной главы приведу ещё один пример различия между информацией как физической переменной – энтропией – и информацией как средстве для достижения заданной цели. Категория: Библиотека » Философия Другие новости по теме: --- Код для вставки на сайт или в блог: Код для вставки в форум (BBCode): Прямая ссылка на эту публикацию:
|
|