|
|
Страница 23 - Разум природы и разум человека - А.М. Хазен - Философия как наукаЭволюцию жизни можно изобразить как продолжение физико-химической эволюции в координатах информация iS, семантическая информация I и адиабатические инварианты системы J (см. рис. 1.7). Поскольку синтез информации основан на случайностях, то существует неявная связь между интервалами времени и количествами информации. Чем больше количество информации в объектах или процессах, тем большая неопределённость устранена при синтезе информации. Это тавтологично утверждению, что необходим выбор из большего числа случайных реализаций. Соответственно необходимо больше времени для перебора случайностей при её синтезе. Эволюция жизни изображена на рис. 2.4 в таких координатах. На нём время есть параметрическая переменная – не имеет своей оси координат. Синтез информации на основе принципа максимума производства энтропии создает плоскости при заданных Jk. Связи случайностей и времени, необходимого для синтеза информации, позволяет сопоставить координату Jk и время возникновения плоскостей , в пределах которых эволюция идёт преимущественно в направлении к равновесию. В одной плоскости могут быть отображены объекты, отстоящие по времени эволюции или неизменного существования на миллионы или миллиарды лет от времени возникновения этой плоскости. Датировка плоскости указывает время возникновения первичного предка форм жизни, характерных для этой плоскости. Плоскости на рис. 2.4 показаны укрупнённо. Детальный анализ этапов отбора, несомненно, введёт их дробление, но его рассматривать не буду.
Первичное возникновениe на Земле простейшей жизни сегодня относят к 3,8 миллиардам лет назад. Ещё раз обратите внимание. Казалось бы, самое невероятное – переход от неживой природы к первичным основам всех форм жизни занял в масштабах времени эволюции жизни на Земле относительно малый период – порядка миллиарда лет. Не забывайте, что в этот интервал времени вошло завершение формирования Земли как планеты и большое по величине изменение условий – геологических, физико-химических, атмосферных, радиационных. Возможная продолжительность предбиологической эволюции не может быть равна всему этому времени. В масштабах времени геологической эволюции Земли предбиологическая эволюция была почти “мгновенной”. Высокую вероятность положительного итога предбиологической эволюции задаёт ведущая для неё роль семантической информации – однозначных физико-химических законов (результата предыдущих “неживых” ступеней иерархии энтропии-информации). При этом важно подчеркнуть: итог предбиологической эволюции, необходимый для возникновения жизни, есть классы соединений (рис. 2.1) в виде РНК и ДНК, для которых минимум свободной энергии создал высокий уровень случайностей структуры и формы при примерно одинаковой свободной энергии. Следующий фундаментальный этап в истории эволюции жизни – синтез информации о прокариотической клетке. Возникновение плоскости прокариот относят к временам порядка 2 миллиардов лет назад. Это сопровождал предыдущий (примерно на уровне 3,5 миллиардов лет назад) биохимический переход от первичной высокотемпературной жизни к её современной основе. Геологические данные показывают, что 1,5 – 2 миллиарда лет назад биомасса прокариот была сопоставима с биомассой современных форм жизни. Жизнь в геологической эволюции Земли возникла не только очень рано, но быстро стала планетарным явлением. Далее в эволюции жизни снизилась роль семантической информации. Решающим стал перебор случайностей для энергетически приближенно равноправных молекул РНК и ДНК. Количество информации, ответственной за прокариотические клетки, огромно. На следующих за ними ступенях иерархии роста энтропии-информации в эволюции жизни действует закон экспоненциального уменьшения количеств информации. Первый такой иерархический скачок при эволюции жизни – эукариотическая клетка. В пределах своей иерархической ступени она содержит меньше информации, чем прокариотическая. Это отражает всего около 1 миллиарда лет, ушедших на перебор случайностей, необходимых для её возникновения в современном виде. Суммарно энтропия-информация в эукариотической клетке больше, чем в прокариотической. В пределах своей ступени иерархии информация, отличающая эукариотическую клетку от прокариотической – меньше (см. рис. 1.6 в главе I). Ещё раз подчеркну. Первый интервал из времён эволюции жизни на рис. 2.4 мал потому, что для первичных форм жизни велика роль семантической информации (близок к единице семантический коэффициент ). Меньше 0,7 – 0,8 миллиарда лет понадобилось для, казалось бы, самого невероятного – возникновения из неживой природы (химических элементов) самой простейшей первичной формы жизни. Итог этих ступеней эволюции – класс энергетически равноправных молекул РНК и ДНК (ещё менее зависящих от конкретных величин свободной энергии). “Подсказка” минимума свободной энергии после этого этапа теряет решающую роль в контроле новых шагов эволюции жизни. Растёт роль собственно информации – запомненного выбора из случайностей. Для ступени иерархии эволюции жизни, выраженной прокариотами, несмотря на доминирующую роль случайностей, участие “подсказки” физико-химических законов существует преимущественно в виде законов диффузии, поверхностного натяжения, термодинамических циклов преобразования энергии (о них см. главу VI). В частности, более сложная эукариотическая клетка возникла относительно быстро (примерно за миллиард лет) в силу “подсказки” законов поверхностного натяжения и диффузии, участвующих в способе питания прокариот (рассмотрю подробнее в последующих параграфах этой главы). “Уникальность подсказок” на этом этапе эволюции жизни связана также с производством энергии для метаболизма. На уровне возникновения и эволюции многоклеточных организмов роль физико-химических законов становится меньше. Работают случайности и экспоненциальность уменьшения высоты иерархических ступеней. Семантический коэффициент (1.30) уменьшается. Интервал времени, потребовавшегося для перехода к многоклеточным организмам, меньше за счёт меньшего количества информации, ответственной за них. Датировка в литературе этапов, положенная в основу рис. 2.4, имеет диапазон отклонений, что для изложенного значения не имеет. Переход от простейших многоклеточных организмов к их сложным формам, имеющим дифференцированную внутреннюю структуру (включающую основные системы и органы современных живых существ), ещё больше связан с информацией, основанной на случайностях. Количества информации внутри ступеней иерархии уменьшились – вероятности синтеза информации увеличились. Уменьшению высоты ступеней иерархии энтропии-информации соответствует увеличение числа видов жизни – возрастающая экспонента. При показателях больших единицы экспонента стала быстро расти с пределом в бесконечности, как ей и полагается. Эволюция пошла со скоростью, определяемой понятием – взрыв (синонимом растущей экспоненты). Это подчёркивает терминология палеонтологических шкал, в которой существует название – Кембрийский взрыв, датируемый полумиллиардом лет назад. Количество информации внутри следующих иерархических ступеней синтеза информации (ответственных за усложнения многоклеточных организмов) быстро падает по ступеням эволюции жизни – для синтеза информации о современном многообразии высших форм жизни на Земле потребовалось всего полмиллиарда лет. Подчеркну, что в процессе эволюции суммарная энтропия-информация только растёт. Например, на уровне Кембрийского взрыва она включает в себя информацию о предбиологической эволюции. К ней добавляется количество информации о прокариотах. Далее суммируется информация об эукариотах. Потом добавляется информация о простейших многоклеточных организмах. К этим огромным количествам информации добавляются уже малые количества информации о высших формах жизни после Кембрийского взрыва. Эту иерархию отражает ряд (1.25) или (1.29) в главе I – суммарная информация растёт, количество информации, определяющее высоту иерархической ступени, падает. 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:
|
|