Информация – гениальное изобретение живой природы

К примеру, аналоговому сообщению всегда соответствует некоторая непрерывная физическая величина (например, электрическое напряжение), причем, изменение этой величины во времени отображает протекание рассматриваемого процесса. Нетрудно заметить, что эта форма сообщения основана только на физических законах и полностью, в определённой пропорциональной зависимости, повторяет те или иные физические процессы. К примеру, для измерения больших значений электрического тока или напряжения в электротехнических установках применяются специальные измерительные трансформаторы, принцип действия которых основан на законах электротехники. Здесь главными участниками как измеряемых, так и отображаемых процессов являются материально-энергетические, но никак не информационные процессы, что явно, по своему характеру, не соответствует условиям “центральной догмы”. Этот способ является чисто техническим изобретением человека и, с позиций “центральной догмы”, не является информационным, так как здесь отсутствуют элементы кодирования (то есть виртуальные компоненты, характеризующие информационные процессы). Очевидно, что аналоговая форма передачи сведений не является информационной. Однако другое дело, если применяется дискретная форма передачи, когда сообщения представляются некоторым фиксированным набором определенных элементов, из которых в некоторые моменты времени формируются определенные последовательности. Здесь важным является не физическая природа элементов, а то обстоятельство, что комбинационный набор элементов конечен и потому любое дискретное сообщение передает определенное число значений некоторой величины. Элементы, из которых состоит дискретное сообщение, называют буквами или символами. Набор этих букв образует алфавит. Здесь под буквами, в отличие от обычного представления, понимаются любые элементы (обычные буквы, символы, цифры, математические или синтаксические знаки и т. д.), используемые для представления дискретных сообщений. Если любому из элементов присваивается соответствующее числовое (цифровое) значение, тогда представляемая информация приобретает чисто цифровой характер. Если в живых клетках в качестве элементов используются аминокислоты (химические буквы), которые кодируются генетическим кодом, то представляемая информация приобретает молекулярно-биологический характер и т. д. При дискретной форме представления сообщений, как правило, соблюдается условие их виртуальности и независимости от физических или химических свойств своего носителя. Здесь четко соблюдается условие “центральной догмы”, поэтому кодируемая часть сообщения всегда имеет статус информации. Между тем, на бытовом уровне понимания информации, когда у нас происходят смысловые “смещения” (смешивания) различных информационных закономерностей и понятий, с законами и понятиями материального мира, то это порой приводит к различным мировоззренческим иллюзиям. К примеру, некоторые исследователи декларируют “изначальное программное развитие материального мира”. При этом они, очевидно, забывают, что программная очередность действий устанавливается только в информационных системах, и она всегда подчинена виртуальным компонентам – командам и данным, то есть программам. Все процессы развития косной природы, на мой взгляд, не могут служить примером таких программных действий, так как они подчиняются законам материального мира и не подчинены никаким информационным командам свыше. Исключением может служить только биотический круговорот вещества, который на Земле осуществляется живыми системами. Действительно, с понятием “Информация” у нас в Интернете и в литературе сложилась такая путаница, что некоторые исследователи начали даже вычислять, сколько информации заключено в том или ином косном материальном объекте. Очевидно, что любой материальный объект, или процесс косной природы, имеет свои индивидуальные физические или химические характеристики, которые подчиняются всем известным физическим или химическим закономерностям. Однако, ясно, что никакими тестами и приборами наличие кодируемых сведений и данных у этих объектов обнаружить нельзя. Одно дело наличие и реальность материального мира и совсем другое – получение о его характеристиках информации, весь процесс которого связан не только с отбором нужных сведений и данных, но и с их переработкой, – с процессами кодирования, преобразования и передачей сообщений. Поэтому, по моему мнению, неправомерно, на бытовом уровне понимания информации, говорить о том, что в любом косном объекте или процессе заключена некая информация. Любой косный объект обладает лишь своими физическими характеристиками, а информация о нем – это уже сущность другой природы. Информация – это закодированные данные и сведения об объекте, которых, сам по себе, любой объект косной природы не вырабатывает и поэтому иметь не может. Некоторые исследователи считают, что в неживой природе имеются простейшие виды информационных взаимодействий, находящиеся в зачаточном состоянии, к примеру, при каталитических взаимодействиях, когда простые химические реакции ускоряются химическими катализаторами. Нетрудно разобраться, что этот чисто химический эффект никакого отношения к информационным кодируемым процессам не имеет. Или ещё удивительнее, когда без всяких видимых причин и научных оснований постулируют существование информации повсюду, изначально и повсеместно, в виде бесконечного мирового абсолюта, а всё развитие косной и живой природы, якобы, подчинено этой информации. Так, где же тогда эта информация и почему она не поддаётся никакому тестированию и идентификации даже современными научно-техническими методами и средствами? Разумеется, следует считать, что никаких информационных кодов о своих физико-химических характеристиках объекты неживой природы не посылают. Получить информацию об объекте можно только с помощью соответствующих датчиков, технических (или биологических) информационных преобразователей и систем передачи и приёма. Очевидно, что для передачи и получения любой, как сигнальной, так и управляющей информации должны существовать свои технические или биологические системы. Эти системы, во-первых, всегда состоят из материальной аппаратной части, предназначенной для кодирования, передачи, преобразования и реализации сигналов управления в управляющие воздействия на объект управления или служащей для получения сигналов оповещения. Во-вторых, эти системы также всегда состоят и из виртуальной (кодируемой) части – управляющих команд, сигналов оповещения и т. д. Причем, чтобы логический механизм аппаратного обеспечения такой системы заработал и был способен действовать строго в соответствии с программой, в его структуру должна быть загружены виртуальные компоненты, то есть команды и данные. Вспомним, даже компьютер без программного обеспечения обозначается пользователями как “железо”. Следовательно, “информация” в сложных системах контроля (сигнализации) и управления объектами и процессами – это такое виртуальное связующее звено, с помощью которого, с одной стороны, осуществляется контроль протекания процессов, а с другой, имеется возможность их дистанционного управления. В связи с этим, в отличие от множества имеющихся формулировок, виртуальную информацию, которая соответствует “центральной догме” Н. Винера можно назвать – классической.

4. Информация – это закодированные данные и сведения того или иного сообщения. Следует обратить внимание на тот факт, что все физические, световые, звуковые и другие процессы подчинены физическим законам, вследствие чего они сами по себе не имеют статуса информации. Информация о них передаётся только в виде кодовых сигналов, которые будут получены в результате специальных технических или биологических средств их обработки, приёма и передачи. Поэтому нельзя получить и передать информацию не только без средств рецепции (датчиков) исследуемых процессов, но и без материально-энергетических средств её кодирования, записи, хранения, преобразования и передачи. Информационные сообщения становятся видимыми, слышимыми или осязаемыми только посредством материального переносчика, который несёт кодируемые сообщения. Изображения объектов окружающего нас мира попадают на сетчатку наших глаз, где они преобразуются в импульсно-кодовые сигналы слабого электрического тока и передаются через зрительный нерв в соответствующий участок головного мозга. Там информация перерабатывается и преобразуется в зрительные ощущения. Зрительные пути правого и левого глаза могут служить наглядным примером параллельной двухканальной передачи информации, и это позволяет нам видеть предметы объемно, в трех измерениях. Слуховые каналы передачи информации от обоих ушей также является примером двухканальной передачи звуковой информации. Зрение, слух, вкус, обоняние (тактильные ощущения) и осязание – это пять основных чувств, с помощью которых мы воспринимаем внешний мир. Для каждого из этих чувств имеются свои сенсорные системы, служащие для передачи в наш мозг различного рода информационных сообщений, где они фиксируются, преобразуются и вновь передаются для соответствующей переработки и использования в поведенческих реакциях. Как мы видим, любой живой организм имеет все необходимые системы для принятия различного рода световых, звуковых и других физических воздействий, которые по своему определению еще не могут быть информацией, так как являются чисто физическими категориями. Они становятся информационными только после преобразования их в кодовые сигнальные последовательности, которые воспринимаются нашим мозгом. Этот факт предоставляет нам возможность воспринимать окружающий мир, вырабатывать соответствующие решения и адекватно реагировать на текущую информацию. В сенсорных системах живых организмов и в технических информационных системах, как правило, используются методы канального разделения различного рода информации и различные принципы её кодирования, преобразования и передачи. Поэтому всю информацию мы всегда получаем в закодированном виде. Другого вида природной информации для нас просто не существует. Мы порой думаем, а иногда даже уверены, что информация в закодированном виде существует только в сложных технических системах, а на самом деле всю жизнь тем и занимаемся, что информацию, записанную одним кодом, переводим в информацию другого кода. К примеру, словесную (тоже кодируемую) информацию переводим (перекодируем) на язык буквенных обозначений и записываем при помощи букв русского (или другого) алфавита; сообщения, полученные на иностранном языке, переводим на свой родной язык; даже по телефону постоянно кодируем и передаем деловую или бытовую информацию. Мы постоянно только и занимаемся кодированием и перекодированием одного вида информации в другой вид, одной формы в другую, однако всё это делаем с такой скоростью и автоматизмом, что практически никто из нас этих процессов просто не замечает! Важно осознать, что информационные сообщения никогда не могут идти “сами по себе”, их передача от источника к потребителю всегда осуществляется при помощи различных приемо-передающих устройств, с применением различного рода материально-энергетических средств кодирования, преобразования и передачи. Причем, в соответствии с “центральной догмой” Норберта Винера, при передаче, приёме и других информационных процессах, “информация” не зависит ни от физических, ни от химических свойств и характеристик своего переносчика, а становится как бы самостоятельным виртуальным спутником своего носителя. Очевидно, что “информация”, в своем классическом природном виде, всегда существует, циркулирует и передаётся только в закодированном виде! Кодирование, передача, хранение, переработка и другие информационные процессы лежат в основе работы всех сложных систем, в том числе устройств контроля и управления, используемых не только в технических, молекулярно-биологических, но и в других информационных системах. Поэтому, чтобы не смешивать используемые понятия, всегда следует видеть понятийную разницу между объектами (процессами), которые могут служить (или являются) источником сведений, самой информацией и её носителями.

5. Выводы, похожие на сенсацию. Глубоко ошибаются те люди, которые считают, что первая информация на Земле была выбита первобытным человеком на скалах, выполнена зарубками на костях животных или записана на древних папирусах. “До наших дней сохранились лишь немногие древние записи, хотя они были вытравлены на медных пластинах или высечены на камне. Например, рукописи Мертвого моря и Розеттский камень, давший ключ к расшифровке древнеегипетских иероглифов, насчитывают всего несколько тысячелетий” [2]. Однако, всё дело в том, что есть убедительные научные данные и основания полагать, что первая информация “появилась на свет” за три-четыре миллиарда лет до указанных выше событий! Причем, больше всего изумляет то, что она стала кодироваться не на долговечном, с нашей точки зрения, переносчике информации, а на удивительно ненадежном и чрезвычайно микроскопическом – молекулярном носителе! А это нам, на первый взгляд, могло показаться бы, совершенно безнадежной и неразумной технологией. Сейчас уже точно известно, что генетическая и молекулярная информация записывается, хранится и используется в форме ДНК и в виде других биологических макромолекул, – настолько хрупких биоорганических соединений, что они легко разрушаются на множество различных фрагментов лишь при простом перемешивании раствора с этими компонентами. Поэтому наше воображение сегодня поражает тот факт что, несмотря на свою кажущуюся ненадежность, биомолекулы ДНК сменили немыслимое множество своих поколений, однако, при этом, всё-таки, донесли до настоящего времени и ту далёкую информацию, которую содержали самые древние биологические макромолекулы! Ясно, что этот феномен основан на свойствах информации. Нисколько не преувеличиваю, если скажу, что сама биологическая жизнь своим появлением, зарождением и эволюционным развитием, в первую очередь, обязана замечательным способностям информации – кодироваться с помощью химических букв и символов и передаваться при помощи различных молекулярных средств и носителей. Именно с кодированием связаны многие замечательные свойства живых клеток: 1) возможность хранения, передачи и переработки управляющей генетической информации; 2) возможность структурно-функционального программирования биологических молекул и клеточных структур; 3) совмещение программно-аппаратных средств в структурах белков, нуклеиновых кислот и других функциональных биомолекул; 4) возможность обработки сигнальной информации субстратных молекул и т. д. Поэтому биологические макромолекулы повсеместно несут ту информацию, которая определяет их класс и конфигурацию, и программирует их функциональное поведение в живых системах [3]. А разве, к примеру, не интригует нас известный биологический факт, что генетическая информация как самостоятельная виртуальная сущность, способна передаваться из поколения в поколение путем простой смены своих материальных носителей?! При этом информация не только сохраняется, но даже преумножается, несмотря на телесную хрупкость и недолговечность своего носителя. Естественно, для своего сохранения и преумножения она пользуется различными биологическими системами и механизмами, например, живой клеткой. Как мы видим, всегда можно удостовериться в том, что все рассмотренные выше свойства и способности информации, хотя, и кажутся загадочными, но все они легко могут быть объяснены с позиций “предлагаемой в данной статье новой формулировки” и из условий и установок “центральной догмы”. При этом следует отметить, что хотя “информация” повсеместно и служит человеку, однако, в первую очередь, она выступает как виртуальная, умозрительная реальность. В этом, видимо, и кроется её главная загадка. Заметим, что и живая природа, и человек издревле занимаются кодированием информации, что указывает на правильность предложенной формулировки, о том, что информацией являются лишь закодированные данные и сведения. К сожалению, мы еще полностью не осознали, что “информация” является отдельной самостоятельной субстанцией и подчиняется не законам материального мира, а только своим специфическим принципам и правилам! Игнорирование этого факта неизбежно ведёт к познавательным коллизиям и часто приводит к серьезным теоретическим упущениям и ошибкам. Например, мы забываем (или не знаем), что функциональное поведение биологических макромолекул в живой системе подчинено не только всем известным законам физики и химии. В первую очередь, оно подчинено закономерностям молекулярной биохимической логики и информатики, иными словами, – информации, закодированной (загруженной) в структурах биологических макромолекул. Следовательно, изучением живой материи должны заниматься не только биофизика, биохимия, молекулярная биология, но и молекулярная информатика [4]. К сожалению, этот факт биологами пока еще не осознается и не воспринимается, что, на мой взгляд, является причиной мировоззренческого застоя и отставания в изучении биологической формы движения материи. Автор этой статьи уже давно придерживается мнения, что первичная биологическая информация, находящаяся в структурах ДНК живой клетки, представляет собой закодированные генетические сообщения и послания. Поэтому путём транскрипции (переписывания) и трансляции (перекодирования) этих сообщений на аминокислотный код, в полипептидные цепи записываются (загружаются) те текстовые предписания, в которых содержится не только описание алгоритмов структурного преобразования, но и сама программа функционального поведения белковых молекул. А посредством ферментов и других белковых молекул кодируются и программируются все остальные макромолекулы и структуры живой клетки. Здесь, как мы видим, само появление и развитие живой материи обязано такому фундаментальному свойству, как способности одной и той же информации существовать в различных её видах и формах. Причем, переводом информации из одной её системы кодирования в другую, обычно занимаются различные устройства – дешифраторы, трансляторы, преобразователи и т. д. Можно без преувеличения сказать, что только совокупность всех универсальных свойств информации обеспечила возможность строительства (кодирования и программирования) из молекулярных мономеров (химических букв и символов) неограниченного множества различных, по своей конструкции, назначению и функциональным свойствам биологических макромолекул. А главное, она обеспечила не только потенциальную вероятность зарождения живой материи, но и процессы информационного управления обменом энергии и веществ, и принципиальную возможности претворения в жизнь процессов саморегуляции и самовоспроизведения живой материи. Похоже, биологи немного поспешили, когда приписали эти фундаментальные свойства – живой материи [5]. Нетрудно заметить, что все универсальные свойства, приписываемые сегодня живой материи, на самом деле относятся к информации, заключенной в её структурах, но никак не к физико-химическим свойствам её биоорганических носителей! Этот факт, хотя и похож на сенсацию, однако он закономерно открывается при внимательном прочтении “новой формулировки” и “центральной догмы” информации. Он четко просматривается при рассмотрении и изучении свойств, как самой биологической информации, так и свойств её молекулярного носителя. Очевидно, что все взаимоотношения этих двух категорий следует рассматривать виртуально, то есть в таком их виде, который всегда существовал между информацией и её носителем. Ясно, что главнейшей функциональной доминантой в структуре живой материи является – информация! Главная заслуга живой материи, видимо, и заключается в том, что с её “лёгкой руки”, информация, зародившаяся в её недрах, вырвалась как джин из сказочной бутылки! Она стала той неуёмной и необузданной субстанцией, которая обладает чрезвычайно высокой способностью (на основе энергии и вещества и системной организации) создавать копии самих себя (реплицироваться), развиваться, совершенствоваться и поэтому вечно существовать во


29-04-2015, 02:01