Информационная концепция сознания. Книга 3. Информация

Николай Анатольевич Скурихин

Вряд ли было в истории людей событие с большим искажением понятия того, что обозначается словом информация. Ученый мир пребывает в заблуждении относительно смысла этого слова. «Мир полон информацией», «Человек черпает информацию из внешнего мира» – что может быть нелепее этих слов, произносимых самыми известными учеными современности? Даже гений популяризации космологии Хокинг не смог избежать ложного понимания этого слова. Не случайно он проигрывал все пари о потере информации в черных дырах.

13-02-2016 Информация как реализуемая способность

1. Что происходит, когда способность реализуется? Наступает действие этой способности, движение. Это движение имеет конкретную форму. В обычном для нас частном движении, механическом перемещении, мы имеем объект, изменяющий свое положение в пространстве. Его перемещение из первоначального положения, характеризуемого некоторым состоянием, начинается с изменения этого состояния. Не столько важно, как описывается это состояние объекта: если мы имеем трехмерную декартову систему координат, то это будут эти три координаты, дополненные координатами внутреннего состояния объекта; в полярной системе координат мы получаем другой набор координат, характеризующих начальное положение этого объекта, и так далее. Имеет значение лишь то, что мы имеем знание о начальном состоянии и положении объекта, обладающего способностью к движению. Мы можем назвать это знание информацией, но об этом мы должны помнить постоянно, не отказываясь от такого ее понимания. И все же имеет смысл назвать это знание информацией, если способность движения объекта реализуется его движением.

2. Движение объекта также характеризуется определенными параметрами: направлением, быстротой, равномерностью скорости и т. п. Это знание будет уже иным о знании первоначального положения объекта. И его мы можем тоже обозначить информацией, но это будет уже иная информация, чем знание о первоначальном положении объекта. Для нашего рассмотрения имеет смысл остановиться на одном понимании информации, скажем, на первом ее понимании. Для более полного описания движения объекта нам будет необходима и более полная информация, включающая и параметры движения объекта. Однако здесь мы не получаем того представления об информации, которое непосредственно связано со способностью объекта к движению. А для нас это оказывается существенным, поскольку только такое представление информации, как реализуемая способность движения объекта, позволит остановиться на ее сущности.

3. Когда мы говорим об объекте, способном изменяться или изменять свое состояние, положение и проч., мы имеем в виду только объекты, относящиеся к живой материи, и создаваемые посредством такой материи. То есть такой объект есть часть сложной системы, наделенной всеми признаками системы кибернетической. И знание о таком объекте, несомненно, может рассматриваться как информация, в каком бы виде мы ее ни воспринимали. Вопрос только сводится к конкретному пониманию информации, как содержанию некоторого сообщения, которое для рассмотренного примера поступает от объекта управления в управляющее устройство. Наиболее доступным примером такого понимания информации является биологическая клетка с размещенным в ней геномом. По мнению ученых-биологов, гены проявляют чудеса изобретательности, являя себя все в новых и новых качествах, показывают бесконечное разнообразие своих способностей, формирующих все новые и новые функции.

4. Но этим как раз и характеризуют они себя как источники все новой и новой информации. И эта информация оказывается в своем содержании новой, отличающейся от прежней информации, сущностью. В «Рождении сложности» А. Маркова можно увидеть не поддающееся перечислению количество указаний на способности биологических образований живой клетки. И хотя им не делается различия в понимании различия свойства и способности материальных элементов биологической клетки, он все же не может не выделить способности, как некие идеальные сущности живого образования, имеющие особую значимость в сравнении со свойствами. Один из примеров: «Развитием системы приобретенного иммунитета — способности вырабатывать любые антитела в течение жизни — было величайшим эволюционным достижением, а закрепление в геноме потомства каждого удачного антитела было бы тупиковым путем», стр. 454.

5. *. В природе все находится в движении и взаимосвязи. И все взаимодействия определяются физическими силами. На столе стоит чашка, обладающая многими свойствами. Чем в большем количестве отношений мы рассматриваем этот предмет, тем большее число свойств этого предмета мы можем указать. Но только одно свойство мы можем признать способностью этой чашки совершить некоторое действие, а именно, упасть со стола. И причиной этому будет сила притяжения Земли, имеющая чисто физическую природу. Рядом с чашкой может оказаться обычный кузнечик, живое насекомое. В силу своей массы, он также может оказаться способным упасть со стола под влиянием силы притяжения Земли. Но помимо этого кузнечик обладает и другими способностями, в частности, способностью прыгнуть вверх, преодолевая силу тяжести. Эта способность есть проявление основной способности живой материи, а кузнечик как раз и является примером живой материи. Поэтому все, что может обладать способностями, не обусловленными физическими силами, подобно гравитации, электромагнитным силам, и прочим, не созданным живой материей или при ее содействии, мы относим к живой материи.

6. Но вся живая материя — это объекты, в которых реализуются принципы кибернетических систем. Информация — это не только продукт функционирования таких систем и средство, обеспечивающее взаимодействие их элементов и частей, но и сущность движения таких систем. Основным признаком их «живости» является наличие способностей, в каком бы виде ни предстали нам эти способности. Перед учеными — биологами способности живых образований, от биологической клетки до самых малых ее частей, элементов и структур, включая гены с образующими их аминокислотами (правильнее, нуклеотидами, и даже — азотистыми основаниями этих нуклеотидов, 12-04-2022) и частями, проявляются в форме функций этих образований. И это естественно, поскольку функция проявляется непосредственно в действии, функционировании живого элемента, а способности раскрываются через их реализацию в форме конкретных функций.

7. Так, когда А. Марков говорит о генах вируса, встроившегося в геном предка определенного вида обезьян свыше 40 миллионов лет назад, он говорит не о способностях этих генов к чему-то, а о тех трех полезных функциях, которые выполняют эти гены у обезьян и человека. Первая — это «управление слиянием клеток в ходе формирования наружного слоя плаценты»; вторая — «защита эмбриона от иммунной системы матери»; третья — «защита эмбриона от „диких“ вирусов», стр. 437. Как мы можем видеть, все это функции управления, и эти функции реализуются генами в чрезвычайно сложных кибернетических системах. Факт, что это все кибернетические системы, у нас не может вызвать никакого сомнения, подчеркивается смыслом слова «кибернетика». Именно так трактовал суть этого термина Н. Винер, когда применял термин управления, производя его от греческого слова «кормчий, правящий кораблем, судном».

8. Но такие системы не могут функционировать и быть рассматриваемы без привлечения информации. И содержание, смысл информации, оставаясь постоянным для каждого конкретного вида системы управления, контура регулирования, предстает нам каждый раз через специфические материальные носители. Проблемой является выделить и определить смысл этой информации, скрываемой многими операциями преобразования этих материальных носителей информации. Проблема выявления информации усугубляется частой путаницей символов сигналов, которыми информация выражается в сообщении, с самим смыслом информации. Исходное состояние любого контура регулирования живого образования, находящегося в состоянии проявить свою некую способность, реализовать эту способность в действии, не только может быть описано посредством конкретных способов представления информации, но это состояние и не может быть определено и существовать иначе, как вне информации. Этим самым мы отождествляем понятия способности и информации, которые тождественны и не различимы, когда способность есть только исходное состояние контура управления, и когда эта способность отождествляет собой скрытую в контуре управления информацию. Но которые превращаются в функцию контура регулирования и в содержание информации тех сообщений, которые начинают свое путешествие по структурам этого контура управления в процессе реализации функций управления.

9. Соотнесение понятий способности и информации наиболее просто может быть выполнено при постоянстве параметров систем контроля и регулирования. Повторение формирования управляющих воздействий в таких системах при постоянных внешних воздействиях позволяет связать информацию со способностями. Но биологические объекты находятся в постоянном изменении своих параметров и свойств, которое обусловлено не только «случайностью всех мутаций», но и самой природой, морфологией устройства молекулы ДНК и процессом ее прочтения и репликации. «Расплетание» двойной спирали исходной молекулы ДНК сопровождается синтезом двух новых цепочек, одна из которых синтезируется без перерыва, другая же, ввиду «встречного» движения расплетаемой цепочки ДНК, синтезируется частями, кусочками, называемыми «фрагментами Оказаки», стр. 374. Возникающая в последнем случае мутация может быть устранена починкой поврежденного участка ДНК, «репарацией». Специальные ферменты, занимающиеся такой починкой, имеют цель восстановить ту информацию, которая должна быть передана при репликации молекулы ДНК. Здесь и проявляется совпадение способности ферментов с содержанием того сообщения, которым происходит восстановление искаженного кода ДНК, содержащего наследственную информацию.

10. Другим примером выявления совпадение информации и способности служит регуляторный участок ДНК, называемый промотором. Этот участок молекулы ДНК активируется специальным веществом, и он «определяет, как и когда будет работать соседний с ним ген», стр. 380. Изменение концентрации вещества в среде размещения промотора приводит к активизации рядом расположенного гена ДНК. Таким образом, активизация промотора изменением концентрации вещества приводит к увеличению его способности вызвать более высокую интенсивность работы рядом расположенного гена и, как следствие, достигнуть определенного результата в регулирования скорости мутагенеза выгодным для организма способом. В рассмотренном примере содержится возможность количественной оценки способности промотора, как той информации, которая содержится в сообщении этой части молекулы ДНК, передаваемом соседнему гену. Причем достаточно неоднозначно и неопределенно содержание этой информации, поскольку совершенно не определен алгоритм работы промотора, «который определяет, как и когда будет работать соседний с ним ген». Но для любой системы управления, как и регулирования, время начала переходного процесса, его длительность и условия его протекания являются одними из важнейших факторов функционирования такой системы.

11. *. Способность, как признак живой материи, присутствует в любой части, в любом элементе такой материи. Но в то же время любой элемент живой материи организован по известным, открытым учеными ХХ века, принципам строения кибернетических систем, функционирование которых возможно только посредством формирования и использования информации. Отметим еще раз, что информация представляет для нас смысловое содержание сообщения, передаваемого от части организма или элемента живой материи к другой части или другому элементу такой материи. Этот вопрос большинством биологов вообще исключается из рассмотрения, и содержанию информации каждым из экспериментаторов придается свой собственный, «специфический» смысл, который часто совершенно отличается от смысла, закладываемого в понятие информации другими учеными. Поэтому оказывается достаточно сложно отделить содержание сообщения, представляющего собой информацию, от материально существующих сигналов, кодов, используемых при передаче такого сообщения. Но несомненен тот факт, что все элементы живой материи, касается ли это биологической клетки, или ее генома, или молекулы ДНК, одного гена или его какой-то части, реализуют собой отдельные контуры управления или контуры регулирования, что только усложняет анализ функционирования таких живых элементов. Достаточно привести в качестве примеров такой регуляции в живых организмах, клетках, вирусах и мобильных генетических элементах способности некоторых генов, белков, регуляторных участков молекул РНК и ДНК.

12. Белок DSCAM, ген, благодаря процедуре редактирования — альтернативному сплайсингу, кодирует несколько разных белков. Механизм альтернативного сплайсинга позволяет на основе единственного гена DSCAM синтезировать десятки тысяч рецепторных белков, обеспечивающих иммунную защиту клетки. Каков белок будет производиться геном, «зависит от сложных регуляторных систем, о которых пока еще очень мало известно».

13. Другая способность белка DSCAM касается его участия в развитии нервной системы. Задача персональной идентификации, различении «своих» и «чужих». «В 2004 году… оказалось, что каждый сплайс-вариант этого белка обладает способностью к так называемому «гомофильному связыванию»: молекула данного сплайс-варианта «узнает» другую такую же молекулу и прочно связывается с ней. «При этом она никогда не связывается с другими сплайс-вариантами того же белка». «…эта удивительная особенность делает DSCAM идеальным молекулярным устройством для различения «своих» и «чужих». При развитии нервной системы «жизненно важным является не только белок DSCAM сам по себе, но и разнообразие его сплайс-вариантов», «каждый нейрон в норме производит свой собственный уникальный набор сплайс-вариантов белка DSCAM. Таким образом, создается уникальная «визитная карточка» данного нейрона, что позволяет нейрону отличать свои собственные отростки от чужих». Интересно следующее: «нейроны, способные синтезировать только один сплайс-вариант DSCAM, растут неправильно, если они окружены другими такими же мутантными нейронами, однако их рост становится совершенно нормальным, если их окружают обычные нервные клетки, производящие разные сплайс-варианты. Если нейрон вообще не производит белка DSCAM, он растет неправильно в любом клеточном окружении», стр. 493. Этот ген мог и не существовать многие миллионы лет назад, когда обмен сигналами между нервными клетками осуществлялся другими видами белков. Такими белками могли быть *. постсинаптические белки губок, 200 миллионов лет назад, — предтечи «коммуникационных» белков для формирования системы обмена сигналами между нервными клетками, стр. 296. «Животное может не иметь нервной системы. Но если его клетки совсем не будут «общаться» друг с другом, это будет уже не животное, а скопление одноклеточных организмов».

14. В качестве последнего примера способностей биологической клетки и ее отдельных механизмов функционирования приведем краткие суждения А. Маркова о генной регуляции некоторых молекулярных систем, известной под обозначением NMD. Способ генной регуляции в виде альтернативного сплайсинга и механизм NMD, «разрушение мРНК, опосредуемое бессмыслицей». «Особые молекулярные системы, о которых пока мало что известно, идентифицируют зрелую (то есть прошедшую сплайсинг) мРНК, как бессмысленную, и приговаривают ее к уничтожению в том случае, если в ней имеется „преждевременный“ стоп-кодон (три нуклеотида, сигнализирующие об окончании синтеза белка», стр. 501. Гены семейства SR кодируют белки, участвующие в регуляции альтернативного сплайсинга. Гены SR и сами подвержены альтернативному сплайсингу. Регуляторный контур работает по принципу отрицательной обратной связи: чем больше производит клетка SR-белков, тем чаще они направляют сплайсинг своих мРНК по альтернативному пути, тем самым снижая темп производства новых SR — белков. Этим поддерживается постоянство концентрации SR — белков в клетке. «О молекулярных механизмах сплайсинга нам известно очень мало».

15. Как мы можем видеть, все живые образования — это части живой материи, обладающие способностью жить, и в то же время — это системы организованной материи, действие которых и функционирование сопряжено с преобразованием важнейшей сущности таких систем, имеющей идеальную природу, в качестве которой выступает информация. И достаточно прискорбно, что эта сторона материального мира остается не так подробно и обстоятельно исследована нашими учеными мира биологии. И это происходит несмотря на то, что «Биологи то и дело открывают новые клеточные „информационные технологии“, в которых РНК оказывается главным действующим лицом», стр. 494. «Способность молекулы РНК самостоятельно определять свою судьбу и выбирать способ, каким она будет перекроена, определяется наличием в одном из ее некодирующих участков (интронов) специфической последовательности нуклеотидов, которая сама собой сворачивается в особую трехмерную структуру — РНК-переключатель». «Большинство известных РНК-переключателей действуют по принципу отрицательной обратной связи. Они реагируют на вещество, синтезируемое белковым продуктом данного гена, и при достаточно высокой концентрации этого вещества отключают ген».

16. Последний пример показывает практическую невозможность отказаться от принципов формирования представлений о способностях живых объектов, как основных признаках мира живой материи. «Способность к эволюции, более того, необходимость эволюции заложена в самую сердцевину жизни, это ее основа, которую нельзя удалить, не уничтожив все здание», стр. 507. Это как нельзя более уместное суждение известного биолога о способности, как сущности идеального мира.