Дарвин не знал, да и не мог знать фактов химии, относящихся к его постулатам. Эти факты были открыты вскоре после Дарвина Пастором и многими другими учеными (см. классические работы Эмиля Абдерхальдена).
в) Биологически активные белки содержат исключительно асимметричные аминокислоты левого вращения. Это левовращение на 100% оптически чисто. То есть такие белки должны быть стопроцентно чистыми, чтобы вообще функционировать в живых организмах. Биологические белки не содержат смесей левых или правых форм (рацематов), в противном случае их стерео химия не отвечала бы стереохимии, требующейся для совмещения с рецепторными участками живого организма. Рацемических смесей для этого недостаточно. Этот факт имеет особое значение в случае крупных молекул. Такое положение вещей легко сделать понятным для нехимика, если приложить для этого небольшое усилие.
Ферменты, а также другие активные молекулы в биологическом организме, вписываются в свои субстраты и рецепторные участки в клетке во многом подобно руке в перчатке. Следует, однако, помнить, что левая перчатка подходит только для левой руки. Левая рука не влезет в правую перчатку, как и левая нога в правый ботинок, хотя все прочие параметры могут быть правильными.
Таким образом, длинную белковую молекулу можно рассматривать как совокупность из 10000 левых рук, соединенных вместе с помощью большого и указательного пальцев в линию, скажем, длиной в 10000 рук. Все эти 10000 соединенных левых рук должны войти в рецепторы клеток или субстрата, представляющих собою 10000 соответствующих левых перчаток. Таким образом, мы рассматриваем не единственную левую руку, подходящую для единственной левой перчатки, а, скажем, 10000 левых рук, соединенных в ряд, скажем, из 10000 левых перчаток — и так, чтобы ни одна не была «тесной» . Химические ферментативные реакции функционируют именно на этой основе точной подгонки, скажем, 10000 левых рук к, скажем, 10000 левых перчаток.
Если теперь что-либо нарушит это совершенное, но тонкое совмещение, метаболизм прекратится, и клетка может погибнуть.
Рассмотрим теперь, что произойдет, если хотя бы одна из левых рук в такой крупной молекуле окажется замененной правой. Вся эта длинная молекула не сможет более вписываться в молекулу, состоящую из 10000 левых перчаток. Такая молекула, содержащая всего одну руку или же одну перчатку неправильной конфигурации, блокирует биохимию клетки из-за нарушения химического соответствия.
Рассмотрим еще один дополнительный случай: если бы в молекуле, построенной из «рук» , оказалась смесь левых и правых «рук» в виде длинной цепи — могло бы в этих обстоятельствах быть возможным любое «соответствие» ? Когда многие или же всего одна «рука» или «перчатка» имеет неправильную конфигурацию, «соответствие» отсутствует и поэтому метаболизм в соответствующей клетке в области этой молекулы невозможен.
Эти химические выводы общеизвестны в течение многих лет. Молекулы белка (за весьма малым исключением, подтверждающим правило), не являющиеся оптически чистыми, т. е. содержащие рацематы или же смеси правых и левых форм в макромолекулярных цепях, показывают ослабленную способность или отсутствие способности взаимодействовать в метаболизме клетки. Все жизненные белки почти без исключения являются «левыми» и оптически чистыми.
Какие выводы можно сделать из этих фактов в отношении дарвинистских постулатов об абиогенезе за счет одних лишь законов природы? Поскольку химические законы природы могут давать только рацематы, то, будучи представлены самим себе, законы природы не могут самопроизвольно продуцировать жизнь. Потому что жизнь не может функционировать на рацематах, которые всегда «поставляет» химия без вмешательства извне. Аргумента против этого химически обоснованного рассуждения не существует.
Но откуда же тогда биологические системы берут свою оптическую чистоту, если ее не могут поставлять химические реакции? Возможно, такая чистота кодируется в информации, присутствующей в молекуле ДНК, т. е. требуется некий фактор «1». чтобы помочь законам природы привносить оптическую чистоту в биохимический синтез. Химические реакции этого фактора «1» совершенно не могут обеспечить феномена продуцирования стопроцентной оптической чистоты. К этому может привести лишь информация.
Фактор «Г», описываемый далее, представляет собою параметр, дающий неожиданные эффекты, противостоящие законам природы. Неожиданные эффекты направляют законы природы по путям, по которым законы природы в противном случае действовать не могли бы. Так, изначально присущих стали свойств недостаточно для того, чтобы построить автомобиль. Но неожиданные эффекты, или фактор «1», из проектов инженеров — проектировщиков направляют изначально присутствовашие свойства стали на формирование блока цилиндров, клапанов, мостов и т.п., составляющих автомобиль. Поэтому требуются дополнительно «неожиданные эффекты», иначе говоря, фактор «1». Утверждать, что законы природы плюс время могут без всякой помощи создать автомобиль, столь же бессмысленно, как утверждать, что законы природы плюс время построили живую клетку.
Фактор «1», или неожиданные эффекты, как мы уже видели, не возникают из законов природы — они дополнительны к законам природы. Законы сами по себе, без помощи извне, не располагают «антиэнтропийной рукояткой» для того, чтобы манипулировать левыми и правыми молекулами с целью отделения одних от других. Сами по себе они не предлагают различающего инструмента для отличения левого изомера от правого по той причине, что не существует различия энтропии между правой и левой формами.
Таким образом, теоретически невозможно, чтобы Дарвин, Опарин, Поннамперума были правы в своей убежденности в том, что одни лишь законы природы могут объяснить абиогенез. Даже в наши дни ту же бессмыслицу проповедуют нобелевские лауреаты.
Реальный ответ состоит в том, что только законы химии, время, энергия плюс фактор «1» (разум, информация) могли обеспечить возникновение жизни из неорганической материи. Но без фактора «1», который дарвинистами полностью исключается, невозможно надеяться на прогресс в усилиях, прикладываемых к объяснению абиогенеза.
РЕЗЮМЕ
1. Полученные в результате игры Эйгена с шариками. последовательности с уменьшенной энтропией не несут смысловой информации, или содержания.
2. Такие последовательности вообще не могут быть. переведены — хотя Эйген и утверждает, что это возможно — потому что они не содержат программ, проектов, инструкций (телеономии).
3. Постулат Эйгена о механизме, который переводит отсутствие смысла и отсутствие содержания (то есть бессмыслицу) в информацию (то есть в смысл) нельзя принимать всерьез с научной точки зрения, потому что это было бы развитием новой информации (проектов) из нонсеса, а не переводом в общепринятом смысле этого слова. Такой механизм был бы фактически «логосом» возникшим случайно — что просто является очередной материалистической бессмыслицей.
4. По этой причине концепция образования первичной генетически программированной клетки с помощью самопроизвольного развития является явным анахронизмом, выдвинутым материалистами перед лицом необходимости удержать свои позиции.
МАТЕРИАЛИЗМ И ЭВОЛЮЦИОНИЗМ
(заключение главы 1)
Как и всякую философскую школу, материализм можно разделить на несколько направлений: механицизм, марксизм, позитивизм, неопозитивизм При некоторых различиях взглядов всех сторонников Материалистического восприятия мира объединяет одна идея: желание доказать, что и жизнь, и человеческую душу материя как бы «слепила сама из себя Дальше всех в этом плане ушли марксисты, провозгласившие «первичность материи » по отношению к Духу и тем самым якобы сняв с повестки дня проблему взаимодействия Материи и Духа, бывшую и остающуюся главным предмет (размышлений всех выдающихся ученых.
Сама по себе постановка вопроса о первичности и вторичности
АНТИДИАЛЕКТИЧНА: Дух и Материя созданы неразрывными, — также, как душа и тело, как жизнь и смерть. Позитивисты не ставят вопрос о первичности и вторичности столь категорической форме, но так же, как и марксисты, о пытаются доказать, что материя способна была породить сначала жизнь, а затем человеческую душу и разум без акта творения и первоначального плана Творца.
Глава 2. ИНФОРМАЦИОННО — ЭНТРОПИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА БИОЛОГИЧЕСКИХ СИСТЕМ
ВВЕДЕНИЕ
Во второй половине XX века произошли два события, которые, на наш взгляд, в значительной мере определяют дальнейшие пути научного постижения мира. Речь идет о создании теории информации и о начале исследований механизмов антиэнтропийных процессов, для изучения которых синергетика привлекает все новейшие достижения неравновесной термодинамики, теории информации и общей теории систем.
Принципиальное отличие данного этапа развития науки от предшествующих этапов заключается в том, что до создания перечисленных направлений исследований наука способна была объяснить лишь механизмы процессов, приводящих к увеличению хаоса и возрастанию энтропии. Что касается разрабатываемых со времен Ламарка и Дарвина биологических и эволюционных концепций, то они и по сей день не имеют строгих научных обоснований и противоречат Второму началу термодинамики, согласно которому сопровождающее все протекающие в мире процессы возрастание энтропии есть непременный физический закон.
Заслуга неравновесной термодинамики заключается в том, что она сумела выявить механизмы антиэнтропийных процессов, не противоречащих Второму началу термодинамики, поскольку локальное уменьшение энтропии внутри самоорганизующейся системы всегда оплачивается большим по абсолютной величине возрастанием энтропии внешней среды.
Важнейшим шагом на пути постижения природы и механизмов антиэнтропийных процессов следует введение количественной меры информации. Первоначально эта мера предназначалась лишь для решения сугубо прикладных задач техники связи. Однако последующие исследования в области физики и биологии позволили выявить универсальные меры, предложенные К. Шенноном, позволяющие установить взаимосвязь между количеством информации и физической энтропией и в конечном счете определить сущность новой научной интерпретации понятия «информация» как меры структурной упорядоченности самых разнообразных по своей природе систем.
Используя метафору, можно сказать, что до введения в науку единой информационной количественной меры представленный в естественно — научных понятиях мир как бы «опирался на двух китов»: энергию и вещество. «Третьим китом» оказалась теперь информация, участвующая во всех протекающих в мире процессах, начиная от микрочастиц, атомов и молекул и кончая функционированием сложнейших биологических и социальных систем.
Естественно, возникает вопрос: подтверждают или опровергают эволюционную парадигму происхождения жизни и биологических видов новейшие данные современной науки?
Для ответа на этот вопрос необходимо прежде всего уяснить, какие именно свойства и стороны многогранного понятия « информация» отражает та количественная мера, которую ввел в науку К. Шеннон.
Как будет показано в последующих разделах, использование меры количества информации позволяет анализировать общие механизмы информационно — энтропийных взаимодействий, лежащих в основе всех самопроизвольно протекающих в окружающем мире процессов накопления информации, которые приводят к самоорганизации структуры систем.
Вместе с тем информационно — энтропийный анализ позволяет выявить и пробелы эволюционных концепций, представляющих собой не более чем несостоятельные попытки сведения к простым механизмам самоорганизации проблему происхождения жизни и биологических видов без учета того обстоятельства, что системы такого уровня сложности могут быть созданы лишь на основе той информации, которая изначально заложена в предшествующий их сотворению план.
Хотелось бы заранее предупредить читателя о том, что в последующих разделах не приводится сопоставительный анализ эволюционных концепций Дарвина и Ламарка с современными теориями эволюции, будь то неодарвинизм, неоламаркизм или какая-либо иная теория. Авторы этой книги пытались с помощью методов теории информации найти научный подход к решению более общей задачи, а именно — к критическому анализу лежащей в основе всех упомянутых выше эволюционных концепций эволюционной идеи, согласно которой как сама жизнь, так и ее многочисленные формы возникали не в соответствии с единым планом творения, а путем обусловленного сугубо случайными факторами (флуктуациями неорганических или мутациями генетических систем) самопроизвольного усложнения более примитивных систем.
Ниже будет показано, что проводимые современной наукой исследования свойств информационных систем дают все основания утверждать, что все эти системы могут формироваться только согласно спускаемым с верхних иерархических уровней правилами причем сами эти правила существовали раньше самих систем в форме изначального плана (идеи творения), что и нашло свое отражение в самом названии этой книги, с той лишь существенной поправкой, что, обращаясь к первоисточникам Библии, следует Слово понимать как «Логос», т. е. идею, замысел, план.
ЧТО ИЗМЕРИЛ КЛОД ШЕННОН
В основу теории информации положен предложенный К Шенноном метод исчислений количества новой (непредсказуемой) и избыточной (предсказуемой) информации. содержащейся в сообщениях, передаваемых по каналам технической связи.
Предложенный Шенноном метод измерения количества информации оказался настолько универсальным, что его применение не ограничивается теперь узкими рамками чисто технических приложений.
Вопреки мнению самого К. Шеннона, предостерегавшего ученых против поспешного распространения предложенного им метода за пределы прикладных задач техники связи, этот метод стал находить все более широкое применив в исследованиях и физических, и биологических, и социальных систем.
Ключом к новому пониманию сущности феномена информации и механизма информационных процессов послужила установленная Л Бриллюэном взаимосвязь информации и физической энтропии Эта взаимосвязь была первоначально заложена в самый фундамент теории информации, поскольку для исчисления количества информации Шеннон предложил использовать заимствованную из статистической термодинамики вероятную функцию энтропии.
Многие ученые (начиная с самого К. Шеннона) склонны были рассматривать такое заимствование как чисто формальный прием Л Бриллюэн показал, что между вычисленным согласно Шеннону количеством информации и физической энтропии существует не формальная, а содержательная связь.
В статистической физике с помощью вероятностной функции энтропии исследуются процессы, приводящие к термодинамическому равновесию, при котором все состояния молекул (их энергии, скорости) приближаются к равновероятным, а энтропия при этом стремится к максимальной величине.
Благодаря теории информации стало очевидно, что с помощью той же самой функции можно исследовать и такие далекие от состояния максимальной энтропии системы, как, например, письменный текст5.
Еще один важный вывод заключается в том, что
с помощью вероятностной функции энтропии можно анализировать все стадии перехода системы от состояния полного хаоса, которому соответствуют равные значения вероятностей и максимальное значение энтропии, к состоянию предельной упорядоченности (жесткой детерминации), которому соответствует единственно возможное состояние ее элементов.
Данный вывод оказывается в равной мере справедливым для таких несходных по своей природе систем, как газы, кристаллы, письменные тексты, биологические организмы или сообщества и др.
При этом, если для газа или кристалла при вычислении энтропии сравнивается только микросостояние (т. е. состояние атомов и молекул) и макросостояние этих систем (т. е. газа или кристалла как целого), то для систем иной природы (биологических, интеллектуальных, социальных) вычисление энтропии может производится на том или ином произвольно выбранном уровне6. При этом вычисляемое значение энтропии рассматриваемой системы и количество информации, характеризующей степень упорядоченности данной системы и равное разности между максимальным и реальным значением энтропии, будет зависеть от распределения вероятности состояний элементов нижележащего уровня, т. е. тех элементов, которые в своей совокупности образуют эти системы.
Другими словами,
количество сохраняемой в структуре системы информации пропорционально степени отклонения системы от состояния равновесия, обусловленного сохраняемым в структуре системы порядком.
1 2 3 4 5 6 7
в) Биологически активные белки содержат исключительно асимметричные аминокислоты левого вращения. Это левовращение на 100% оптически чисто. То есть такие белки должны быть стопроцентно чистыми, чтобы вообще функционировать в живых организмах. Биологические белки не содержат смесей левых или правых форм (рацематов), в противном случае их стерео химия не отвечала бы стереохимии, требующейся для совмещения с рецепторными участками живого организма. Рацемических смесей для этого недостаточно. Этот факт имеет особое значение в случае крупных молекул. Такое положение вещей легко сделать понятным для нехимика, если приложить для этого небольшое усилие.
Ферменты, а также другие активные молекулы в биологическом организме, вписываются в свои субстраты и рецепторные участки в клетке во многом подобно руке в перчатке. Следует, однако, помнить, что левая перчатка подходит только для левой руки. Левая рука не влезет в правую перчатку, как и левая нога в правый ботинок, хотя все прочие параметры могут быть правильными.
Таким образом, длинную белковую молекулу можно рассматривать как совокупность из 10000 левых рук, соединенных вместе с помощью большого и указательного пальцев в линию, скажем, длиной в 10000 рук. Все эти 10000 соединенных левых рук должны войти в рецепторы клеток или субстрата, представляющих собою 10000 соответствующих левых перчаток. Таким образом, мы рассматриваем не единственную левую руку, подходящую для единственной левой перчатки, а, скажем, 10000 левых рук, соединенных в ряд, скажем, из 10000 левых перчаток — и так, чтобы ни одна не была «тесной» . Химические ферментативные реакции функционируют именно на этой основе точной подгонки, скажем, 10000 левых рук к, скажем, 10000 левых перчаток.
Если теперь что-либо нарушит это совершенное, но тонкое совмещение, метаболизм прекратится, и клетка может погибнуть.
Рассмотрим теперь, что произойдет, если хотя бы одна из левых рук в такой крупной молекуле окажется замененной правой. Вся эта длинная молекула не сможет более вписываться в молекулу, состоящую из 10000 левых перчаток. Такая молекула, содержащая всего одну руку или же одну перчатку неправильной конфигурации, блокирует биохимию клетки из-за нарушения химического соответствия.
Рассмотрим еще один дополнительный случай: если бы в молекуле, построенной из «рук» , оказалась смесь левых и правых «рук» в виде длинной цепи — могло бы в этих обстоятельствах быть возможным любое «соответствие» ? Когда многие или же всего одна «рука» или «перчатка» имеет неправильную конфигурацию, «соответствие» отсутствует и поэтому метаболизм в соответствующей клетке в области этой молекулы невозможен.
Эти химические выводы общеизвестны в течение многих лет. Молекулы белка (за весьма малым исключением, подтверждающим правило), не являющиеся оптически чистыми, т. е. содержащие рацематы или же смеси правых и левых форм в макромолекулярных цепях, показывают ослабленную способность или отсутствие способности взаимодействовать в метаболизме клетки. Все жизненные белки почти без исключения являются «левыми» и оптически чистыми.
Какие выводы можно сделать из этих фактов в отношении дарвинистских постулатов об абиогенезе за счет одних лишь законов природы? Поскольку химические законы природы могут давать только рацематы, то, будучи представлены самим себе, законы природы не могут самопроизвольно продуцировать жизнь. Потому что жизнь не может функционировать на рацематах, которые всегда «поставляет» химия без вмешательства извне. Аргумента против этого химически обоснованного рассуждения не существует.
Но откуда же тогда биологические системы берут свою оптическую чистоту, если ее не могут поставлять химические реакции? Возможно, такая чистота кодируется в информации, присутствующей в молекуле ДНК, т. е. требуется некий фактор «1». чтобы помочь законам природы привносить оптическую чистоту в биохимический синтез. Химические реакции этого фактора «1» совершенно не могут обеспечить феномена продуцирования стопроцентной оптической чистоты. К этому может привести лишь информация.
Фактор «Г», описываемый далее, представляет собою параметр, дающий неожиданные эффекты, противостоящие законам природы. Неожиданные эффекты направляют законы природы по путям, по которым законы природы в противном случае действовать не могли бы. Так, изначально присущих стали свойств недостаточно для того, чтобы построить автомобиль. Но неожиданные эффекты, или фактор «1», из проектов инженеров — проектировщиков направляют изначально присутствовашие свойства стали на формирование блока цилиндров, клапанов, мостов и т.п., составляющих автомобиль. Поэтому требуются дополнительно «неожиданные эффекты», иначе говоря, фактор «1». Утверждать, что законы природы плюс время могут без всякой помощи создать автомобиль, столь же бессмысленно, как утверждать, что законы природы плюс время построили живую клетку.
Фактор «1», или неожиданные эффекты, как мы уже видели, не возникают из законов природы — они дополнительны к законам природы. Законы сами по себе, без помощи извне, не располагают «антиэнтропийной рукояткой» для того, чтобы манипулировать левыми и правыми молекулами с целью отделения одних от других. Сами по себе они не предлагают различающего инструмента для отличения левого изомера от правого по той причине, что не существует различия энтропии между правой и левой формами.
Таким образом, теоретически невозможно, чтобы Дарвин, Опарин, Поннамперума были правы в своей убежденности в том, что одни лишь законы природы могут объяснить абиогенез. Даже в наши дни ту же бессмыслицу проповедуют нобелевские лауреаты.
Реальный ответ состоит в том, что только законы химии, время, энергия плюс фактор «1» (разум, информация) могли обеспечить возникновение жизни из неорганической материи. Но без фактора «1», который дарвинистами полностью исключается, невозможно надеяться на прогресс в усилиях, прикладываемых к объяснению абиогенеза.
РЕЗЮМЕ
1. Полученные в результате игры Эйгена с шариками. последовательности с уменьшенной энтропией не несут смысловой информации, или содержания.
2. Такие последовательности вообще не могут быть. переведены — хотя Эйген и утверждает, что это возможно — потому что они не содержат программ, проектов, инструкций (телеономии).
3. Постулат Эйгена о механизме, который переводит отсутствие смысла и отсутствие содержания (то есть бессмыслицу) в информацию (то есть в смысл) нельзя принимать всерьез с научной точки зрения, потому что это было бы развитием новой информации (проектов) из нонсеса, а не переводом в общепринятом смысле этого слова. Такой механизм был бы фактически «логосом» возникшим случайно — что просто является очередной материалистической бессмыслицей.
4. По этой причине концепция образования первичной генетически программированной клетки с помощью самопроизвольного развития является явным анахронизмом, выдвинутым материалистами перед лицом необходимости удержать свои позиции.
МАТЕРИАЛИЗМ И ЭВОЛЮЦИОНИЗМ
(заключение главы 1)
Как и всякую философскую школу, материализм можно разделить на несколько направлений: механицизм, марксизм, позитивизм, неопозитивизм При некоторых различиях взглядов всех сторонников Материалистического восприятия мира объединяет одна идея: желание доказать, что и жизнь, и человеческую душу материя как бы «слепила сама из себя Дальше всех в этом плане ушли марксисты, провозгласившие «первичность материи » по отношению к Духу и тем самым якобы сняв с повестки дня проблему взаимодействия Материи и Духа, бывшую и остающуюся главным предмет (размышлений всех выдающихся ученых.
Сама по себе постановка вопроса о первичности и вторичности
АНТИДИАЛЕКТИЧНА: Дух и Материя созданы неразрывными, — также, как душа и тело, как жизнь и смерть. Позитивисты не ставят вопрос о первичности и вторичности столь категорической форме, но так же, как и марксисты, о пытаются доказать, что материя способна была породить сначала жизнь, а затем человеческую душу и разум без акта творения и первоначального плана Творца.
Глава 2. ИНФОРМАЦИОННО — ЭНТРОПИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА БИОЛОГИЧЕСКИХ СИСТЕМ
ВВЕДЕНИЕ
Во второй половине XX века произошли два события, которые, на наш взгляд, в значительной мере определяют дальнейшие пути научного постижения мира. Речь идет о создании теории информации и о начале исследований механизмов антиэнтропийных процессов, для изучения которых синергетика привлекает все новейшие достижения неравновесной термодинамики, теории информации и общей теории систем.
Принципиальное отличие данного этапа развития науки от предшествующих этапов заключается в том, что до создания перечисленных направлений исследований наука способна была объяснить лишь механизмы процессов, приводящих к увеличению хаоса и возрастанию энтропии. Что касается разрабатываемых со времен Ламарка и Дарвина биологических и эволюционных концепций, то они и по сей день не имеют строгих научных обоснований и противоречат Второму началу термодинамики, согласно которому сопровождающее все протекающие в мире процессы возрастание энтропии есть непременный физический закон.
Заслуга неравновесной термодинамики заключается в том, что она сумела выявить механизмы антиэнтропийных процессов, не противоречащих Второму началу термодинамики, поскольку локальное уменьшение энтропии внутри самоорганизующейся системы всегда оплачивается большим по абсолютной величине возрастанием энтропии внешней среды.
Важнейшим шагом на пути постижения природы и механизмов антиэнтропийных процессов следует введение количественной меры информации. Первоначально эта мера предназначалась лишь для решения сугубо прикладных задач техники связи. Однако последующие исследования в области физики и биологии позволили выявить универсальные меры, предложенные К. Шенноном, позволяющие установить взаимосвязь между количеством информации и физической энтропией и в конечном счете определить сущность новой научной интерпретации понятия «информация» как меры структурной упорядоченности самых разнообразных по своей природе систем.
Используя метафору, можно сказать, что до введения в науку единой информационной количественной меры представленный в естественно — научных понятиях мир как бы «опирался на двух китов»: энергию и вещество. «Третьим китом» оказалась теперь информация, участвующая во всех протекающих в мире процессах, начиная от микрочастиц, атомов и молекул и кончая функционированием сложнейших биологических и социальных систем.
Естественно, возникает вопрос: подтверждают или опровергают эволюционную парадигму происхождения жизни и биологических видов новейшие данные современной науки?
Для ответа на этот вопрос необходимо прежде всего уяснить, какие именно свойства и стороны многогранного понятия « информация» отражает та количественная мера, которую ввел в науку К. Шеннон.
Как будет показано в последующих разделах, использование меры количества информации позволяет анализировать общие механизмы информационно — энтропийных взаимодействий, лежащих в основе всех самопроизвольно протекающих в окружающем мире процессов накопления информации, которые приводят к самоорганизации структуры систем.
Вместе с тем информационно — энтропийный анализ позволяет выявить и пробелы эволюционных концепций, представляющих собой не более чем несостоятельные попытки сведения к простым механизмам самоорганизации проблему происхождения жизни и биологических видов без учета того обстоятельства, что системы такого уровня сложности могут быть созданы лишь на основе той информации, которая изначально заложена в предшествующий их сотворению план.
Хотелось бы заранее предупредить читателя о том, что в последующих разделах не приводится сопоставительный анализ эволюционных концепций Дарвина и Ламарка с современными теориями эволюции, будь то неодарвинизм, неоламаркизм или какая-либо иная теория. Авторы этой книги пытались с помощью методов теории информации найти научный подход к решению более общей задачи, а именно — к критическому анализу лежащей в основе всех упомянутых выше эволюционных концепций эволюционной идеи, согласно которой как сама жизнь, так и ее многочисленные формы возникали не в соответствии с единым планом творения, а путем обусловленного сугубо случайными факторами (флуктуациями неорганических или мутациями генетических систем) самопроизвольного усложнения более примитивных систем.
Ниже будет показано, что проводимые современной наукой исследования свойств информационных систем дают все основания утверждать, что все эти системы могут формироваться только согласно спускаемым с верхних иерархических уровней правилами причем сами эти правила существовали раньше самих систем в форме изначального плана (идеи творения), что и нашло свое отражение в самом названии этой книги, с той лишь существенной поправкой, что, обращаясь к первоисточникам Библии, следует Слово понимать как «Логос», т. е. идею, замысел, план.
ЧТО ИЗМЕРИЛ КЛОД ШЕННОН
В основу теории информации положен предложенный К Шенноном метод исчислений количества новой (непредсказуемой) и избыточной (предсказуемой) информации. содержащейся в сообщениях, передаваемых по каналам технической связи.
Предложенный Шенноном метод измерения количества информации оказался настолько универсальным, что его применение не ограничивается теперь узкими рамками чисто технических приложений.
Вопреки мнению самого К. Шеннона, предостерегавшего ученых против поспешного распространения предложенного им метода за пределы прикладных задач техники связи, этот метод стал находить все более широкое применив в исследованиях и физических, и биологических, и социальных систем.
Ключом к новому пониманию сущности феномена информации и механизма информационных процессов послужила установленная Л Бриллюэном взаимосвязь информации и физической энтропии Эта взаимосвязь была первоначально заложена в самый фундамент теории информации, поскольку для исчисления количества информации Шеннон предложил использовать заимствованную из статистической термодинамики вероятную функцию энтропии.
Многие ученые (начиная с самого К. Шеннона) склонны были рассматривать такое заимствование как чисто формальный прием Л Бриллюэн показал, что между вычисленным согласно Шеннону количеством информации и физической энтропии существует не формальная, а содержательная связь.
В статистической физике с помощью вероятностной функции энтропии исследуются процессы, приводящие к термодинамическому равновесию, при котором все состояния молекул (их энергии, скорости) приближаются к равновероятным, а энтропия при этом стремится к максимальной величине.
Благодаря теории информации стало очевидно, что с помощью той же самой функции можно исследовать и такие далекие от состояния максимальной энтропии системы, как, например, письменный текст5.
Еще один важный вывод заключается в том, что
с помощью вероятностной функции энтропии можно анализировать все стадии перехода системы от состояния полного хаоса, которому соответствуют равные значения вероятностей и максимальное значение энтропии, к состоянию предельной упорядоченности (жесткой детерминации), которому соответствует единственно возможное состояние ее элементов.
Данный вывод оказывается в равной мере справедливым для таких несходных по своей природе систем, как газы, кристаллы, письменные тексты, биологические организмы или сообщества и др.
При этом, если для газа или кристалла при вычислении энтропии сравнивается только микросостояние (т. е. состояние атомов и молекул) и макросостояние этих систем (т. е. газа или кристалла как целого), то для систем иной природы (биологических, интеллектуальных, социальных) вычисление энтропии может производится на том или ином произвольно выбранном уровне6. При этом вычисляемое значение энтропии рассматриваемой системы и количество информации, характеризующей степень упорядоченности данной системы и равное разности между максимальным и реальным значением энтропии, будет зависеть от распределения вероятности состояний элементов нижележащего уровня, т. е. тех элементов, которые в своей совокупности образуют эти системы.
Другими словами,
количество сохраняемой в структуре системы информации пропорционально степени отклонения системы от состояния равновесия, обусловленного сохраняемым в структуре системы порядком.
1 2 3 4 5 6 7