А. Барбараш icon

А. Барбараш



НазваниеА. Барбараш
страница4/12
Дата конвертации23.10.2012
Размер1.12 Mb.
ТипЗакон
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   12
^

9.3. Зачем Природе обозначение?


Сложившаяся ситуация поднимает интереснейший вопрос. Живая материя не существует без информации, а информация – без обозначения. Почему же столь велика роль обозначения? Живая материя составляет некую часть Вселенной и выходит, что, не будучи обозначенной, эта часть Вселенной не способна существовать?! Для кого или для чего потребно обозначение – если не говорить о Боге?

Ответ очень любопытен и не содержит никакой мистики.

Код, по определению, должен допускать разные варианты построения. Если бы обозначение являлось точной копией обозначаемого объекта (оригинала), то оно было бы однозначным, безвариантным. Поэтому для существования кода принципиально необходимы какие-то отличия обозначения от оригинала. Обычно обозначения отличаются от обозначаемого объекта, уже начиная с элементов. Элементы обозначений, как правило, более удобны (чем элементы обозначаемого объекта) для хранения, передачи, копирования и других операций. Очень часто в большой группе сходных объектов используется какая-то одна удобная, стандартная система обозначений (например, алфавит). К такому приёму прибегают и человек, и Природа. Но, при обязательном отличии обозначений от оригиналов, между ними всегда сохраняется соответствие!

В этом и заключён смысл использования информации, смысл замены оригиналов обозначениями. Выигрыш от использования информации – как для Природы, так и для техники – в удобном отличии свойств обозначений от свойств оригиналов при сохранении принципиального соответствия между ними. Без выполнения этих двух требований замена оригиналов обозначениями была бы бесполезной, лишённой смысла.

Итак, достоинство информации в том, что, при существовании соответствия между оригиналом и его обозначением, последнее всегда чем-то удобнее оригинала (обычно – удобнее в хранении, передаче, математической обработке). Например, чертежи домны легче перевезти из одной страны в другую по сравнению с самой домной. Достоинство генетического кода проявляется, например, в его химической прочности – в истлевших останках мамонта бесполезно искать хорошо сохранившиеся белки, но часто их код можно установить по сохранившейся ДНК. Мы ещё не можем послать за пределы Солнечной системы человека, но уже отправили пластину с информацией о нём и т.д. Вот чем полезна информация, вот почему она так широко используется Природой и человеком.


Соответствие между оригиналом и его обозначением, как правило, бывает довольно сложным. Примером особенно сложного соответствия может служить секретная, шифрованная информация, которая, тем не менее, остаётся обозначением некоего оригинала. И тут главный выигрыш – в различии свойств оригинала и его зашифрованного обозначения, в данном случае – различие в степени защищённости тайны, защищённости от противника.



Особое значение имеет различие в размерах оригинала и его, как правило – более компактного, обозначения. Этим определяется экономное расходование вещества и энергии, ряд других практически важных достоинств обозначения.

Применительно к живой материи, различие в размерах оригинала и обозначения часто реализуется за счёт принципа макропликации. Этот термин предложен С.В. Македоном для обозначения естественных процессов, в результате которых информация, зафиксированная на молекулярном уровне, реализуется в более крупном масштабе, например, более крупными молекулами, и принимает вид более крупных структур, вплоть до организма.


На низшем размерном уровне примером макропликации является синтез белковых агрегатов – микротрубочек, центриолей и др. – по информации, представленной в виде более компактной последовательности нуклеотидов ДНК. На высшем размерном уровне примером макропликации служит развитие крупного организма по информации, зафиксированной в геноме оплодотворённой яйцеклетки.


Макропликация и информация внутренне тесно связаны. В широком смысле, макропликация – это такой переход от обозначения к оригиналу, который сохраняет некое соответствие между ними, но обязательно содержит элементы изменения масштаба. Отличие в масштабе (обычно – уменьшение, реже – увеличение) относительно оригинала – как правило, свойство всякого обозначения, всякой информации.

Итак, достоинство информации в том, что, при существовании соответствия между оригиналом и его обозначением, обозначение всегда чем-то удобнее оригинала. Это объясняет, зачем живая материя применяет обозначение, информацию, ради чего они так широко используются Природой и человеком.


^

9.4. Главное отличие Живого


Перейдём к проблеме определения живой материи. Сразу заметим, что взгляды на сущность живого, которые господствуют сегодня, по ряду причин не удовлетворяют автора.

В математике часто встречаются определения по одному признаку. Сферическая поверхность, например, хотя имеет немало разных свойств, определяется лишь как поверхность, все точки которой расположены на одинаковом расстоянии от центра. Противоположный случай – определение по многим признакам – характерен для биологических видов.

При выделении того или иного биологического вида приходится учитывать столько разных свойств, что проблема классификации превратилась в нескончаемый труд множества учёных. Например, при классификации лесных мышей Закавказья, даже такая малость, как отсутствие жёлтого пятна на горле, оказалась причиной тяжких размышлений специалистов о том, относить ли их к малым мышам Apodemus „mikrops” или же к лесным мышам Apodemus sylvaticus [Павлинов, Россолимо, 1987]. (При наличии такого пятна соответствующие особи были бы отнесены к жёлтогорлым мышам Apodemus flavicollis.)

Различие в сложности определений имеет объективные причины. Оно связано с разными условиями их функционирования. Каждое определение существует в своём, особом мире, где рядом с определяемыми объектами располагаются родственные им объекты, от которых и нужно отделиться. Чем меньше в таком мире разных групп объектов, тем проще строится определение. И наоборот.

Определение сферической поверхности проще, чем определение мыши, потому что в мире поверхностей меньше групп объектов, чем в мире животных. Известно не больше нескольких десятков названий поверхностей, что несравнимо с разнообразием животных, среди которых только насекомых – около миллиона видов. Поэтому выделить биологический вид по единственному признаку принципиально невозможно.

Но когда громоздкое многофакторное определение обнаруживается в мире с малым числом качественно отличающихся групп объектов, это – верный признак их недостаточной изученности. Как раз непонимание сущности объекта заставляет вместо его главного, принципиального отличия называть несколько вторичных и второстепенных характеристик.

Так произошло с определением живой материи. Привычка к многофакторным определениям сыграла с биологами злую шутку. Они не избежали многофакторности даже в пространстве признаков, где нужно разделить всего две группы объектов – живые и неживые. В результате, предлагаемые сегодня определения Живого, чаще всего, многофакторны.


Существуют и однофакторные (или иначе – моноатрибутивные) определения Живого. Существо такого подхода – в выделении из всего многообразия проявлений жизни главного, основного, в чем фокусируется жизнь в целом. Например, Л.А. Блюменфельд называет живыми самовоспроизводящиеся системы, способные к созданию информации, прямо или косвенно влияющей на их самовоспроизведение. Ф. Энгельс и А.И. Опарин видели первооснову жизни в обмене веществ, а Э.С. Бауэр – в принципе „устойчивого неравновесия”.

Количество факторов, используемых в определении, является одной из существенных характеристик определяемого объекта. Представим себе, что мы встретились с объектами, отличающимися по двум независимым признакам. Пусть это, например, организмы с независимыми генами А и В, каждый из которых может быть представлен доминантным либо рецессивным аллелем. Тогда перед нами окажутся четыре группы объектов – организмы с сочетаниями генов АВ, Ав, аВ и ав. Вообще, количество групп объектов определяется величиной 2x, где x – число независимых отличий. При трёх независимых признаках – восемь групп объектов, при четырёх – шестнадцать и т.д.

Соответственно, если рассматриваются только две качественно различные группы объектов (в нашем случае – живые и неживые), то сколько бы отличий между ними мы ни насчитывали, принципиальное, независимое отличие возможно только по одному признаку. На нём и нужно основывать определение. При правильном построении определения, все остальные отличия должны вытекать из главного признака, являться его следствиями.


Вопреки этому, например, энциклопедический словарь даёт такое определение:

„Жизнь – одна из форм существования материи, закономерно возникающая при определённых условиях в процессе её развития. Организмы отличаются от неживых объектов обменом веществ, раздражимостью, способностью к размножению, росту, развитию, активной регуляции своего состава и функций, к различным формам движения, приспособленностью к среде и т.п.”. „Полагают, что жизнь возникла путём абиогенеза.” [Советский энц. сл., 1988]


Абиогенез там же определяется как образование вне организма (без участия ферментов) органических соединений, распространённых в живой природе. В широком смысле абиогенез рассматривается в данном источнике как возникновение живого из неживого, как исходная гипотеза современной теории происхождения жизни. Экспериментальной основой представлений об абиогенезе стал абиогенный синтез белковоподобных и др. органических веществ, осуществлённый в условиях, близких к условиям первобытной Земли.


Сакраментальный вопрос о коренном отличии живой материи от неживой, в некотором смысле является главным вопросом естествознания, потому что для разумных существ исключительно важно выяснить, что именно отделяет их мир живой материи от остальной Вселенной, узнать, где проходит принципиальная граница между этими мирами?

Вопрос о границе и коренном отличии обостряется, когда мы ищем точку старта биологической эволюции, потому что как раз момент возникновения главного отличия и должен быть принят за начало истинно биологического развития. Многофакторное определение жизни размывает точку старта.

Но беда не только в этом. Создаваемая многофакторным определением неоднозначность распространяется и на наше время, поскольку известны объекты, обладающие только частью из названного энциклопедическим словарём перечня отличий. Например, вирусы, которые нужно было бы отнести к живой материи, не подходят под энциклопедическое определение, потому что не способны к росту, сами по себе не обладают обменом веществ, не способны к размножению, их нелепо называть организмами и т.п.

Итак, с одной стороны, совершенно неудовлетворительное многофакторное определение, а с другой – всего две группы объектов в пространстве признаков (живые и неживые), указывающие на существование лишь одного принципиального отличия. Вероятно, как раз этого принципиального отличия и нет среди перечисленных словарём свойств, иначе обнаружилось бы, что все остальные свойства вторичны, не принципиальны.

Выше отмечался разительно высокий уровень насыщенности живой материи информацией. Не в этом ли её главная особенность? Нельзя ли основать определение Живого на информационном критерии? Действительно, если временно отвлечься от вопроса о происхождении Живого, можно предложить следующее определение [Барбараш, 1999, 2001б].


Жизнь является формой существования материи, отличающейся формированием сходных структур, начиная от молекулярного уровня, по информации, полученной от предков в виде информационных молекул.


Заметим, что задание структуры часто оказывается, вместе с тем, и заданием определённых процессов. Например, структурой белка-фермента задаётся как само протекание катализируемой им реакции (или группы реакций), так и её (их) интенсивность.


С изложенных позиций, чуждый информационному аспекту абиогенез (при котором информация не столько создаётся, сколько разрушается электрическими разрядами и ультрафиолетовым излучением) не может быть исходной гипотезой теории возникновения жизни. Эксперименты по абиогенезу, приводящие к образованию белковоподобных и других органических молекул, не могут рассматриваться как возникновение живого из неживого уже потому, что при этом отсутствует „формирование сходных структур, от молекулярного уровня, по информации, полученной от предков в виде информационных молекул”.

Способ формирования биологических структур в том виде, в каком мы его знаем, можно назвать генетическим способом, и связать его с существованием генетической системы. При создании множества структур, похожих друг на друга, генетическая система запоминает и навязывает среде процессы, хорошо зарекомендовавшие себя в прошлом, делает их при прочих равных условиях более вероятными, чем сходные процессы в неживой материи. Благодаря этому, генетическая система, начиная от самых примитивных проявлений Жизни, выступает как инициирующий фактор, как первопричина вереницы событий.


Генетический способ формирования структур и, соответственно, передачи информации, не следует понимать слишком узко, как передачу её только в виде ДНК или РНК. На базе процессов синтеза, зафиксированных генетической системой, часть информации о клеточных структурах передаётся дочерним клеткам напрямую, в виде частей, „затравок” этих структур (мембран, центриолей и т.п.), что в одноклеточных организмах составляет существенную долю наследственной информации [Полянский, 1991].


Принципиально важно, что информационный способ формирования живых структур органически связан с использованием памяти. Живая материя инициирует протекание не любых, а лишь прошедших длительный естественный отбор и сохранённых в генетической памяти процессов, а, следовательно, инициирует формирование лишь структур, хорошо приспособленных к данным условиям. Такое свойство даёт живой материи неоценимое преимущество перед неживой материей, при чём выигрыш становится всё весомее по мере накопления в генах опыта многих поколений.

С изложенных позиций, Жизнь неразрывно связана с существованием наследственной информации. Информация же, в её новом понимании, неразрывно связана с процессами кодирования и декодирования. Отсюда можно сделать следующий обобщающий вывод.


^ Моментом возникновения Жизни во Вселенной является момент возникновения кодирования – появления генетического кода.


Сознание принципиальной важности процесса воспроизведения с использованием генетической памяти, генетического кодирования, можно обнаружить и в работах других авторов, анализировавших отличие живого от неживого. Например, Алексей Андреевич Ляпунов (Биология и информация, Москва, 1984.) предложил такое определение: „...жизнь можно охарактеризовать как высокоустойчивое состояние вещества, использующее для выработки сохраняющих реакций информацию, кодируемую состояниями отдельных молекул”.

Джон Десмонд Бернал писал:

„Молекулярное воспроизведение есть … средство активного переноса информации, обеспечивающее сохранение отличительных черт отдельных организмов и видов.” „Именно воспроизведение как механизм, ответственный за продолжение и преемственность нормальных жизненных процессов, и является тем, что отличает живое от неживого.”

„Постепенно стало ясно, что в проблеме возникновения жизни главное – именно это … воспроизведение молекулярных структур, основанное на сохранении соответствующей информации в самовоспроизводящихся последовательностях нуклеотидов в нуклеиновых кислотах.” [Бернал, 1969]

Однако довести подобные мысли до логического завершения позволило только изложенное выше новое определение сущности информации.


1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   12



Похожие:

А. Барбараш iconОглавление
Примечание. Настоящая публикация представляет собой доработанный вариант первой части электронной книги: Барбараш А. Н. „Код. Жизнь....
А. Барбараш iconА. Барбараш
Вселенной. При недостаточно точном соударении фотона с нейтрино, квантовый порог не достигается, и соударения как бы вообще не происходят,...
А. Барбараш iconА. Барбараш
Но есть группа эукариот с особой организацией транскрипции, заслуживающая отдельного рассмотрения. Речь идёт о транскрибировании...
А. Барбараш iconА. Барбараш
Именно решение проблемы наследственного осуществления информации в процессе индивидуального развития, проблем генетики развития,...
А. Барбараш iconА. Барбараш
Продвижение науки вперёд часто происходит тогда, когда перед нами раскрывается неведомая доселе сторона вещей, что обусловлено не...
А. Барбараш iconА. Барбараш
Как отмечалось выше (см гл. ), каждый коннексон имеет вид трубочки, пронизывающей стенки соседних клеток и связывающей между собой...
А. Барбараш iconА. Барбараш
Рудольф Юлиус Эмануэль Клаузиус, который в 1870 г сформулировал и доказал упоминавшуюся выше теорему вириала, а кроме того, обосновал...
Разместите кнопку на своём сайте:
Документы


База данных защищена авторским правом ©podelise.ru 2000-2014
При копировании материала обязательно указание активной ссылки открытой для индексации.
обратиться к администрации
Документы

Разработка сайта — Веб студия Адаманов