2. Кое-что об информации

Г.: Странно. Мне кажется, тут все должно быть просто.

В.: Мой друг, ты молод и порывист. Если дать правильное определение информации, мы очень близко подойдем к пониманию, что такое жизнь.

Г.: Очень интересно. Продолжайте, пожалуйста.

В.: Как я уже сказал, существует довольно много определений информации. Все зависит от того, для какой области знаний мы используем это понятие. Для наших целей, т. е. для того, чтобы уяснить, что такое жизнь, мне кажется, представляют интерес следующие определения.

Информация – это отрицание энтропии [3]. Информация представляет собой коммуникацию и связь, в процессе которых устраняется неопределенность [4]. Информация отображает уровень разнообразия [5]. Информация определяет меру сложности структур [6] и количественную меру устранения неопределенности (энтропии) системы, меру организации системы [7].

Г.: Стоп, учитель Вергилий. Вы только что почти теми же самыми словами описали жизнь.

В.: Я рад, что ты это заметил, мой друг.

Г.: Выходит, что информация как-то тесно связана с жизнью, т. е. с пониманием жизни?

В.: Конечно, Горацио. Но есть еще одно чрезвычайно важное свойство информации. Она не возникает самостоятельно: ни тексты книг, ни теле- и радиопрограммы, ни электронные письма и SMS-послания не возникают сами собой. Выражаясь языком информатики, ни один бит информации не может появиться без разумного вмешательства.

Г.: С этим трудно не согласиться. Не могу представить, чтобы какая-нибудь книга или SMS-послание появились сами собой. Но все-таки как все это связано с пониманием жизни?

В.: Начнем с того, что жизнь противостоит энтропии. Жизнь устраняет неопределенность. Феномен жизни вполне определен, каждое живое существо вполне конкретно. Заяц – это заяц, акула – это акула, ястреб – это ястреб. Это вполне определенные виды, и в них нет никакой неопределенности. Живому свойственна некая консервативность, и это свойство со временем не теряется.

Г.: И поэтому зайцы остаются зайцами, акулы – акулами, а ястребы – ястребами и т. д.

В.: Совершенно верно, мой друг. Однако надо всегда помнить, что каждое живое существо, каждая живая клетка снабжена достаточным потенциалом для изменчивости, ориентации в пространстве.

Г.: У меня вопрос. Что значит «ориентация в пространстве» для живой клетки?

В.: Ну, во-первых, если это одноклеточный микроорганизм, для него очень важно «понимать», где он находится. Во-вторых, для многоклеточного организма, каковыми являемся мы с тобой, каждой клетке «предписано» вести себя не изолированно и независимо, но «осознавать», что она часть целого организма и является, скажем, частью мышечной ткани, а не эпителиальной, например.

Г.: Слова «понимать» и «осознавать» звучат довольно странно для какой-то клетки.

В.: Само собой, Горацио, слова «понимать», «предписано» и «осознавать» я использую здесь метафорически.

Г.: Однако у меня появилось еще больше вопросов по поводу этих слов – «предписано» и «осознавать».

В.: Я хотел лишь выразить мысль, что клетки снабжены соответствующей информацией для того, чтобы они реагировали адекватно на внешнюю среду. А чтобы завершить наши рассуждения, хочу еще раз повторить, что жизнь – это прежде всего коммуникация и связь (причем постоянная) на молекулярном, клеточном, организменном и популяционном уровнях.

Г.: Пожалуйста, не так быстро. Что, вообще, значит последняя фраза?

В.: Оно значит, что коммуникация начинается уже на молекулярном уровне. Коммуникация осуществляется между соответствующими молекулами при биосинтезе белка. Коммуникация между клетками совершенно необходима при их делении. Клеток соответствующей ткани не должно быть ни слишком мало, ни слишком много. Если, например, кровяных клеток слишком мало, организм испытывает дефицит в кислороде. Если жировых клеток слишком много, наступает ожирение.

Г.: Значит, размножение клеток находится под довольно серьезным контролем?

В.: Совершенно верно, Горацио. Если клетки теряют специфичность и начинают неуправляемо размножаться (то есть нарушается их управляющий информационный механизм), возникает злокачественная опухоль. В каждом живом организме все клетки и ткани взаимосвязаны и коммуницируют (то есть обмениваются информацией) невероятно быстро и слаженно. И только поэтому многочисленные живые организмы, населяющие Землю, могут существовать.

Г.: Да… понимаю. И животные ведь тоже обмениваются друг с другом информацией?

В.: Конечно! И постоянно. Самый яркий пример этого взаимодействия – это пчелы, муравьи, термиты, да и вообще все животные, птицы и рыбы, которые живут группами, стаями.

Г.: Для животных, очевидно, это существенно.

В.: И еще один важный момент. Жизнь сама по себе, так же как информация, нематериальна, но при этом облечена, я бы сказал, в удивительные по своему разнообразию формы.

3.

Живое

–

это не застывшая структура

Г.: И поэтому ее, так же как информацию, определить однозначно трудно?

В.: И тем не менее мы попытаемся это сделать.

Г.: Постойте, учитель. Насколько я помню из физики, для любого вида движения необходима энергия. Наверное, живое без поступления энергии извне быстро бы перестало быть живым?

В.: Ты вовремя задал этот вопрос, мой друг. Для живого необходима энергия, и основным источником энергии для живого на нашей планете является Солнце. Зеленые растения напрямую используют солнечную энергию для фотосинтеза, ну а все остальные потребляют эту энергию опосредованно, питаясь растениями. В свою очередь хищники также потребляют эту энергию, питаясь своими травоядными собратьями.

Г.: Все эти взаимосвязи в природе достойны удивления. Но разнообразные существа, которые нас окружают, ведь как-то изменяются?

В.: Конечно, изменения происходят. Ведь наш мир – это не застывшая структура. Он постоянно меняется, и меняются также сами носители информации (живые организмы). Но, я бы сказал, не очень существенно. Ты знаешь, есть такая маленькая мушка дрозофила.

Г.: Да, что-то припоминаю. Эти мушки появляются над гниющими плодами.

В.: Да, верно. Так вот, плодовая мушка дрозофила вот уже более ста лет является любимым экспериментальным объектом у генетиков всего мира (рис. 2). Эти насекомые очень неприхотливы и быстро размножаются даже в неволе. На протяжении многих десятков лет в разных научно-исследовательских лабораториях мира этих мушек подвергали воздействию жесткой ионизирующей радиации, ультрафиолетовых лучей, тепловому воздействию, обрабатывали различными химическими мутагенами. Но до сих пор удавалось получить только уродливых мушек, которые, однако, по-прежнему остались мушками-дрозофилами (рис. 3).

Рис. 2. Плодовая мушка дрозофила (Drosophila melanogaster) при сильном увеличении

Рис. 3. Муки творчества

Г.: Очень интересно! И со всеми остальными видами животных происходит то же самое?

В.: Не в точности так же, как с этой мушкой, но в той или иной степени да.

Г.: Но как все это собрать воедино, чтобы получить цельное представление о жизни?

В.: О, мой юный друг, это все уже давно собрано воедино, и только поэтому все вокруг существует как будто бы само собой.

Г.: И отсюда следует…

В.: …что жизнь, как и информация, не могла ни в коем случае возникнуть самостоятельно. Ее источником является Разум, обладающий неограниченными возможностями, бесконечной мудростью, совершенным пониманием красоты, любящий Свое творение.

Г.: Знаете, учитель Вергилий, что меня сбивает с толку в ходе нашей беседы? Это то, что мы говорим то о жизни, то о живом. Причем переходы бывают не очень отчетливы¹.

В.: Я тебя вполне понимаю, мой друг. Происходит это потому, что оба эти понятия очень тесно связаны. Дело в том, что в ходе тех вопросов, которые мы с тобой обсуждаем, возникает необходимость говорить конкретно о живом, то есть о материальных объектах, а иногда о некоей субстанции, которая, так же как и информация, нематериальна. Поэтому будь внимателен к той терминологии, которую нам приходится использовать.

Г.: Хорошо, я буду предельно внимателен. А можно поподробнее о Разуме, о Котором вы упомянули?

В.: О Нем мы обязательно поговорим позже.

Г.: Я правильно понял, что жизнь и информация неразрывно связаны?

В.: Ты прав, Горацио. Подводя некоторый итог, я хочу подчеркнуть, что без информации, которая заложена в каждую молекулу, в каждую клеточку, в каждое существо, не может быть живого. И, с другой стороны, жизнь без информации немыслима.

Г.: Почему же все-таки все живые существа так хорошо приспособлены к жизни на нашей планете?

4.

Индуцированные флуктуации как средство существования живого

В.: Как я уже говорил, всем живым существам свойственна определенная степень вариабельности (изменчивости), заложенная Разумом. Эта изменчивость определяется аллельными генами, благодаря которым каждый живой организм может адаптироваться к возможным изменениям окружающей среды. Это и называется флуктуациями.

Г.: Погодите, учитель Вергилий. Мне надо кое-что прояснить. Во-первых, что такое «аллельные гены», и, во-вторых, что такое «флуктуации живых организмов»?

В.: Аллельными генами или просто аллелями называются варианты определенного гена, контролирующие проявление того или иного признака (например, устойчивость к засухе или к болезням у растения). Ген может быть представлен несколькими аллелями.

Г.: А флуктуации? Они как-то связаны с аллельными генами?

В.: Согласно общеизвестному определению, флуктуацией называется случайное отклонение физической величины от ее среднего значения. Если на грузик (в качестве физического маятника), подвешенный на нитке, не действует никакая сила, он останется висеть неподвижно неопределенно долгое время. Но стоит прикоснуться к нему рукой, как он начнет совершать колебания (это флуктуация, индуцируемая воздействием).

Конец ознакомительного фрагмента.