|
Я доступен по
любым средствам связи , включая видео
|
 |
 |
 |
| МЕНЮ САЙТА | |||
| Библиотека 12000 книг | ||
Видеоматериалы автора сайта
|
Nauka_57 ТАЙНА ИНФОРМАЦИИ |
|
А.А.Силин ТАЙНА ИНФОРМАЦИИ В далеком созвездии Тау Кита Все стало для нас непонятно. Сигнал посылаем туда и сюда, А нас посылают обратно. В. Высоцкий Информация в кибернетическом смысле является чисто техническим понятием, позволяющим судить о наступившем событии только по его вероятности и независимо от его содержания. Однако, как будет показано ниже, информация может быть одной из фундаментальных характеристик нашего бытия. В этом случае информация, в отличие от гравитации, не может быть сведена к каким-либо более общим категориям как по определению, так и по своим проявлениям. В итоге остается единственный вопрос: мерой чего служит информация как одна из универсальных характеристик бытия? Для того, чтобы ответить на этот вопрос, рассмотрим одно из, возможно, самых драматических заблуждений в истории науки. Речь пойдет о пресловутой связи информации с другой фундаментальной характеристикой - энтропией. Напомним, что это понятие было введено Р. Клаузиусом в середине прошлого века как мера необратимого рассеяния энергии. До этого в физике не существовало никакого принципа, на основании которого можно было объяснить обязательное остывание нагретых тел, предоставленных самим себе. Загадочность такого заурядного явления, с физической точки зрения, состояла в том, что качество энергии (ее потенциал) неотвратимо утрачивалось и девалось тут неизвестно куда, в то время как количество рассеянной энергии сохранялось. Остывание нагретых тел объясняли, постулируя неизбежный рост энтропии. Закон был сформулирован Клаузиусом в виде второго начала термодинамики. Л. Больцман [1] попытался развеять ореол таинственности чисто математическим путем. После довольно сложного анализа он пришел к выводу, что в этом мире возможен самонагрев тел, но фактически происходит только их охлаждение как событие, имеющее подавляющую вероятность или максимальный статистический вес W. При этом энтропия растет прямо пропорционально In W. Установленная связь энтропии с вероятностью события выглядела настолько изящно и фундаментально, что вызвала всеобщее восхищение и была выбита на могиле великого физика. Никто, и меньше всего, наверное, сам Больцман, не предполагал тогда, какая "мина замедленного действия" была заложена не только под термодинамику, но и под все естествознание. Вспомним, что энтропия, по Клаузиусу, была исключительно мерой рассеяния энергии - явления, как следовало из опыта, необратимого, а потому совершенно чуждого классической механике, рассматривающей только обратимые процессы в обратимом времени. Больцман, оставаясь в рамках этой механики, приписал энтропии дополнительную функцию - быть мерой деградации системы на ее неизбежном пути от порядка к хаосу, неизбежном по той простой причине, что вероятность хаоса подавляюще велика по сравнению с повышением порядка. Именно такой смысл был вложен в упомянутое выше соотношение. Таким образом, в столь обычном, казалось бы, явлении, как остывание нагретых тел, Больцман усмотрел универсальную тенденцию к увяданию и тлену. Тенденцию, которая логически приводила к апокалипсическому выводу - тепловой смерти Вселенной. Библейский конец света, подкрепленный лишь мистической верой не очень грамотных прихожан в Страшный суд, меркнул по сравнению с научным прогнозом, опирающимся на выдающийся авторитет. Подход Больцмана, полностью игнорирующий по существу необратимый характер рассеяния энергии, встретил серьезные возражения со стороны современников, в особенности А. Пуанкаре, доказавшего неизбежность возвращения любой закрытой системы в прежнее состояние при отсутствии какого-либо механизма диссипации энергии. Тем не менее, идея неукротимого стремления природы от менее вероятного состояния к более вероятному казалась столь очевидной, что прочно утвердилась в естествознании. Более того, распространенная в космофизике XX века теория расширяющейся, а следовательно, и охлаждающейся Вселенной, казалось, убедительно приводит к "тепловой смерти" в космических масштабах. Правда, эта же теория позволяла проследить и нечто противоположное: развитие материи от простого к сложному на протяжении примерно 16 млрд. лет, истекших с момента предполагаемого Большого взрыва [2]. Другое ключевое событие в этой драме идей прямо связано с появлением кибернетики. Трактовка энтропии по Больцману совпадает с кибернетической трактовкой информации, приведенной выше. Информация прослеживала движение от хаоса к порядку в отличие от энтропии, отражавшей обратное движение от порядка к хаосу. И информация, и энтропия росли по единому закону, т.е. пропорционально In W, отличаясь лишь знаком. В итоге информация I и энтропия S напоминали физических близнецов, способных заменить друг друга с точностью до знака. В самом деле, рост одной из них автоматически означал уменьшение в той же пропорции другой, и наоборот. Математически это выражалось простейшим соотношением I + S = 0. Информации, как более молодому понятию, было присвоено название негэнтропии, т.е. отрицательной энтропии. По прошествии столетия "мина", заложенная Больцманом, наконец взорвалась. Выяснилось, что все доступные нашему пониманию процессы развития от простого к сложному характеризуются в конечном счете двумя процессами: ростом информации, как меры растущей сложности систем и структур, и увеличением энтропии, как меры рассеиваемой при этом энергии. При тривиальном охлаждении вещества его структура последовательно переходит, например, из газообразного в жидкое, а затем в кристаллическое состояние, т.е. с одной стороны, однозначно упорядочивается, а с другой, отдавая "свободную энергию" вовне, повышает энтропию окружающей среды. Круг потенциально возможных новых форм реальности постепенно сужается, ограничивая возможности усложнения материи. Более мощным стимулом ее развития служит, как показано далее, перевозбуждение системы "свободной энергией", когда с определенной вероятностью рождаются все более сложные и причудливые формы. В космических масштабах это подтверждается усложнением материи с момента Большого взрыва до звезд и галактик, и одновременным рассеянием энергии в результате расширения и охлаждения Вселенной. Аналогично эволюция живой природы, рождая все более сложные виды, непременно сопровождалась удельным ростом энтропии вокруг живых существ в результате их жизнедеятельности. Наконец, история нашей цивилизации однозначно свидетельствует, что монотонное наращивание сложности социальных структур требует все больших удельных затрат "свободной энергии", рассеиваемой в тепло. Короче, энтропия всегда растет параллельно с увеличением сложности систем, а следовательно, и ростом информации Возникло очевидное противоречие теории с опытом, которое привело, как обычно, к более глубокому пониманию сути вопроса. Нелинейная термодинамика, созданная во второй половине нашего века И. Пригожиным и его учениками и последователями [3], положила в основу диссипативную структуру (ДС), что позволило, наконец, раскрыть секрет превращения количества в качество. "Количеством" служит "свободная энергия", подводимая к системе и отдаваемая ею обратно в среду в рассеянном виде, т.е. в виде энтропии. В этом случае система сохраняет свой уровень сложности, затрачивая на его поддержание весь полученный энергетический потенциал. При избытке "свободной энергии" система выходит из равновесия и ее дальнейшее поведение становится неопределенным. С некоторой долей вероятности система способна однако вернуться к устойчивому состоянию, но уже в более высоком качестве, т.е. повысив свой уровень организации, свою сложность. Такую, более упорядоченную в нарастающем хаосе структуру, Пригожин назвал диссипативной; этим он подчеркнул парадоксальное единство обесценивания энергии и усложнения системы или, другими словами, "рождением порядка из хаоса" [3]. Оставалось понять принципиальную разницу между энтропией и информацией. Энтропия, как и установил Клаузиус, служит только мерой рассеяния энергии, т.е. потери ею потенциала. Информация как самостоятельное, фундаментальное понятие также имеет иной физический смысл - она является мерой сложности системы [4]. Согласно диссипативному принципу причинности, установленному Н. Козыревым [5], всякое усложнение системы, т.е. рост информации, неизбежно должен сопровождаться ростом энтропии. С другой стороны, энтропия растет и в том случае, когда система находится в термодинамическом равновесии со средой, сохраняя свою сложность и имея нулевой прирост информации. Нетрудно убедиться, что оба вывода полностью соответствуют реальности, но общепринятое соотношение I + S = 0 не выполняется. Игнорирование сложившегося противоречия между теорией и действительностью приводит к очевидным заблуждениям. Так, М. Эйген полагает, что так называемые ценные мутации приводят к появлению более сложных и жизнеспособных организмов с меньшим выходом энтропии. Между тем, животные, например, поглощают больше калорий на килограмм массы, чем растения, а человек (речь идет только о питании) - еще больше, чем животные. Для всей же цивилизации с ее грандиозной "Второй природой" огромный рост энергопотребления человечеством, особенно за последние 1,5-2 столетия, давно стал "притчей во языцех". Другое дело, что креативные процессы всегда происходят одновременно с рассеянием энергии, как неизбежной платой за рождение все более сложных форм бытия. Будучи всего лишь мерой рассеяния энергии, понятие энтропия применимо лишь к окружающей объект среде, а не к самому объекту, где S всегда строго равна нулю. К объекту применимо лишь понятие "информация", описывающее его структуру подобно голограмме. Объекты, в первую очередь живые, питаются не негэнтропией, как полагал Шредингер [6], а лишь "свободной энергией", способной поддерживать организм благодаря метаболизму, а в редких случаях усложнять его, создавая новую информацию. И в том, и в другом случае отработанная "свободная энергия" возвращается в рассеянном виде в среду, повышая ее энтропию. Отсюда становится ясной и суть векового заблуждения. Реальность такова, что Вселенная не просто остывает, неумолимо стремясь к "тепловой смерти". Помимо термодинамических процессов в ней действует мощный механизм превращения кинетической энергии разжигающихся масс вещества в потенциальную энергию гравитационных полей. Последние способны, в свою очередь, концентрировать вновь рассеянную холодную материю, нагревая ее до звездных температур и создавая чудовищные давления внутри рождающихся звезд. В результате охлаждающаяся Вселенная творит попутно все более сложные диссипативные структуры от галактик до сознательных существ в царстве живого. Порядок не противостоит хаосу, а в определенном смысле неизбежно возникает из хаоса. При этом постоянно растущая энтропия как бы служит естественной платой за непрерывно возрастающую сложность материальных структур. По существу перед нами единый грандиозный процесс бытия, органически включающий в себя и становление, и увядание, и свет, и тьму. Наконец, мы можем понять причину того, что информация ошибочно была отождествлена (с точностью до знака) с энтропией. Это заблуждение произошло как бы в два этапа. Вначале Больцман, действовавший строго в рамках классической механики, попытался включить в нее второе начало термодинамики, чуждое ей по физическому смыслу. Он отождествил процесс рассеяния энергии со столь же естественным, но, как оказалось, совершенно другим по сути, движением системы от порядка к хаосу. Процесс рассеяния энергии (роста энтропии) принципиально необратим и относится к окружающей среде, куда возвращается "отработанная" системой энергия. Движение от хаоса к порядку или в обратном направлении относится к самой системе и зависит от "свободной энергии", поступающей в нее извне и отдаваемой ею обратно в обесцененном виде. Таким образом, в действительности речь идет о поведении так называемых открытых систем, которые и представляют собою реальность. Рассматривая установление теплового равновесия в абстрактной изолированной системе, Больцман свел оба разных по сути процесса к одному - самодвижению системы от менее вероятного состояния к более вероятному. Именно так вел себя изолированный объем неравномерно нагретого идеального газа, взятый Больцманом за исходную физическую модель. Но уже тривиальные фазовые переходы в охлаждаемом веществе сочетают в себе рост энтропии среды с увеличением порядка в структуре самого вещества. Тем не менее, с появлением кибернетики это противоречие только подтвердилось благодаря математическому сходству энтропии с информацией. Тем самым еще более усилилось убеждение, что диссипация энергии - тривиальный и бесплодный процесс, неотвратимо ведущий только к деградации и хаосу, а информация - всего лишь отрицательная энтропия, ее своеобразная и неизбежная тень. Нелинейная термодинамика отказалась по существу от классического понятия "изолированная система", сосредоточив внимание на открытых системах, питаемых "свободной энергией" извне и возвращающих в среду рассеянную энергию в виде энтропии. Активность подобных систем и служит основой процессов в природе - процессов в живых организмах и явлений космического масштаба. Например, наше собственное тело, потребляя пищу, возвращает отходы со значительно меньшим запасом химической энергии, а наша Земля, поглощая "горячее" излучение Солнца, отдает космическому пространству ту же энергию, но с существенно более "холодным" температурным потенциалом. Типична ситуация термодинамического равновесия открытых систем со средой, когда весь потенциал "свободной энергии" расходуется на поддержание системы на данном уровне сложности в состоянии динамического равновесия со средой. Другими словами, энтропия среды неизбежно растет даже тогда, когда сама система не развивается. Для развития необходимо выведение системы из состояния равновесия путем дополнительной накачки ее "свободной энергии". Только тогда параллельно с приростом энтропии возникают более сложные ДС, т.е. создается новая информация. Вот почему энтропия и информация оказываются совершенно разными по физическому смыслу и являются самостоятельными категориями. Первая, как и полагал Клаузиус, служит мерой рассеяния энергии, а вторая выражает уровень сложности или порядка структур и явлений любой природы. Но разрешение одной проблемы, как это обычно бывает, тут же порождает другие. Универсальный механизм развития сильно возбужденных систем, раскрытый Пригожиным на основе ДС, органически включает в себя элемент случайности. Ведь переход ДС, накаченной "свободной энергией", в более упорядоченное состояние тем более нелинеен, а следовательно, и непредсказуем, чем сложнее такая система. Особенно это относится к эволюции живых тварей, сложность и многообразие которых поражает даже самое богатое воображение. Казалось, что принцип естественного отбора, положенный Ч. Дарвином в основу эволюции живого и дополненный случайностью мутаций, и должен был бы привести именно к подобному фантастическому изобилию живых форм в виде весьма разветвленной сетки эволюции. Однако эпохальное открытие, сделанное Э. Геккелем в 1866 г., свидетельствует о совершенно ином. Зародыш высших живых существ, включая и человека, повторяет в своем развитии все этапы эволюции живого от простого к сложному в их хронологической последовательности. Иначе говоря, налицо единое древо эволюции с его явно выделенным главным стволом, или, если угодно, единая генеральная линия развития всего живого. Как же совместить подобный факт с неизбежным элементом случайного в развитии, вскрытым нелинейной термодинамикой? Где та невидимая рука, которая направляла эволюцию, препятствуя могучим животворным силам выйти из единого русла и растечься на бесчисленные ручейки? Подобное противоречие проявляется и в неживой природе. Вспомним, например, что усложнение химических элементов также шло по существу единым путем, т.е. последовательным увеличением на единицу заряда ядра с соответствующим послойным заполнением и наращиванием "электронных оболочек" атома. Объяснение феномена стало возможным благодаря принципу В. Паули, довольно странному для физики, но обладавшему, как оказалось, огромной эвристической силой. Другим классическим примером наличия генеральной линии развития материи служит главная последовательность эволюции звезд, установленная Герцшпрунгом и Расселом. Во всех приведенных случаях отчетливо проглядывают фундаментальные тенденции, свойственные нашему бытию. Первая тенденция состоит в том, что материи присуще развитие от простого к сложному, что подчеркивал еще Аристотель. Вторую тенденцию можно охарактеризовать девизом "Ни шагу назад" [7, 8]. Смысл его заключается в упорном стремлении природы сохранить достигнутый ею, пусть и случайно, уровень сложности. Каким-то образом очередной пик развития, возникнув единожды, затем не утрачивается на информационном уровне даже при гибели своего материального носителя. Более того, такой уникум становится нормой бытия, тиражируясь в массовом масштабе и с поразительной точностью вновь и вновь. Подобное явление равносильно тому, что информация, как мера сложности ДС, раз возникнув, становится потом нетленной и может в дальнейшем, подобно энтропии, только расти в ногу с развивающейся материей. Второе начало термодинамики, оставаясь законом природы, не содержит, как считал Клаузиус, статистической подоплеки. Таковой обладает, по-видимому, принцип "ни шагу назад", выражающий неизбежность роста информации - сущности, имеющей вероятностную основу. Так создается база для объяснения парадоксального сочетания случайности и единства линии развития. Одновременно отпадает необходимость в антропном принципе, согласно которому может существовать изначальный план и конечная цель развития Вселенной [9]. И все-таки, почему растет энтропия? Ответить на это, по-видимому, столь же невозможно, как и на другой аналогичный вопрос: почему сложность материи неуклонно увеличивается согласно закону роста информации (принцип "ни шагу назад")? Такова природа материи и явлений, которые мы наблюдаем, осознаем и творим. Горячий утюг остывает по той же универсальной причине, по которой охлаждается расширяющаяся Вселенная, демонстрируя необратимость времени, - так уж устроен это мир. Попытка Больцмана объяснить неотвратимый рост энтропии каким-то более масштабным феноменом потерпела крах потому, что классическая механика с ее обратимым временем в принципе отвергала диссипативные процессы, повсеместно идущие в природе и подтверждающие необратимость времени [10]. Пытаясь свести такие процессы к обычным обратимым явлениям, обладающими, однако, подавляющей вероятностью, Больцман считал, что существует универсальная сила, которая движет всем миром, и направляет движение природы от маловероятного к более вероятному. Но такая сила давно привела бы Вселенную к безжизненному окоченению, чего, как мы знаем, не произошло. Цивилизация наша бурно развивается, а окружающий космос преисполнен самых различных, порою совершенно невероятных событий. Все говорит о том, что мир, частью которого мы являемся, не просто расширяется и охлаждается, а, набирая сложность, становится все более многообразным, динамичным и... непредсказуемым. Отделив информацию от энтропии, мы можем более глубоко проникнуть в смысл этого понятия, который, на первый взгляд, вполне исчерпывается определением информации как меры сложности системы. Например, представляется возможность существования некой природной "голограммы", дающей исчерпывающее информационное отображение любого объекта, процесса, явления и т.д. Исчерпывающее до такой степени, что позволяет полностью воспроизвести свой прототип. Другими словами, указанная "голограмма" адекватна по сложности, т.е. по запасу информации, своему прототипу, его образу и внутреннему содержанию. Но с другой стороны, как мы помним, информация сама по себе бессодержательна, уподобляясь в этом смысле некоему универсальному языку, на котором благодаря всеобщей компьютеризации уже сейчас говорит все человечество. Однако и такое определение нуждается в серьезном уточнении. Вспомним, что основой любого национального языка, неразрывно связанного со всей историей данного этноса, служит слово, как некий идеальный эквивалент реальности. Различные исторические судьбы народов, равно как и их далеко неодинаковое геополитическое положение, привели к тому, что эти языки не похожи друг на друга в корневом, фонетическом и структурном планах. Что же в таком случае служит основой информации как универсального языка разумных существ, его базой, которая и делает данный язык доступным и понятным любому человеку? Для ответа необходимо снова обратиться к мудрости древних. Аристотель [II], рассматривая наиболее общие категории бытия, отделял содержание материи, как ее косную потенцию, от формы, воплощающей потенцию в реальность благодаря активности сознания - этой живой и игривой сущности человеческого воображения и ума. Потенция материи бесконечна, - учил корифей античной философии, - но она проявляется тогда, когда человек придаст ей какую-либо определенную форму, поднимаясь тем самым до уровня богов - творцов этого мира. Концепция не получила дальнейшего развития скорее всего потому, что количество правильных геометрических форм, известных и превозносимых древними греками под влиянием пифагорейцев как идеал совершенства, было весьма ограничено. Попытка И. Кеплера свести Божественную гармонию мира к пяти правильным многогранникам с Солнечным шаром в центре, предпринятая полтора тысячелетия спустя, подтвердила живучесть подобных представлений, хотя и не увенчалась успехом. Только через пять веков, т.е. уже в конце нашего столетия, стало, наконец, ясно, что корень форма в слове информация отнюдь не случаен. Потребовалось без малого два с половиной тысячелетия, чтобы от формы как чисто геометрического понятия, охватывающего лишь контуры предмета, совершить скачок к информации как полному описанию этого предмета, включая не только его внешний вид, но и внутреннее устройство. Таким образом, информация обрела, наконец, свое место в картине бытия как обобщенная идеальная форма. ' Разум пробуждает дремлющую потенцию материи и активно воплощает ее в конкретную реальность, придавая ей определенную форму той или иной степени сложности. К этому и сводится интрига нашего бытия как сознательных существ. Стихийный материализм, по-прежнему господствующий в естествознании и признающий лишь материальные сущности, монистичен по определению. Но подобная философия оказывается принципиально неприемлемой, когда объектом познания становится его субъект, т.е. сам человек. Тогда материальная реальность неизбежно должна быть дополнена идеальной реальностью [12]. Последняя так и не свелась к первой, несмотря на самые изощренные попытки натуралистов. В то же время существование мира чувств, слов и идей, в котором пребывает "Я" каждого из нас, столь же очевидно и бесспорно для разумного существа, как существование материальных предметов. Тем самым чисто философский вопрос, от которого натуралисты всегда старались отмахнуться, приобретает теперь и научный аспект. Особенно острая ситуация сложилась в биологии, где явления, успешно исследуемые традиционными научными методами, сочетаются с феноменами живого, находящимися за пределами научных представлений [7]. Одним из таких чудес служит, например, гигантский разрыв между ограниченной информационной емкостью гамет (половых клеток) организма и гигантским объемом информации, необходимым для превращения зародыша во взрослую особь. Другими словами, гаметы никак не способны исполнять роль "голограммы" взрослого организма. Откуда же тогда берется недостающий и подавляющий по величине объем информации? Второе чудо - совершенно фантастическая точность последовательной передачи генетической информации от родителей к детям на протяжении множества поколений. В результате генотип сохраняется в отдельных случаях на протяжении сотен миллионов лет, обнаруживая, при всей своей значительной сложности, поразительную устойчивость. Где же тогда сказочно дотошная система контроля, которая избавляет многократный процесс считывания и передачи генетической информации от неизбежного накопления ошибок? Не так бросается в глаза, но не менее удивительна способность живого организма непрерывно самоподдерживаться как единое целое, осуществляя взаимодействие самых различных органов и бесчисленного количества клеток. Что представляет из себя подобный штаб управления? Эти и многие другие загадки природы, прямо связанные с передачей информации, но не имеющие объяснений в рамках материализма, неизбежно выводят на концепцию информационных отображений (ИО), к которой мы и перейдем [12]. Согласно ей любой телесный объект или структура имеют свое полное описание в виде ИО, являющееся идеальной реальностью. Раз возникнув одновременно с телесным прототипом, такое ИО становится нетленным, удерживая свой прототип в состоянии равновесия с окружающей средой и способствуя его тиражированию в благоприятных условиях. При случайном или целенаправленном усложнении прототипа ИО соответственно усложняется, наращивая запас информации. Тем самым реализуется принцип "ни шагу назад", позволяющий объяснить парадоксальное единство линии развития материи, наблюдаемое в природе при неизбежных случайностях в этом развитии [7, 8]. Концепция ИО способна также пролить свет на перечисленные выше чудеса, известные в биологии, дав всем им общее и единое по существу объяснение. Так, гаметы содержат, по-видимому, лишь стартовую информацию, необходимую для инициирования развития эмбриона. Дальнейшее его формирование во взрослый организм осуществляется путем поэтапного ввода дополнительной информации из ИО. Косвенным подтверждением такой процедуры служат переломные моменты в развитии зародыша, соответствующие, по-видимому, вводу очередной дозы информации из ИО. Любопытно, что подобное представление вполне соответствует теории самовоспроизводства автоматов А. Тьюринга и Д. Неймана, когда автомат последовательно реализует заложенную в него программу размножения [II]. Феноменальное постоянство генотипа на протяжении сотен миллионов лет объясняется тем, что генетическая информация передается из поколения в поколение не эстафетным методом, когда накопление ошибок неизбежно, а разовым способом, т.е. непосредственно из ИО данного генотипа, которое меняется очень медленно, если меняется вообще. Наконец, управление всем организмом как единым целым осуществляется с помощью того же ИО, которое как бы отслеживает любое отклонение живой системы от нормального физиологического состояния, автоматически включая, если нужно, ее защитные механизмы. В этом случае ИО выступает в роли невиданного по своему совершенству в технических устройствах дифференциального анализатора и регулятора с обратной связью. В некоторых случаях, хорошо известных с древнейших времен, возможности такого регулятора оказываются поистине фантастическими. Речь идет о регенерации утраченных органов у ряда земноводных, по-прежнему представляющей полную загадку для биологов. Похоже, что "форма" в самом широком смысле, т.е. с учетом и внутреннего устройства, сохраняющаяся в ИО и после утраты органа, вновь заполняется материальным содержанием с помощью того же ИО. Аналогичное явление имеет место, по-видимому, и при развитии эмбриона, когда последовательно задаются и заполняются все более сложные и причудливые "формы". Концепция ИО дает также простое объяснение такому таинственному феномену, как единство генетического кода в царстве живого. Анализ, проделанный Р. Хофштадттером, показал, что этот код представляет собой чисто случайное множество. Однако, раз возникнув, он автоматически закрепился в ИО, став таким образом мировой нормой. Убедительным подтверждением этой гипотезы было бы наличие аналогичного кода, скажем, в марсианской жизни, если, разумеется, таковая будет обнаружена. Близко к указанной загадке находится и биологическая концепция единства праклетки, из которой постепенно развилось все живое [14]. Нетрудно видеть, что наличие ИО дает этому феномену столь же простое объяснение. Следует отдельно упомянуть о так называемом голографическом принципе, находящем все большее подтверждение в биологии [14]. Согласно ему не только гаметы, но и любая отдельная клетка организма несет в себе целостное представление этого организма аналогично осколку голограммы. Подобный феномен объясняется, по-видимому, той же сопряженностью такой клетки с ИО генотипа, удерживающего организм в рамках своего информационного поля. Напрашивается вопрос: какова связь сознания с информацией как обобщенной формы сущего? Нет сомнения в том, что сознание способно творить в наших мыслях, т.е. в себе самом, новые формы без их материального воплощения. Означает ли это, что сознание служит в этом смысле генератором информации? По-видимому, да. Особенно если учесть, что гениальные идеи, несущие максимальную информацию, чрезвычайно редки. Но тогда можно сказать, что феномен сознания связан со способностью рождать информацию в чистом виде, то есть без ее овеществления. До появления сознания новая информация в неживой и живой природе возникала, так сказать, явочным порядком, т.е. одновременно со случайным усложнением материальных структур и адекватным ему. Отсюда следовал чрезвычайно замедленный ход эволюции бессознательной природы. Работа сознания с идеальными структурами не требовала подобных материальных и временных затрат. Неудивительно, что появление сознания как мощного генератора информации резко ускорило темп эволюции бытия. Это объяснялось чрезвычайной редкостью усложняющих мутаций на фоне бесчисленного количества "пустышек", число которых становилось все больше по мере усложнения живых организмов. Чем шире и глубже анализ нашего бытия, тем отчетливее выявляется парадокс, чуждый не только концепции Больцмана, но и всей классической науке. Мы имеем в виду поразительное влияние на идущие в мире процессы случайных и маловероятных явлений. Особенно ярко это прослеживается в текущих событиях, наполняющих нашу цивилизацию. Достаточно вспомнить, например, непрекращающиеся стихийные бедствия, катастрофы и террористические акты, почти ежедневно потрясающие мир не только своими трагическими последствиями, но и их полной неожиданностью. Ко всему этому добавляются знакомые каждому из нас непредвиденные бытовые происшествия и, казалось бы, совершенно невероятные совпадения, круто меняющие подчас нашу судьбу. Парадокс состоит прежде всего в том, что подобные события, по определению, должны быть чрезвычайно редкими, а не случаться каждодневно. Простое его объяснение заключается в том, что понятие "редкий" относится лишь к событию какого-либо определенного структурного ряда. В реальности пересекаются самые различные событийные ряды, число которых скорее всего растет по мере увеличения сложности систем и структур. Тем самым повышается и суммарная вероятность какого-либо редкого события. Особенно наглядно это проявляется в такой сложной структуре, как наша цивилизация, где характер общественных "сюрпризов" чрезвычайно разнообразен. Довольно просто разрешается и другая часть парадокса, связанная с сокрушительной силой непредвиденных событий, выражающейся в мощном общественном резонансе. Это объясняется огромным информационным зарядом таких случаев, обусловленным их ничтожной вероятностью и непредсказуемостью. Парадоксальное сочетание хаоса и порядка отчетливо обнаруживается прежде всего в научном познании картины мира. Так, вся физика основывается по существу на понятии симметрии, позволяющем оценить общность законов природы [15], а также их значимость. Например, космологический принцип, утверждающий верность физических законов, открытых землянами, для всей Вселенной, демонстрирует тем самым высшую симметрию, являясь одновременно венцом познания природы. Блестящим и, возможно, непревзойденным подтверждением космологического принципа служит обнаруженное с помощью спектрального анализа единство химического состава всех доступных нашему наблюдению космических структур, включая самые отдаленные. С другой стороны, отмеченная выше мировая тенденция к усложнению материи и росту информации означает естественное стремление природы к асимметрии в виде роста порядка и сложности, наблюдаемого как при охлаждении материи, так и в особенности при развитии ДС. Именно это обстоятельство дало основание Э. Шредингеру определить самый сложный из известных нам пока на сегодня феномен - живую материю как апериодический кристалл [6]. Теория расширяющейся Вселенной служит, как мы видели, грандиозной демонстрацией рождения порядка из хаоса - концепции мироздания, известной еще из древнегреческой мифологии. "Огненный шар", нагретый до невообразимо высокой температуры, воплощал собой с одной стороны первозданный хаос как бы застывший во времени, а с другой - неисчерпаемую потенцию природы к саморазвитию. Далее, по мере расширения и охлаждения этого шара, ход мировых событий все более ускорялся, энтропия Вселенной росла, а потенция бытия реализовалась благодаря огромному потреблению "свободной энергии" во все более сложных формах, увеличивая мировую информацию. Так сформировался единый процесс естественного движения бытия от колоссальной возможности ко все более сложной реальности. В этом смысле и можно говорить о развитии Вселенной на фоне ее неуклонного охлаждения и стремления энтропии к максимуму. Появление жизни, а затем и сознания органически вписалось в этот процесс, обусловив его дальнейшее ускорение и еще большую драматизацию. Ход цивилизации при всех его колебаниях отчетливо выявляет все ту же мировую тенденцию: неуклонное движение от простого к сложному по принципу "ни шагу назад" с одновременным неизбежным рассеянием "свободной энергии". Первое проявляется в наращивании сложности и интеграции социальных структур, равно как в преемственности различных эпох и культур на основе единой исторической памяти, второе - во вовлечении в кругооборот сознательной деятельности все более мощных энергетических источников. Опираясь на симметрию физических законов, мы вынуждены в то же время учитывать полную динамизма асимметрию нашего бытия во всех его проявлениях, начиная от элементарного выживания и кончая приобщением к высшим формам духовности и творчества. Достаточно упомянуть, например, о парадоксальной асимметрии музыкальных и живописных шедевров, считающихся тем не менее идеалами красоты и гармонии. Вступление человечества в "век информации" на основе тотальной компьютеризации социальных структур увеличило значимость информации в творении реальности, когда сознание и материя неразрывно связаны воедино. Результатом подобного единства служит не раскрытие готовой истины, спрятанной якобы где-то в тайниках природы, а создание истины, поднимающей человека от пассивного созерцателя этого мира до его aaioiiaaiiiai e aa?ciiвенного творца. В этом плане исторический опыт человечества вполне логично рассматривать как мировой опыт развития цивилизаций разумных существ. Иными словами, космологический принцип следует распростронить не только на естествознание, но и на социальные процессы. К этому призывали по существу основоположники учения о ноосфере В. Вернадский и Т. де Шарден. ЛИТЕРАТУРА 1. Л. Больцман, Статьи и речи. Наука, Москва (1970). 2. С. Вейнберг, Первые три минуты, Энергоиздат. Москва (1981). 3. И. Пригожин, От существующего к возникающему, Наука, Москва (1989). 4. А. А. Силин, "Энтропия, вероятность, информация", Вести. РАН, № 6 (1994). 5. Н. А. Козырев, Причинная или несимметричная механика в линейном приближении, АН СССР, ГАО, Пулково (1958). 6. Э. Шредингер, Что такое жизнь?, Атомиздат, Москва (1972). 7. А. А. Силин, "Живое в концепции информационных отображений". Сб. Ин-та философии РАН, Москва (1997). 8. А. А. Силин, "Концепция развития в естествознании и философии", Филос. науки (1997). 9. П. Дэвис, Суперсила, Мир, Москва (1989). 10. А. А. Силин, "О природе времени". Вести. РАН, № 2 (1995). 11. А, Богомолов, Античная философия. Изд. МГУ, Москва (1985). 12. А. Силин, "Драма постижения материи", Вести. РАН, 66(7) (1996). 13. А. Тьюринг, Может ли мыслить машина?, Физматиздат, Москва (1960). 14. К. Вилли, В. Детье, Биология, Мир, Москва (1975). 15. Л. Д. Ландау, Е. М. Лифшиц, Статистическая физика. Наука, Москва (1964). Поступила 30.06.98 в журнал "Сознание и физическая реальность". Силин Аскольд Александрович, доктор технических наук
|
| Аудиокниги | Музыка | онлайн- видео | Партнерская программа |
| Фильмы | Программы | Ресурсы сайта | Контактные данные |
|
Этот день у Вас будет самым удачным! Добра, любви и позитива Вам и Вашим близким!
Грек
|
 |
каталог |
