(b) Выращивание информации (2)

Это не академический спор; дело это имеет для нас первостепенное значение. По концепции, о которой шла речь выше, получается, что «шум» среды может только обеднить фенотипическую информацию (именно это и утверждает Шмальгаузен). Между тем «шум» может быть источником информации. Ведь и мутации представляют собой такой «шум». Как известно, количество информации зависит от степени ее правдоподобия. Фраза «бор – это химический элемент» содержит определенное количество информации. А если муха случайно оставит черный след за буквой «о» в слове «бор» и фраза примет вид «бар – это химический элемент», то, с одной стороны, получатся помехи в информационной передаче вследствие «шума», то есть уменьшение информации, а с другой, одновременно – увеличение информации, ибо вторая фраза намного менее правдоподобна, чем первоначальная!

Дело в том, что здесь происходит одновременное увеличение селективной информации и уменьшение структурной информации. Первая относится к множеству возможных фраз (типа «X – это химический элемент»), а вторая – к множеству реальных ситуаций, отражением которых являются фразы. Множество фраз, отражающих реальные ситуации, слагается в данном случае из таких, как «азот – это химический элемент... кислород – это химический элемент...» и так далее. Это множество содержит столько фраз, сколько в действительности существует элементов, то есть около ста. Поэтому, если нам ничего не известно, кроме того, из какого множества будет взята полученная фраза, вероятность появления определенной фразы составляет одну сотую.

Второе множество содержит все слова данного языка, которые можно подставить во фразу «X – это химический элемент» («зонтик – это химический элемент... нога – это химический элемент...» и т.п.). Оно включает, следовательно, столько фраз, сколько слов имеется в языке, то есть несколько десятков тысяч. Информация обратно пропорциональна вероятности, следовательно, каждая из таких фраз в тысячи раз менее правдоподобна, то есть содержит соответственно больше информации (не в тысячи раз, поскольку информация выражается через логарифм, но в данном случае это не имеет принципиального значения).

Как следует из этого, понятием информации надо пользоваться осторожно. Ведь аналогично этому и мутации можно рассматривать как уменьшение информации (структурной) и как увеличение информации (селективной). Как именно будет она «рассматриваться», зависит от биогеоценотической среды. В нормальных условиях она представляет собой уменьшение структурной информации, относящейся к реальному миру, и поэтому, несмотря на рост селективной информации, организм будет уничтожен как хуже приспособленный. Но если условия изменятся, та же мутационная информация вызовет одновременно рост как селективной, так и структурной информации. X Примечание автора: Среди систем, изучаемых технической кибернетикой, выделяется класс, столь сильно похожий своими общими конструктивными принципами на мозг, что подобные системы называются «биологическими». Это системы, которые могли возникнуть на пути естественной эволюции. На этом пути не могла бы возникнуть ни одна из создаваемых нами машин, ибо они не способны ни к самостоятельному существованию, ни к самовоспроизведению. Эволюционным путем может возникнуть только биологическая система, то есть такая, которая на каждом этапе своего существования приспособлена к окружающей среде. Своей конструкцией подобная система отражает не только те насущные цели, для которых она предназначена, но вместе с тем и весь пройденный эволюционный путь. Проволока, резина, шестерни не могут сами собой объединиться в динамо-машину. Многоклеточный организм возникает из одной клетки не только потому, что этого требуют насущные условия жизни, но и потому, что одноклеточные существовали до многоклеточных и обладали способностью объединяться в группы (колонии). В результате биологические организмы в противоположность обычным машинам однородны . Благодаря этому биологический регулятор может действовать, даже не обладая определенной функциональной локализацией. Вот пример из «Технической кибернетики» Ивахненко. Кибернетической «черепахе» придается вычислительная машина. Она не имеет никаких «рецептов», имеется лишь устройство, которое измеряет качество ее работы. Такая «черепаха», перемещаясь по лаборатории, будет искать место, где температура, освещенность, вибрации и т.п. «возмущения» будут влиять на качество работы машины наименьшим образом. Подобная система не имеет «чувств», не «ощущает» температуру, освещенность и т.д. Она воспринимает такие раздражители «всем существом», и потому мы причисляем ее к биологическому типу. Если изменение температуры неблагоприятно скажется на какой-либо части машины, прибор, измеряющий качество работы, зарегистрировав ухудшение, включит двигатели и черепаха начнет блуждать в поисках «лучшего» места. В другом месте вибрации нарушат работу другой части машины, однако реакция будет такой же: «черепаха» удалится в поисках оптимальных условий. Система не нуждается в программировании, которое учитывало бы все возмущения, какие только возможны: конструктор может, например, не предусмотреть электромагнитные влияния, однако, если функционирование машины ухудшится, «черепаха» примется искать условия, благоприятные для «жизни». Такая система действует методом проб и ошибок, который оказывается ненадежным, если проблема слишком сложна или вредные последствия выступают позднее (например, радиоактивность). Поскольку приспособление не всегда равносильно познанию , биологический регулятор отнюдь не обязан служить «идеальной моделью гностического устройства». Вполне возможно, что идеальный образец такого устройства нужно искать не среди биологических регуляторов, а в одном из других классов сложных систем, которыми занимается кибернетика. XI Примечание автора: Вероятностно-статистический подход к методам передачи информации позволяет с почти математической строгостью рассмотреть проблему двуполости, а также вредные последствия инбридинга, то есть скрещивания близкородственных особей. Именно вероятность того, что некоторое число особей имеет одинаковое генетическое нарушение (рецессивную мутацию), тем больше, чем ближе их родство, а если они происходят от одних и тех же родителей, эта вероятность максимальна. Наибольшей оказывается тогда и возможность появления фенотипических мутантов, коль скоро, разумеется, генетическая информация данных особей была повреждена; скрещивание родственных особей, генотипы которых не повреждены, никаких вредных последствий не может вызвать. Вообразим, что на нескольких линотипах набираются такие тексты, в которых каждая ошибка набора приводит к существенному искажению смысла. Тогда, сравнивая один и тот же текст, набранный на различных линотипах, мы, очевидно, получим материал, позволяющий полностью восстановить исходную информацию, ибо весьма маловероятно, что на различных машинах опечатки возникнут в одних и тех же местах текста. Если же эта серия состоит из совершенно одинаковых линотипов, которые из-за особых недостатков конструкции всегда делают одинаковые опечатки, то сопоставлять («считывать») полученные на них тексты бесполезно, это не позволит реконструировать информацию, ибо она искажена в одних и тех же местах. Конечно, если линотипы вообще не делают опечаток, проблема отпадает сама собой, но ведь то же самое относится и к передаче биологической информации.[133] 95 И. И. Шмальгаузен, Основы эволюционного процесса в свете кибернетики, «Проблемы кибернетики», 1960, №4.
[1] [2] [3] [4]