Одна формула и весь мир - Евгений Седов

На всех этапах своего становления человек неуклонно овладевал информацией. Сначала в виде первых членораздельных звуков, которыми первобытные люди обменивались друг с другом, чтобы предупредить соплеменников об опасности, поделиться радостью или подать боевой сигнал. Затем в форме наскальных рисунков, изображающих эпизоды из жизни. И лишь значительно позже возникла письменность, дошедшая до нас благодаря долговечности камня, выполнявшего роль страниц первобытных книг.

Потом появились папирусы, рукописные книги и, наконец, предназначенные для передачи и хранения информации технические средства — печатный станок, звукозапись, фотография, телеграф, телефон, радио, кинематограф, телевидение, искусственная память и схемы обработки информации электронными машинами.

Обратите внимание, как с каждым новым техническим изобретением сохраняемая информация становилась все «живей» и «живей».

Изобретенный Эдисоном фонограф позволил «оживлять» человеческий голос и звуки музыки, будь то отдельный инструмент или целый оркестр. А когда это изобретение воссоединилось с изобретенным братьями Люмьер синематографом, родилось одно из самых емких, универсальных средств сохранения «живой» информации — звуковое кино.

Предрекая соединение синематографа и фонографа и приветствуя эту «новую победу над бесконечными таинствами природы», выдающийся искусствовед прошлого века В. В. Стасов писал: «...какие счастливые будущие поколения — они будут видеть, слышать, знать, точно осязать глазами и слухом своих прежних великих людей... Будущие Рубинштейны и Листы не исчезнут бесследно со своими несравненными тонами и звуками на фортепьяно. Будущие Герцены, Гоголи и Грибоедовы будут перед глазами и воображением каждого и везде».

Успехи, достигнутые наукой и техникой, породили у человечества излишнее самомнение: людям стало казаться, что вся существующая вокруг них информация — дело только их разума и их рук.

Естественно, что без желания автора не появится новая книга, без усилий режиссера и оператора не возникнет сам по себе кинокадр. В электронных машинах возникло новое качество: хотя начальная информация заложена в них опять-таки человеком, но живет она уже сама по себе. Оператор не может предречь заранее, в каком виде вернет ему информацию электронно-вычислительная машина, иначе не было бы смысла в создании и использовании подобных машин.

А в организме животных? А в клетке? Разве в них информация не живет самостоятельно, то есть независимо от воли и желаний людей? Ответ на этот вопрос дала кибернетика. Да, есть много общего в процессах переработки и накопления информации в клетках живых организмов и в цепях электронных машин. Потому что информация появилась в природе до электронных машин, до человека, до... До чего? Откуда взялась первая информация? Откуда черпал ее простейший одноклеточный организм? Существовала ли информация, когда не было на Земле живых клеток? Можно ли называть информацией те воздействия, которые оказывают на структуру намагниченных или поляризуемых кристаллов магнитные и электрические поля? Если да, то что общего между такой информацией и сообщениями, передаваемыми по телеграфу и радио или получаемыми из книг, журналов, газет? А если общего нет, то зачем называть «информацией» совершенно разные вещи и измерять их с помощью одинаковых единиц?

Чтобы разобраться в этом множестве недоуменных вопросов, рассмотрим снова тот же пример.

Человек нечаянно прикоснулся к горячему чайнику и отдернул руку раньше, чем осознал боль. Такое движение называется рефлекторным. Тысячи импульсов, переданных по нервным волокнам, заставляют двигаться мышцы плеча, предплечья, локтевого и лучевого суставов, кисти и пальцев руки.

Модель этого строго согласованного движения мышц хранится в нервных тканях, поэтому единственного сигнала о прикосновении к горячему телу оказывается достаточно для приведения в действие сотен и тысяч необходимых команд.

Точно так же передавая информацию с пульта управления, мы посылаем закодированную в определенной последовательности импульсов ־модель движения всех многочисленных органов автоматического станка. Количество потребляемой этим станком энергии зависит от интенсивности движения его органов, то есть от массы и скорости всех его подвижных частей. Количество потребляемой этим станком информации определяется сложностью производимых им операций, порядком согласований (по скорости, направлениям) и чередований движения всех его органов и узлов. Молот в несколько тысяч тонн может быть приведен в действие одним импульсом информации. Искусственные руки робота, умеющие взять со стола и соединить друг с другом две крошечные детали, требуют для своего управления заранее разработанных моделей движения, состоящих из сотен тысяч команд.

Человек научился хранить модели движения и в искусственной (электронной, магнитной, оптической) памяти, и на пленках (магнитных, светочувствительных), и на страницах газет, журналов и книг. Законсервированное в моделях движение может не использоваться десятки, сотни и тысячи лет.

«Оживив» модели движения, сохраняемые в тексте, человек одновременно приводит в действие и те модели движения, которые хранит его мозг. Так возникают модели самых разнообразных событий, пережитых или придуманных автором и донесенных им до читателей его книг.

Нечто подобное происходит в природе. Половая клетка несет в себе ту модель движения, по которой будет впоследствии развиваться вновь зарождаемый организм. С помощью электрических и магнитных полей помещенный в расплав кристалл передает модель движения молекулам жидкости, заставляя их «лепить» по этой модели новый точно такой же кристалл.

Существует мнение, что первая информация появилась на Земле вместе с рождением жизни. Однако в сложном процессе формирования белковых соединений и клеток нельзя провести четкую грань между «живым» и «неживым». Известный современный биохимик, лауреат Нобелевской премии М. Эйген исследовал механизмы образования макромолекул белков и пришел к заключению, что только благодаря участию информации в этих процессах могут самопроизвольно возникать те сложные цепочки и связи, из которых состоит основной материал живых клеток — белок. «Кирпичиками» всех белковых соединений являются полипептиды. Американские ученые Дж. Лоулесс и Н. Леви исследовали процессы образования полипептидов из растворенных в воде аминокислот и установили, что катализаторами, способствующими формированию полипептидов, служат неорганические вещества — силикаты, содержащиеся в определенных сортах глин. Вот, оказывается, как выглядит «информационный мост», по которому модели движения передаются от неживого к живому: неорганические молекулы силикатов уступают свое место более сложным молекулярным соединениям, заимствованным у аминокислот Сохраняющийся при этом «костяк» структуры силикатов служит моделью движения для молекул вновь образующихся белков.

Согласно библейской легенде бог сотворил Адама из глины. Но оказывается, не только в мифическом сотворении Адама, но и в реальном возникновении всех земных тварей глине и в самом деле принадлежит далеко не последняя роль!

Другим примером передачи информации от неживого к живому могут служить некоторые формы вирусов, способных кристаллизоваться при неблагоприятных условиях и вновь оживать при изменении внешней среды. В стадии кристаллизации вирусы сохраняют в себе все модели движения, которые будут приведены в действие, когда вирус снова станет живым.

Модели движения в самых разнообразных формах множатся и сохраняются в структуре различных материальных систем Несмотря на различие кодов, функция информации всюду едина. Используя множество языков, все существующие в мире развивающиеся системы пишут в соавторстве одну огромную книгу, у которой невозможно найти начало и никогда не будет конца.

«Здравствуйте, самоорганизующиеся системы!» — так обратился к участникам состоявшейся в 1959 году конференции по самоорганизующимся системам доктор Вейл. Это шутливое обращение заключает в себе глубокий смысл. Доктор Вейл хотел подчеркнуть, что объединение в одну категорию таких несхожих между собой систем, как человек, кристаллизующееся вещество, социологическая группа и популяция животных или растений, отнюдь не является произволом ученых, а отражает некое единство принципов формирования и существования всех самоорганизующихся систем.

Выявлению общих принципов и была посвящена конференция, открытая доктором Вейлом. Для иллюстрации общих принципов самоорганизации авторы докладов избирали самые разнообразные самоорганизующиеся системы, начиная с простых намагниченных кубиков и кончая сложными нервными сетями и комплексами взаимодействующих ЭВМ.