Информация в живой и неживой природе

[pavel]

Известно:

Информационные процессы в клетке: в ДНК закодирована информация в виде последовательности нуклеотидов. В процессе синтеза белка происходит считывание этой информации и трансляция ее в последовательность полипептида. Другими словами участок ДНК посредством «генетического кода» сопоставляется последовательности полипептида.

Атом тоже информационная система (в том же смысле в каком клетка – информационная система), действительно:

Информационные процессы в атоме: ядро является аналогом ДНК, аналогом аминокислот являются электроны. Сопоставление положительному протону отрицательного электрона является аналогом «генетического кода» - это своего рода «химический код». Ядро таким образом содержит информацию в том же смысле в каком ее содержит и ДНК. Есть «код» посредством которого она считывается и в зависимости от заряда ядра на электронной оболочке атома будет находиться определенное количество электронов.

Буду признателен за комментарии к данной гипотезе.

[Игорь Антонов]

Поднятая вами проблема  рассматривается в статье Анатолия Москвитина "Об информации" .
Автор приходит к выводам, противоположным вашим.  
С основными мыслями этой работы я согласен.
Главное моё замечание - в работе акцентируется субъективность интерпретации информации, но недостаточно акцентирована объективность   самих информационных процессов (что, на мой взгляд, является важнейшим аспектом феномена информации).

P.S.
Лишь в мире, построенном на телеологических принципах,  атом, действительно,  окажется информационным объектом,  не проявляя явно информационной активности, но являясь реализацией определённой конструктивной модели и замысла.

[pavel]

Игорь мой тезис остается прежним.
В статье Анатолия Москвитина "Об информации" , на которую вы ссылаетесь ест следующее:
«Содержит ли информацию генетический код? В нем мы можем усмотреть наличие элементов кода - нуклеотидов, "слов" - отдельных последовательностей нуклеотидов (генов) и "текста" - генома. Так что формальные требования к отнесению генетического кода к коду как таковому соблюдены. Помимо этого в процессе жизнедеятельности организма набор данных в виде генетического кода реализуется в виде синтезируемых белков или ферментов а также в элементах фенотипа. Вывод - генетический код при его интерпретации в результате жизнедеятельности содержащей его клетки информативен, следовательно, можно сделать предположение о применимости к нему всех высказанных ранее соображений.
Работа живой клетки в процессе жизнедеятельности очень сильно напоминает работу токарного станка с программным управлением (только гораздо более сложного). Роль программы (набора данных) играет последовательность нуклеотидов в ДНК. Являются ли данные содержащиеся в ДНК порождением разума или эти данные сформировались в результате протекания каких либо процессов без участия разума (так сказать естественным путём)? С одной стороны обмен данными может осуществляться и между неразумными системами, но с другой стороны структура этих данных слишком примитивна по сравнению с данными, содержащимися в ДНК. Данные, содержащиеся в ДНК, намного сложнее не только тех данных, которыми обмениваются системы заведомо естественного происхождения, но эти данные гораздо сложнее тех данных, которыми обмениваются любые искусственные системы. На сегодняшний день самая примитивная живая клетка намного сложнее любого искусственного устройства. Структура данных ДНК такова, что, как уже было сказано, можно говорить о языке ДНК (генетическом коде), который имеет такую же структуру как языки общения людей, а о данных содержащихся в ДНК можно говорить как о тексте на этом языке.»
Так что вы не опровергли моих утверждений. Атом является в той же мере информационной системой в какой ею является живая клетка.
То же что части атома взаимодействуют между собой посредством всем известных взаимодействий, так и составляющие клетки обходятся теми же самыми взаимодействиями и абсолютно ничего нового в ней не появляется. Если же рассматривать атом как целостное образование как и в случае рассмотрения клетки как целостного образования можно утверждать что атом как и клетка в этом случае можно (и нужно!) рассматривать как информационные системы.
P.S.: То что реакции атома по сравнению с клеткой довольно тривиальны (просты) это еще не повод для отрицания его информационной природы. Это проявления сложности организации. Атом ниже по уровню организации чем клетка.

[Игорь Антонов]

Игорь мой тезис остается прежним.
В статье Анатолия Москвитина "Об информации" , на которую вы ссылаетесь ест следующее...Так что вы не опровергли моих утверждений. Атом является в той же мере информационной системой в какой ею является живая клетка.

Павел, поскольку вы спорите со мной цитатами из работы Москвитина, то приведу цитату, опровергающую вашу точку зрения,   оттуда же:

"Необходимо признать, что изначально окружающая действительность не нуждается для обеспечения своего существования в наличии такого дополнительного к известным физическим параметрам (масса, электрический заряд, объем, время, скорость движения физического тела и так далее) фактора как "информация", поскольку этот фактор не имеет физической природы, нематериален (в отличие, скажем, от электромагнитного, гравитационного и других взаимодействий) и вследствие этого необнаружим. Картина радикально меняется при появлении на сцене того, что мы называем "живым".

Понятие информация может быть определено как значение сигнала, выработанного системой в ответ на внешнее воздействие, причем наличие такого значения определяется тем, что система при выполнении ею каких-либо функций интерпретирует (отрабатывает) этот сигнал вполне определенным образом.

Из приведенного определения следует, что исходно понятие "информация" может употребляться только в привязке к функционированию живых и искусственных систем"

То что реакции атома по сравнению с клеткой довольно тривиальны (просты) это еще не повод для отрицания его информационной природы. Это проявления сложности организации. Атом ниже по уровню организации чем клетка.

Павел, информация (что недвусмысленно следует из работы Москвитина) появляется лишь в системах, реализующих целенаправленное поведение, учитывающее  условия и события среды.  Атом в эту категорию не попадает.

[pavel]

Игорь все-таки вы начали использовать статью Москвитина, а не я и цитату из нее я привел поскольку с изложенным в ней вы согласны.
Можно сколько угодно приводить разные определения информации, но это ничего не даст поскольку нет общепринятого определения. Я считаю что на данном этапе ограничивать себя каким либо определением значит ограничивать себя в поиске и неизбежно ошибаться.
Я же просил дать комментарий к вполне определенной модели. Я привел сопоставление процессов клетки и атома, однозначное сопоставление. И не начинал спор об определении информации. Тезис был: если клетка информационная система (вы с этим я так понимаю согласны? Напрямую я так и не понял) то и атом в этом же смысле информационная система (сопоставление повторяю я привел).

[Марков Александр]

Один очень крупный биолог, академик, недавно сказал на одной конференции, когда ему задали какой-то вопрос про информацию в биологии: "У меня на слово информация выработался условный рефлекс: когда я его слышу, у меня сразу автоматически отключаются мозги. Столько было спекуляций на эту тему, и все оказались настолько бесплодными, и чем дальше, тем хуже все запутывается, что по-моему, лучше пока вообще отказаться от использования этого понятия в биологии".
Лично я целиком разделяю эту точку зрения


 :wink:

[pavel]

Как это может быть не странно, Александр, я бы с вами в общем согласился. Использование в конкретно биологической тематике понятия информации и т. п. очень малорезультативно и часто вызывает улыбку. Моя точка зрения что данный подход применительно к естествознанию является междисциплинарным (с позволения сказать метаестественнонаучным). Ведь конечно сам факт возможности интерпретировать основные базовые биологические закономерности на основе информационных понятий не может не привлекать к себе, другое дело какой статус им придать и соответственно как и в связи с чем их использовать.
Живое одна из организаций (форм организации) материи вообще. И лично я пришел к выводу что посредством использования информационных понятий возможно описать и обосновать (задать) разделение на эти самые формы организации и биологическая организация как одна из материальных организаций также задается в рамках этих построений в информационных понятиях (всего их четыре – физическая, химическая биологическая и психологическая. Соотношение химической и биологической и задано в данной теме). Таков статус использования понятия информации и т.п. для живых организмов (с моей точки зрения) – в качестве задания как одной из форм организации материи.

[Игорь Антонов]

Можно сколько угодно приводить разные определения информации, но это ничего не даст поскольку нет общепринятого определения. Я считаю что на данном этапе ограничивать себя каким либо определением значит ограничивать себя в поиске и неизбежно ошибаться.

Но ведь само слово "информация" не имеет самостоятельного существования и значения  вне человеческого сознания. Не договорившись о его семантике, что  же вы тогда собираетесь искать в реальности? - "То, не знаю, что" ?

Я же просил дать комментарий к вполне определенной модели. Я привел сопоставление процессов клетки и атома, однозначное сопоставление. И не начинал спор об определении информации. Тезис был: если клетка информационная система (вы с этим я так понимаю согласны? Напрямую я так и не понял) то и атом в этом же смысле информационная система (сопоставление повторяю я привел).

Павел, клетка является информационной системой не потому, что последовательности нуклеотидов ДНК соответствует последовательность аминокислот белка, а потому, что клетка реализует организованное поведение и активно реагирует на  внешние сигналы.  
Все определения информации связывают её наличие либо с передачей сообщений ("мера устранённой неопределённости", мера Шеннона), либо с обработкой обладающих семантикой сигналов  (определение Москвитина и другие определения в рамках функциональной концепции информации).
Всё это не имеет отношения к атому.

[pavel]

Игорь я хотел сказать что просто в этой теме не идет дискуссия об определении информации. Вы говорить что информация – это то и то, а атом под это определение не подпадает. Хотя такое определение которое даете вы не противоречит предложенной мной гипотезе. Просто взгляните на проблему немного с иной стороны.
Атом тоже реализует организованное поведение (по своему, но реализует) и активно реагирует на внешние воздействия: электрон поглощает фотон переходя с одной орбитали на другую – атом находится в возбужденном состоянии, при переходе в нормальное состояние фотон излучается, при определенных условиях может происходить захват ядром электронов и последующее их излучение при восстановлении. Атом тоже обладает поведением в этом смысле, просто это поведение «недотягивает» до информационной интерпретации в ваших (да и не только  в ваших) глазах по сравнению со сложно организованным поведением клетки. Но ведь это просто иной уровень организации, более простой, а принцип все же тот же.

[Игорь Антонов]

Атом тоже реализует организованное поведение (по своему, но реализует) и активно реагирует на внешние воздействия: электрон поглощает фотон переходя с одной орбитали на другую – атом находится в возбужденном состоянии, при переходе в нормальное состояние фотон излучается, при определенных условиях может происходить захват ядром электронов и последующее их излучение при восстановлении. Атом тоже обладает поведением в этом смысле, просто это поведение «недотягивает» до информационной интерпретации в ваших (да и не только  в ваших) глазах по сравнению со сложно организованным поведением клетки. Но ведь это просто иной уровень организации, более простой, а принцип все же тот же.

"Активность" и "собственное поведение", это не то, чем обладает атом. Шарик, скатываясь с горки, не обладает собственным поведением и активностью. Он является пассивной марионеткой в руках внешних сил. То же самое и атом, поглощающий фотон.

Как я уже говорил, атом можно считать организованной системой лишь  при  условии, что структура материи была результатом "интеллектуального проекта".
Это идеалистическая гипотеза, которая тоже имеет право на существование. Её логику я излагаю так:

"Можно предположить, что природа во всех своих проявлениях существует на основе информационных объектов. Вспомним, что свойства материи – это всегда свойства определённых структур, составленных иерархически из элементарных частиц, атомов, молекул, и т.д.. Но как известно из теории систем структура по свойствам подобна семантической информации – она не зависит жёстко от материала, в котором реализуется, но сама она придаёт материалу принципиально новые свойства.
Таким образом, любые свойства материи, являясь, как мы отметили, свойствами определённых структур, могут рассматриваться как результат информационного упорядочивания материи.
Существование информационного объекта предполагает существование некоторого интерпретатора его семантики, а первым интерпретатором этой семантики является всегда сам создатель информационного объекта. Для компьютерных программ интерпретатором заложенной в них семантики изначально является создающий их разумный программист, а затем автоматизированная среда исполнения, созданная человеческим разумом - операционная система и процессор.
Что является интерпретатором для природных информационных объектов? Их “среда исполнения” - пространственно-временной континуум и система природных законов. Не являются ли они фрактальными аналогами операционной системы и процессора компьютера?
С учётом вышеизложенного можно предположить, что мироздание в целом является информационной системой."

[pavel]

Ну во первых не тоже самое и атом отнюдь не «пассивная марионетка  в руках внешних сил». Зачем же такие грубые аналогии и неубедительные. Давайте тогда начнем определять что такое «поведение» и «активность» и подходит ли под такое определение атом. Мне кажется что результат окажется разным у разных людей, в зависимости от той точки зрения которой они придерживаются.
Ваша точка во многом тупиковая именно из-за неоднозначности. Вы создали систему понятий в рамках определенной области и пытаетесь вместить в нее то что подходит под определения, а то что не подходит – то не мое.
По-моему, в данной ситуации гораздо эффективней идти «от явления», и в результате анализа строить систему понятий. Феномен разделения на формы материи объективно существует я пришел к выводу что он объясняется на основе информационных понятий. Если кто-то даст более адекватную систему понятий то я изменю свою точку зрения. Вы же выделили островок вроде бы подпадающий под ваши определения, а все остальное не наше.

[Игорь Антонов]

Ну во первых не тоже самое и атом отнюдь не «пассивная марионетка  в руках внешних сил». Зачем же такие грубые аналогии и неубедительные. Давайте тогда начнем определять что такое «поведение» и «активность» и подходит ли под такое определение атом. Мне кажется что результат окажется разным у разных людей, в зависимости от той точки зрения которой они придерживаются.
Ваша точка во многом тупиковая именно из-за неоднозначности. Вы создали систему понятий в рамках определенной области и пытаетесь вместить в нее то что подходит под определения, а то что не подходит – то не мое.  

Павел, я придерживаюсь интерпретации понятия "информация", тщательно продуманной,  достаточно распространённой и рассматриваемой во многих  работах.
Вы же, выступая с интерпретацией,  расширяющей данное  понятие до статуса  всеобщего атрибута и, соответственно, делающей его просто избыточным и ненужным, вы ещё и наезжаете на меня.
"Если в ДНК есть информация, то она есть и в атоме, а определения нас только сковывают"  - это детский лепет, а не аргументация.

Феномен  информации всегда связан с тем, что  принципиальную роль в некоторых процессах начинают играть не  непосредственные физико-химические свойства  объектов (в частности, молекулы ДНК), а их способность отражать структуры и свойства иных объектов. Последовательности в ДНК определяют формирование и функционирование высокоорганизованных систем (живых организмов) и в силу этого они могут рассматриваться как связный текст, обладающий семантической целостностью. Ядро же атома просто физически взаимодействует с электронами и никаких явных признаков информационных процессов при этом не наблюдается.

[pavel]

Игорь вы не найдете ни одного процесса в живой клетке который бы не был обусловлен физико-химическими свойствами и ничем более. И в данном случае так же как и вы в случае атома я могу сказать что синтез полипептида осуществляется посредством все тех же физических взаимодействий и никаких информационных процессов в живой клетке нет, точно так же как вы говорили про атом. Эту позицию по отношению процессов в живых организмах хорошо выразил А. Марков в своем сообщении в этой теме. В своем ответе на это сообщение я выразил свою позицию:
Использование в конкретно биологической тематике понятия информации и т. п. очень малорезультативно и часто вызывает улыбку. Моя точка зрения что данный подход применительно к естествознанию является междисциплинарным (с позволения сказать метаестественнонаучным). Ведь конечно сам факт возможности интерпретировать основные базовые биологические закономерности на основе информационных понятий не может не привлекать к себе, другое дело какой статус им придать и соответственно как и в связи с чем их использовать.
Живое одна из организаций (форм организации) материи вообще. И лично я пришел к выводу что посредством использования информационных понятий возможно описать и обосновать (задать) разделение на эти самые формы организации и биологическая организация как одна из материальных организаций также задается в рамках этих построений в информационных понятиях (всего их четыре – физическая, химическая биологическая и психологическая. Соотношение химической и биологической и задано в данной теме). Таков статус использования понятия информации и т.п. для живых организмов (с моей точки зрения) – в качестве задания как одной из форм организации материи.

[Игорь Антонов]

Игорь вы не найдете ни одного процесса в живой клетке который бы не был обусловлен физико-химическими свойствами и ничем более. И в данном случае так же как и вы в случае атома я могу сказать что синтез полипептида осуществляется посредством все тех же физических взаимодействий и никаких информационных процессов в живой клетке нет, точно так же как вы говорили про атом.

В живой клетке наличествует  организованность, которая детерминирована не физико-химическими свойствами молекулы ДНК, а её информационным содержанием. Переставляя  соседние нуклеотиды  вы можете ничего не изменить  в непосредственно наблюдаемых физико-химических свойствах молекулы ДНК, но при этом полностью разрушить содержащуюся в ней информацию. Вот это, действительно, признак текста,  кода, информации.  
У атома же нет выходящего за рамки  его наблюдаемых  физико-химических свойств качества  быть носителем информационной  модели внешних для него объектов и процессов.
Поэтому ДНК является явным образом информационным объектом, а атом не является.

[pavel]

Ну вообще если переставить неодинаковые нуклеотиды между собой как раз таки физико-химическое состояние измениться, по-моему это очевидно. И именно эти изменения и будут физико-химическим коррелятом изменения информации. Ведь в клетке существуют системы репарации, которые предотвращают такие изменения при считывании и они действуют на основе вполне физических взаимодействий, очевидно исходя из изменившегося состояния (ведь как-то происходит определение замены нуклеотидов).

Насчет модели – здесь еще есть над чем подумать, но мне представляется что ДНК не несет информационную модель внешних для него (клетки) объектов и процессов, а несет информацию как раз о внутренних объектах – полипептидах, посредством которых и осуществляется отношение с внешним миром.

Ядро атома несет информацию о количестве отрицательно заряженных частиц необходимых для формирования атома. Это тривиально, но не значит что этого нет. Опять же аналогично рассмотренной выше ситуации с живой клеткой.