Текст книги "Познание мира. Механизмы и пределы"

Рис. 7.4. Непищевой стимулятор пищевого центра (сосательный безусловный рефлекс) необходим для формирования первого условного пищевого рефлекса на пищевой стимул (молоко матери). Аналогично, через сосательный рефлекс может сформироваться и первый условный пищевой рефлекс на непищевой стимул (звонок)

Вот такой парадоксальный, но логически непротиворечивый, получается вывод из парадоксально поставленного вопроса: можно так организовать эксперимент с подопытным животным, что некторые из рефлексов, которые на сегодня считаются безусловными, можно превратить в условные и наоборот. Но с позиций нашей теории информации никакого парадокса нет, поскольку мы предполагаем, что условные и безусловные рефлексы, как модели познавательного поведения животных, все существуют в нервной сети человека от рождения, а значит принципиально ничем не отличаются. На сегодня, для определенного вида животных, один набор рефлексов является безусловным, а другой условным. Но завтра выживание вида потребует изменения спектра условных и безусловных рефлексов и это незамедлительно произойдет, так как все модели поведения (условные и безусловные) всегда у животного присутствуют, а естественный отбор, не хуже И.П. Павлова, вызовет к жизни необходимые безусловно рефлекторные модели поведения, которые ранее были условно-рефлекторными. Например, социальное поведение муравьев очевидно является безусловно рефлекторным. Но поведение человека в государстве несомненно условно рефлекторное, если придерживаться терминологии физиологов. Итак, для определенного вида животных любой условный рефлекс потенциально является безусловным и наоборот

В нашем определении информации, она существует настолько, насколько представлены у носителя банка информации познавательные модели. С этой точки зрения рассмотрим, в каких отношениях находятся феномен жизни и информация, спускаясь в нашем анализе от сложных к все более просто организованным живым существам. Заодно постараемся понять, на каком уровне организации живого исчезает его разумная (познавательная) деятельность.

Отличительной особенностью животных является наличие у них специализированного органа (мозга), осуществляющего интеллектуальную деятельность, то есть содержащего, как и у человека, потенциальные модели окружающей действительности, без которых, как было указано выше, невозможно информационное (познавательное) взаимодействие со средой обитания.

В этом отношении растения существенно отличаются от животных, так как не располагают таким специализированным органом как мозг. Но, тем не менее, можно показать, что и растениям свойственно информационное (познавательное) взаимодействие с внешней средой? Например, продолжительность дня регулирует сезонные изменения растений. Очевидно, что активация этого сезонного биологического ритма у растения требует заведомо меньше энергии, чем, например, рост листьев и плодоношение. Следовательно, обнаружен явный признак информационного взаимодействия растения и окружающей среды – показатель важности информации существенно больше нуля, по нашим расчетам. Таким образом, план развития растения в определенный сезон, представляет собой врожденную сезонную модель поведения растения, которая активизируются продолжительностью дня.

Животные и растения являются отдельными организмами и потому, вероятно, не удивительно, что они способны на информационное взаимодействие с внешней среды. А способны ли на информационное взаимодействие со средой группы клеток, которые, например, составляют у животного орган (допустим печень), а у растения цветок? Может ли, например, печень или другой орган в организме рассматриваться как отдельная структура, которая, в определенной степени, автономно информационно взаимодействует с окружающей средой. Покажем, что это возможно на примере работы печени.

Как известно, накопление глюкозы в печени в виде гликогена зависит от уровня инсулина в крови – чем больше инсулина, тем больше глюкозы переходит в гликоген. Можно ли утверждать, что между печенью и инсулином имеется информационное взаимодействие? На сегодня хорошо известно, что энергия взаимодействия инсулина с рецепторами клеток печени не имеет никакого прямого отношения к синтезу гликогена из глюкозы. И, более того, для образования в клетках печени гликогена из глюкозы необходимо гораздо больше энергии, чем для взаимодействия инсулина с рецепторами печеночных клеток. Следовательно, налицо признак информационного взаимодействия инсулина и печени. Моделью информационного поведения печени, в этом случае, являются внутриклеточные биохимические процессы, которые вовлечены в синтез гликогена (что называется гликогенезом).

Относительно живых клеток легко доказать наличие у них информационного взаимодействия со средой, поскольку их структура и функции на сегодня детально изучены. Они взаимодействуют со средой через так называемые рецепторы – расположенные на наружной мембране белки, которые взаимодействуют с химическими элементами среды и, в результате этого взаимодействия, рецептор посылает специфический сигнал клетке, в ответ на который она меняет свое поведение. Например, как в вышеописанном случае печеночной клетки, начинает запасать гликоген. Очевидно, что это типичное информационное взаимодействие, где моделями являются все типы возможного поведения клетки как единой структуры.

Поведение клетки выражается в активизации определенных биохимических процессов. Но хорошо известно, что у ядерных клеток такие процессы закодированы в ДНК (носителем банка информации, НБИ по нашей терминологии, в клетке является ДНК!) и активизация специфического (информационного) поведения клетки заключается в том, что активизируются определенные участки ДНК (НБИ) и это запускает определенный биохимический процесс (информационную модель). То есть на примере клетки становится совершенно очевидно, что модели поведения у каждой ядерной клетки заданы от рождения в виде программ поведения, закодированных в ДНК. В ряде случаев, для изменения поведения клетки не нужно активизировать ДНК, а изменение биохимических процессов определяется взаимодействием рецептора и неядерных структур клетки. Но и в этом случае, модель поведения клетки не рождается рецептором, а лишь активизируется. То есть и безъядерный механизм регуляции поведения клетки в ней не возникает, а присутствует.

Рассмотрим пограничный между живым и неживым элемент природы, которым считается вирус. Вирус представляет собой кусочки ДНК («чистые» НБИ), которые, внедряются в ДНК живой клетки (рис. 7.5).

Рис. 7.5. Внедрение вируса в ДНК (НБИ) изменяет функцию (поведение) клетки, то есть характер взаимодействия с внешней средой

Для того чтобы понять принцип действия вируса в клетке или организме, опишем в общих чертах роль ДНК в клетке, но с позиции нашей теории информации. ДНК в клетке является, по сути, банком моделей ее поведения (НБИ, по нашей терминологии), так как клетка функционирует в соответствии с набором внутренних сигналов (моделей), которые она считывает с ДНК. Каждый раз, когда клетке требуется та или иная модель функционирования, она копирует с ДНК нужную модель и доставляет эту копию к одному из своих клеточных органов и этот орган начинает работать в соответствии с доставленной моделью поведения.

Рис. 7.6. Внедрение вируса в ДНК (НБИ) изменяет функцию (поведение) органов клетки, обычно, в сторону ухудшения, но может и улучшить

Свойство клетки копировать участки ДНК и используется вирусом для своего размножения (рис. 7.6). Как только вирус встраивается в ДНК, клетка, в соответствии с вышеописанным механизмом, может начать его копировать, точно так же, как и другие участки ДНК. В этом и заключается механизм его размножения. Однако вирус может включиться в ту часть ДНК, которая никогда не копируется клеткой, то есть не является текущим носителем моделей поведения клетки. Следует заметить, что модели поведения клетки, которые она использует для своего функционирования, занимают всего несколько процентов длины молекулы ДНК. Следовательно, вероятность включения вируса в неактивный участок ДНК существенно больше, чем в активный. При включении вируса в неактивный участок ДНК клетка становится всего лишь носителем вируса и такое носительство никак на ее функции не сказывается. С этой точки зрения, нефункционирующие участки ДНК в клетке возможно и представляют собой скопление некопирующихся вирусов, которые приобрела клетка в процессе своей эволюции (вплоть до многоклеточного и такого высокоорганизованного существа как человек). Допустим, что вирус включился в тот участок ДНК, который клетка копирует в процессе своей жизнедеятельности (рис. 7.6). Тогда для клетки скопированный вирус представляет собой еще одну, новую модель функционирования, которую она доставляет к своим клеточным органам точно так же, как и другие невирусные модели поведения. Поскольку это копируемый клеткой участок ДНК, то значит, он активно используется клеткой для обеспечения жизнедеятельности. Но, с другой стороны, после замены такого участка на вирус, его структура отличается от исходной, хотя и не настолько, чтобы исключить возможность копирования. То есть для того чтобы вирус мог размножаться в клетке, его строение должно в какой-то мере быть похоже на строение заменяемого им участка ДНК. Или, с точки зрения информации, строение вируса должно в той или иной степени отражать одну из моделей поведения клетки, закодированной в ДНК. Ввиду подобия строения вируса и замененного им участка ДНК, размножающийся в клетке вирус будет поступать к органам клетки, которые регулировал ранее нормальный участок ДНК. Отличие строения вируса от строения невирусного регулятора деятельности клетки будет восприниматься регулируемым органом клетки как команда к модификации своей деятельности. Но очевидно, что эта модификация, скорее всего, не будет согласована с функционированием других органов клетки и это приведет к гибели клетки, так скоро, насколько сильно будет нарушена вирусом ее жизнеспособность.

Однако, возможно и счастливое стечение обстоятельств, при заражении клетки вирусом.

Если встроившийся в ДНК вирус так удачно заменит старую модель функционирования клетки, что зараженная вирусом клетка будет более приспособлена к среде обитания, тогда вирус обеспечит клетке эволюционный скачек. В этом случае вирус снабдил клетку прогрессивной моделью поведения и поэтому выступает в роли переносчика эффективных моделей поведения клетки.

Очевидно, что и мутации, возникающие в ДНК клетки под действием физических воздействий (радиации, например) также следует рассматривать как способ генерации нового поведения клетки или многоклеточного организма, в целом. Итак, «полуживое» существо вирус участвует в информационном взаимодействии живого и окружающей среды, как генератор моделей поведения живых организмов.

Вирус, с точки зрения нашей теории информации и вышесказанного, можно отнести к «странному» объекту. Вирус является носителем обычно нехарактерного поведения клетки, если он внедряется в одноклеточный организм, или тела животного, когда он поражает большую группу клеток организма. Но у вируса отсутствуют средства реализации потенциального и скрытого в его ДНК поведения клеток или тела до тех пор, пока он не внедрится в ДНК клеток. Итак, до внедрения в клетку вирус не способен вступать в информационное взаимодействие с окружающей средой и поэтому его можно рассматривать лишь как носитель и переносчик познавательных моделей. После внедрения в организм, возникает симбиотический объект – клетка+вирус, который взаимодействует с внешней средой не так, как до этого взаимодействовала сама клетка (организм).

Приведем пример. При гриппе возникает насморк, то есть организм проявляет новое качество поведения. Если при этом закапать в нос капли от насморка, то он прекратится. Реакция организма на лекарство является информационным взаимодействием, что очевидно. То есть организм изменил свое поведение под действием вируса в целом в среде (появился насморк) и в этом новом поведении усматриваются и новые информационные его взаимодействия с внешней средой.

Следовательно, вирус нужно отнести к категории физических носителей информационного поведения живых существ. С его помощью живые существа получают новые модели информационного взаимодействия с внешней средой, как правило, неэффективные. К неэффективным, возможно, относится и часть ДНК, определяющая продолжительность жизни клеток в организме, которая могла быть внедрена как вирус. Ведь продолжительность жизни одноклеточных организмов неограниченна и потенциально неограниченной должна быть и жизнь, например, человека. Не исключено, что вся спираль ДНК это, по сути, комбинация вирусов, накопившихся в процессе взаимодействия вирусов и ядерных клеток.

Подведем итоги выше представленных рассуждений. Исходя из нашего определения информации, она является, по сути отражением содержания банка моделей поведения, сосредоточенных у его носителя. Высокоразвитые живые существ, состоящие из сложно организованных многоклеточных структур, обеспечивают свое выживание (разумное поведение) как единого организма благодаря специализированному органу, в котором содержатся все модели оптимального поведения организма (мозг). Часть моделей управления сохраняются и на более низком иерархическом уровне – саморегуляция («разумное поведение») деятельности отдельных органов. Например, сердце может сокращаться и вне организма. Аналогично сохранена в организме и саморегуляция («разумное поведение») и отдельных клеток. Но во всех этих случаях, модель поведения (разумное поведение, другими словами) не берется из внешней среды в процессе жизнедеятельности, а всегда присутствует от рождения и лишь активируется, в случае необходимости.

В более простых, чем многоклеточные существа, созданиях – ядерные клетки, например, роль банка моделей «разумного» поведения выполняет ДНК. Заданность в ДНК от рождения всех моделей поведения клетки на сегодня ни у кого не вызывает сомнений (

Исходя из вышесказанного, разумным существом (способным к познавательной деятельности) можно назвать лишь то, которое меняет модели своего поведения в связи с изменившимися обстоятельствами. Следовательно, только если у существа есть и банк моделей и оно в состоянии реализовать содержащиеся в моделях команды, его поведение может рассматриваться как разумное. Иначе, если существо не меняет должным образом свое поведение в связи с изменившимися обстоятельствами, как мы его можем считать разумным?

Из приведенного определения «разумного», можно вывести и понятие «полуразумного» объекта. Допустим, мы наблюдаем объект, который в состоянии информационно взаимодействовать с внешней средой, но не содержит банка моделей поведения. Или другими словами, это существо реализует единственную модель своего поведения и не содержит никаких скрытых, не реализованных еще моделей поведения. Это совсем не фантастическое создание, а описание безъядерных клеток. Такое создание, с точки зрения нашей теории информации, содержит только половину необходимых для разумного существа свойств – одну единственную и реализованную модель поведения, и не имеет банка моделей поведения. С этой точки зрения оно относится к категории «полуразумный».

И в природе представлен симметричный описанному другой «полуразумный» объект, который состоит только из потенциальной модели поведения. Это вирус. Он, как и любой разумный объект, может обеспечить информационное взаимодействие, но только после того, как внедрится в банк носителя информации. Следовательно, вирус тоже можно относить к категории «полуразумных».

Все остальные объекты природы, свойства которых могут быть описаны в рамках физических законов, а не информационных моделей поведения, следует относить к неразумным объектам. Итак, разумная деятельность ограничена снизу двумя полуразумными объектами – вирусом и одноклеточным организмом, которые представляют собой стартовые компоненты разумных существ. Соответственно, носитель банка моделей информационного поведения (вирус) и единичная модель информационного поведения (безъядерная клетка). Объединяясь, эти компоненты рождают разумный, способный к познавательной (информационной) деятельности объект.

Темы для размышлений:

1. В разделе 7.1 указано: «Наблюдатель (исследователь) фактически раздваивается. Во-первых, предполагая ту или иную реакцию животного, исследователь наделяет животное своими познавательными моделями (гипотезами), то есть, по сути, воображает себя на месте животного в эксперименте. Во-вторых, он остается наблюдателем поведения животного и делает, на основании результатов эксперимента и своей гипотезы, умозаключения об особенностях информационного (познавательного) поведения животного».

Проблема. Представленный текст лишь намечает существенные отличия информационного взаимодействия исследователя-профессионала с живым объектом исследования. Но не детализовано активирование познавательных моделей у подопытных и, соответственно, у исследователя в процессе его экспериментов. Такая детализация опущена не случайно, так как, с одной стороны, ее несложно провести и самостоястоятельно, используя представленные в предыдущих разделах примеры. С другой стороны, подробное и длинное описание достаточно очевидных построений, может показаться скучным читателю. В связи с этим, предлагаю, в качестве интеллектуального развлечения, самостоятельно дополнить раздел 7.1 недостающими рассуждениями.

2. В разделе 7.2 утверждается: «… у человека, как наиболее интеллектуального на Земле создания, в нервной познавательной сети («банке информации») содержатся все познавательные модели менее разумных существ, которые он использует для интерпретации познавательного поведения животных».

Проблема. Вообще-то это утверждение мне кажется не очень обоснованным, хотя я и не смог найти ему контраргументов, в виде, например, животного, поведение которого недоступно пониманию человека, в принципе. Предлагаю читателю попытаться опровергнуть это утверждение, избегая при этом, примеров женской логики, непостижимой для мужчин.

3. В разделе 7.3. утверждается: «… связь между звуковым анализатором и пищевым анализатором должна физически существовать в качестве нервных связей между этими нервными центрами, но до экспериментов она находится в неактивном состоянии (рис. 7.1). Если такая связь (звукового и пищевого анализаторов) исходно физически отсутствует (нет нервных связей), то ее, совершенно очевидно, невозможно вызвать в самых гениальных физиологических экспериментах, так как для этого отсутствует материальный субстрат (как известно, нервные клетки не размножаются)».

Проблема. Я не рискнул в основном тексте этой книги представить результаты одной исключительной и новейшей работы, которая была доложена на одном из эндокринологических международных конгрессов. Одни из известных исследователей биологов показал, что нервная сеть самцов канареек структурно перестраивается, когда весной у них стимулируются «певческие» способности, которыми они завлекают самок. С помощью изощренный современных методов он показал, что у взрослого кенара весной образуется! в мозге массив нервных клеток, которые мигрируют! в нервный центр пения. Исходя из этих данных, можно полагать, что, в самом деле, нервная система представляет собой намного более гибкое образование, чем считалось ранее. То есть нервные клетки могут не только менять свое местно в нервной системе, но и образовывать новые связи у взрослого человека. Также показано, что они даже размножаются у взрослого человека из так называемых стволовых клеток.

С учетом новейших данных относительно размножения и мигранции нервных клеток, можно совсем по другому посмотреть на образование условных рефлексов и работу нервной познавательной сети. Например, условные рефлексы могут формироваться в результате структурной перестройки нервной сети. Над этим и предлагаю поразмыслить читателю.

Раздел 8
Информация и социальное (групповое) поведение

Исходя из анализа, представленного в предыдущих разделах, очевидно, что простые существа, способные к информационному взаимодействию со средой, совершенствуют эту активность, объединяясь во все более и более сложные и физические сцепленные структуры. Например, «полуразумные» вирусы и безъядерные клетки сливаются в «разумные» ядерные клетки. В свою очередь, одноклеточные организмы «сливаются» в многоклеточные, а последние, в свою очередь, составляют сложные организмы, вплоть до человека.

Однако вышеописанный путь эволюции познавательного процесса касается только одной ее стороны – развитие все более совершенного, с точки зрения возможностей познания окружающего мира, организма. Вместе с тем мы видим, что разумные существа способны к информационному взаимодействию не только с неживыми объектами, но и друг с другом, без образования единого организма. Благодаря таким взаимодействиям возникают особые структуры – сообщества разумных существ, способных к согласованному поведению как единый организм. Но, в отличие организма, связи между элементами такого сообщества носят исключительно информационный (познавательный) характер, а физически они разделены, то есть в любой момент могут начать существовать как абсолютно независимые разумные единицы. Человеческое общество или муравейник или толпа или стадо животных или стая рыб представляют собой такие структуры.

Вероятно, единственным условием, которое превращает отдельные разумные существа в сообщество, является их способность к согласованному (синхронизированному) поведению в ответ на внешнее информационное воздействие (АБИ). Например, когда генерал (АБИ) произносит перед строем солдат (НБИ) фразу «Здравствуйте, товарищи солдаты», а в ответ солдаты дружно отвечают «Здравия желаем, товарищ генерал!», то мы наблюдаем типичный пример информационного взаимодействия между генералом (АБИ) и группой солдат (НБИ), причем последние ведут себя как сообщество разумных единиц. Независимо от того, как на это смотрит генерал. Энергия, поступившая от звуковых волн к слуховому анализатору каждого солдата, существенно меньше, чем та, которую солдаты потратили на произнесение приветствия. То есть налицо кардинальный признак информационного взаимодействия. Если генерал (АБИ) даст команду строю «Разойдись!», то это способное к информационному взаимодействию сообщество (строй солдат) тут же распадется на отдельные элементы, то есть фактически, погибнет. Где в этом случае находится модель информационного синхронного взаимодействия и что собой она представляет? Очевидно, что модель поведения на приветствие генерала содержится в мозгу каждого солдата (НБИ). Для того, чтобы ответ был синхронным, эта модель должна содержать и правила синхронизации действия каждого разумного существа, со смежными разумными существами. Но очевидно, что в случае солдат, она появляется не сама по себе, а в результате их обучения. Цель обучения заключается в активации у каждого солдата модели поведения, которая обеспечивает согласованное с другими солдатами действие. Когда наблюдается синхронная реакция таких малоинтеллектуальный созданий как рыбы в косяке, то следует предположить, что они рождаются с активированной моделью синхронного поведения, то есть с «безусловным» рефлексом синхронного поведения. Синхронизация поведения животных в стае, стаде и т. п., вероятно, результат самообучения.

В случае приветствия генерала, согласованное поведение является самым элементарным, так как модель этого поведения полностью доступна каждому из элементов (каждому солдату). Признаком элементарности является полная взаимозаменяемость источника синхронизующей действие команды любым элементом – на место перед строем можно поставить любого солдата и он сможет синхронизовать ответ строя солдат не хуже генерала.

Приведем пример сложной синхронизации действий и тоже на примере армии, как наиболее требовательной к скоординированным акциям организации. Допустим, главнокомандующий ведет военные действия. Общий план военной акции (познавательная модель) в этом случае известен только главнокомандующему (НБИ), но не отдельному солдату или ротам солдат, полкам и другим подразделениям. Но при этом все войсковые части должны действовать согласованно (синхронно) чтобы военная акция оказалась успешной. В этом случае главнокомандующего не может заменить солдат, так как не обладает нужными навыками сложной синхронизации действий армии (военной познавательной моделью).

Синхронизация действий армии под командованием генерала изображена на рис. 8.1. В нейронной сети генерала сформирована модель поведения армии, согласно которой он отдает приказы своим частям (пехоте, авиации, флоту). Действие солдат соответствующей части, происходит согласно единой модели поведения (например, маршировать строем в определенном направлении). Когда солдаты военной части получают приказ генерала, то они все действуют по единой военной модели поведения, что и обеспечивает синхронное перемещение военной части в нужном генералу направлении. Следовательно, когда солдат выполняет приказ, то в соответствии с нашей теорией информации, он является НБИ, а приказ генерала АБИ. Но, когда сообщения поступают от частей к генералу, то в этом случае он уже выступает в роли НБИ, а части – как АБИ. И только согласование моделей поведения генерала и солдат, обеспечивает синхронизацию действий армии. Такое согласование обеспечивается только обучением армии, а точнее, всех потенциальных носителей моделей поведения, то есть военского состава армии. Целью обучения как раз и является активизация нужных для армейский действий моделей поведения. Задаются эти модели поведения – генералами. У генералов эти модели поведения активируются путем информационного взаимодействия со специальной военной литературой. И т. д.

Рис. 8.1. Информационное взаимодействие генерала и армии. У каждого солдата, пилота и моряка имеется модель выполнения приказа генерала, в которую включено согласованное действие с другими военными на поле боя. Познавательная модель генерала (ведение боя) включает не только модели поведения войск, но и способы согласованной ликвидации врага всеми родам войск

Итак, чем более исключительной является роль отдельного элемента сообщества в синхронизации его действий, тем более сложной моделью поведения он обладает. И более того, модели поведения «подчиненных» являются элементами модели поведения «руководителя», что и позволяет руководителю синхронизовать действия подчиненных. Сообщество способных существовать автономно (по крайней мере, существенно дольше, чем происходит информационное взаимодействие между элементами) разумных элементов (человечество, государство, группы людей, стада животных, коллективы насекомых, группы клеток), исходя из сказанного, обладают характерными для информационного взаимодействия с внешней средой качествами. Показателем информационного взаимодействия члена сообщества (НБИ) и внешнего по отношению к нему элементу (АБИ) является синхронное изменением поведения элементов сообщества (НБИ), по крайней мере, большинства, в ответ на активность АБИ. Такая синхронизация обеспечивается тем, что каждый из элементов сообщества имеет идентичные модели поведения на определенное внешнее воздействие и при этом каждый из элементов держится от себе подобного на таком расстоянии, при котором информационное взаимодействие, с одной стороны, доступно, а с другой стороны, исключен физический неразрывный контакт. Например, как у стаи рыб.