Текст книги "В сути вещей"

3.2. Другие определения. Коротко

Если коротко, то подойдет и википедия с данными от 27 февраля 2013 г. …

Жизнь – активное, идущее с затратой извне энергии, поддержание и самовоспроизведение специфической структуры.

Нет возражений, что с затратой энергии и нет возражений, что со специфической структурой. Но… главный вопрос, – какой именно структуры?

Жизнь – это процесс, который противоположен по направлению остальным неживым объектам и направленный на уменьшение собственной энтропии.

Как же без нее, без энтропии! Избегать своего конечного состояния – состояние устойчивости. … Но можно ли приравнять это жизни?

Жизнь – способ существования белковых тел, существенным моментом которого является постоянный обмен веществ с внешней природой.

Есть вопросы. … Только ли существование белковых тел? И только ли веществ?

Жизнь – открытые, саморегулирующиеся и самовосстанавливающиеся системы, построенные из биополимеров – белков и нуклеиновых кислот. Кроме вышеупомянутых претензий, существенно и то, что определение подчеркивает лишь регулирование ради восстановления. Жизнь – это фазово-обособленная форма существования функционирующих автокатализаторов, способных к химическим мутациям и претерпевших достаточно длительную эволюцию за счёт естественного отбора. Если абстрагироваться от химической основы, оно близко моему пониманию, с той лишь еще разницей, что мутации – лишь частный случай выработки, как самой цели, так и способа достижения этой цели.

Жизнь – это высокоустойчивое состояние вещества, использующее для выработки сохраняющих реакций информацию, кодируемую состояниями отдельных молекул.

Это «сохраняющих реакций информацию» можно понимать и как «сохранять реакцию», чтобы иметь возможность предвидеть эту реакцию.

3.3. Как же без энтропии!

Когда в товарищах согласья нет,

На лад их дело не пойдет,

И выйдет из него не дело, только мука.

Однажды Лебедь, Рак, да Щука

Везти с поклажей воз взялись,

И вместе трое все в него впряглись;

Из кожи лезут вон, а возу все нет ходу!

Поклажа бы для них казалась и легка:

Да Лебедь рвется в облака,

Рак пятится назад, а Щука тянет в воду.

Кто виноват из них, кто прав, – судить не нам;

Да только воз и ныне там.

Он и ныне там, поскольку имеет место быть разнонаправленность усилий. … Энтропия целого может быть равна нулю, несмотря на то, что энтропия ее частей может быть максимальна. Или, в более общей формулировке, энтропия целого может не изменяться, даже если энтропии частей изменяются. … Так же как и целое может не изменяться, даже если изменяются ее части: «А = В, если С», но возможно, также и «А = U, если L».

Вообще, различают три вида энтропии:

Энтропия Клаузиса – число, пропорциональное той части энергии, которую нельзя превратить в работу (деградация энергии).

Энтропия Больцмана – число, характеризующее наиболее вероятное состояние молекулярной системы (положение и направленность усредненной молекулы, которой она стремится быть).

Энтропия Шеннона – число, характеризующее разнообразие возможных исходов и нормированное единицей в случае максимума этого разнообразия и нулем в случае, если неопределенности в отношении возможных исходов не существует.

Известно, что любое замкнутое однозначное преобразование стремится к своему равновесному состоянию (равновесно то, что не порождает новых состояний). А что это (безвозвратные потери разнообразия до некоторого минимального значения), как не энтропия Клаузиса?! С другой стороны, неопределенность любого изменения (было одним и стало …) может быть оценена энтропией Шеннона.

3.4 Диалоги. Из переписки

Здравствуй, Таня!

Мысленный эксперимент. Допустим, приземлились на некой планете и, допустим, там нашли шар. Этот шар состоит не из углерода и даже не из кремния. Он умеет лишь менять свой цвет с красного на синий или с синего на красный. Причем, нами было замечено, что он всегда краснеет, когда мы говорим или думаем истину (например, когда указываем на скафандр и говорим, что это скафандр) и синеет, когда лжем (например, когда указываем на скафандр и говорим, что это гороховый суп).

Можно ли в этом случае сказать, что этот шар живой? Думаю, что так сказать об этом шаре можно. Шар живой (по крайней мере в первом приближении).

Существенно в этом мысленном эксперименте то, что он не имеет никакого ДНК, не питается, не делает себе подобного, ни делает ничего из того, что мы обычно связываем с понятием «жизнь».

Допустим, этот шар правильно комментировал наши мысли в 1000 случаев. Теперь усложним эксперимент. Если ответы (этого чего-то) транслирует какой-то человек и предоставлено правильных ответов в два раза больше, то можно ли сказать, что ЭТО думает? Современные компьютеры позволяют получать правильные ответы на гораздо большее число заданных вопросов.

Если количество правильных ответов не является единственным критерием живого, то тогда что еще нужно, чтобы мы ЭТО причислили к живому? Ответ, как не удивительно, весьма прост! Если ЭТО выявляет эти закономерности само, то мы его причисляем к живому, а если же не само, то кто-то или что-то в НЕГО эти знания ранее вложил.

Итак, жизнь – это выявление закономерности и использование уже выявленных для поиска других закономерностей. Так организм «растет».

Этот вывод очень схож с формулировкой жизни, которую дал Шредингер. «Организм извлекает упорядоченность из окружающей среды, отрицательная энтропия – это то, чем организм питается». Только Шредингер говорит об энтропии Клаузиса – о жизни как о чем-то обратном по отношению к деградации энергии. … Если же в его определении заменить «упорядоченность» на «закономерность» и рассматривать информационный аспект как главный, то мой вывод в этом случае будет совпадать с формулировкой известного физика.

Здравствуйте, Вячеслав!

На стр. 27 «Введение в кибернетику» нашел пример: упр. 1. Если операнды – положительные числа 1, 2, 3, 4 и действует оператор «прибавить к данному числу три», то преобразование имеет вид:

1 2 3 4 – операнд (верхняя строчка)

4 5 6 7 – образ (нижняя строчка)

Имеем, согласно формату любой закономерности: «если из операнда, при воздействии на него оператора, следует только образ и ничто иное, то образ – то же самое, что операнд, при воздействии на операнд оператора».

образ = операнд, если оператор:

4 = 1, если +3

5 = 2, если +3

6 = 3, если +3

7 = 4, если +3

Это преобразование однозначно, но не замкнуто. Так вот, живое то, что ищет такого рода (образ = операнд, если оператор) закономерности и, используя уже найденные, находит другие, более сложно устроенные. Так живое «растет».

Любопытно еще вот что. … Для простоты рассуждений возьмем этот же пример и усилим его в том смысле, что рассмотрим только один переход. Поскольку это единственный переход, то он по определению (если рассматривать переход типа: А → не-А) не замкнут.

1 – операнд (верхняя строчка)

4 – образ (нижняя строчка)

Но, если вместо операнда подставить «операнд, при воздействии на операнд оператора», получим замкнутый переход:

1, если +3 (операнд)

4 (образ)

Либо, что то же:

4 (операнд)

1, если +3 (образ)

Общий вывод таков: то, что выражено через тождество – замкнуто!

Здравствуйте, Владимир!

Я понимаю, что от того, в какой системе понятий и, соответственно, определений осуществлять мышление, будут зависеть и возможности в достижении того или иного результата.

Пока китайцы не перешли на английский язык, их познания в технических науках были весьма скромны. Китайский язык по своей конструкции ограничивает возможности иерархического и технического мышления. Языки программирования тоже отличаются возможностью в получении эффективного программного обеспечения. Мне кажется очевидным, что количество уровней иерархии в системе логических понятий является основной трудностью построения эффективного компьютерного мышления.

Совершенно с Вами согласен, что выявление закономерностей, описание этого процесса, описание формирования иерархии закономерностей может дать ключ к пониманию процесса зарождения жизни и развития многообразия ее форм.

Здравствуйте, Вячеслав!

В главе 6 «Упорядоченность, неупорядоченность и энтропия» Шредингер пишет [11]:

1 «Что является характерной чертой жизни? Когда мы говорим про кусок материи, что он живой? Когда он продолжает «делать что либо», двигаться, обмениваться веществом с окружающей средой и т. д., – и все это в течение более долгого времени, чем по нашим ожиданиям мог бы делать неодушевленный кусок материи при подобных же условиях. Если неживую систему изолировать или поместить в однородные условия, всякое движение, обычно, очень скоро прекращается. … Достигнуто неизменное состояние, в котором не возникает никаких заметных событий. Физик называет это состоянием термодинамического равновесия или «максимальной энтропией»».

2. И там же [11]: «Так и живой организм непрерывно увеличивает свою энтропию – или, говоря иначе, производит положительную и таким образом приближается к опасному состоянию максимальной энтропии, которое представляет собой смерть. Он может избегать этого состояния, т. е оставаться живым, только путем постоянного извлечения из окружающей его среды отрицательной энтропии, которая представляет собой нечто положительное, как мы сейчас увидим. Отрицательная энтропия вот то, чем организм питается».

2 И еще [11]: «Изолированная система или система в однородных условиях (которые для наших рассуждений лучше включить как часть рассматриваемой системы) увеличивает свою энтропию и более или менее быстро приближается к инертному состоянию максимальной энтропии. Мы узнаем теперь в этом основном законе физики естественное стремление вещей приближаться к хаотическому состоянию (то же самое стремление, которое выявляется у книг в библиотеке или у стопок бумаг и рукописей на письменном столе), если мы не препятствуем этому».

3 И у него же [11]: «Таким образом, средство, при помощи которого организм поддерживает себя постоянно на достаточно высоком уровне упорядоченности (= достаточно низкому уровню энтропии), в действительности состоит в непрерывном извлечении упорядоченности из окружающей среды».

4 Теперь сравним с выводами науки об управлении из «Введение в кибернетику» – на стр. 39 читаем [2]: «Предположим для определенности, что мы имеем преобразование U

A B C D E

D A E D D

Если U применяется к С, то образуется ряд С, E, D, D, D … и т. д., где D повторяется без конца. Если U применить к А, то образуется ряд A, D, D, D …, где D повторяется опять».

1 Итак, для преобразования U устойчивым состоянием будет состояние D: «C → E → D ← A ← B».

2 На стр. 41 у Эшби читаем [2]: «Начиная движение из любого состояния и следуя по цепи стрелок, мы можем убедиться, что при повторных преобразованиях представляющая точка проходит ВСЕГДА к некоторому положению, в котором циклирует до бесконечности».

3 Устойчиво то, что не порождает новых состояний – об этом у Эшби написана отдельная глава. Это касается не только отдельных состояний, но и циклов.

9. Для примера на стр. 39 «деградация разнообразия» может быть оценена (упрощенно) как 1 к 5 (из пяти возможных начальных состояний преобразуется ВСЕГДА к одному). Для однозначных и замкнутых преобразований разнообразие может только уменьшаться!

4 Теперь уже от себя: то, что способно отыскивать все новые и новые однозначные (хотя бы) и замкнутые преобразования, то живое! Причем, конкретные носители живого могут и умирать, но если оно (живое) способно преобразовывать себя хотя бы изоморфно (а желательно с увеличением разнообразия), оно продолжает себя!

Здравствуйте, Вячеслав!

Хочу еще высказать уточнение. … Энтропия понимается как мера приближения к равновесию (и только для газообразных состояний этим равновесным, наиболее вероятным состоянием является хаотическое состояние).

Здравствуйте, Владимир!

Прочитав Ваше письмо, мне пришла мысль, что одного понятия энтропии, даже в ее очень общем понимании, недостаточно для описания живого. Мне кажется живое не только «извлекает упорядоченность» из окружающей среды, но и создает упорядоченность, то есть обладает организующей функцией некоторой части окружающей среды за счет энергии остальной части окружающей среды.

Здравствуйте, Вячеслав!

Именно! И я об этом же! … Когда мы учимся или учим, мы сами задаем (организуем) повторяющиеся последовательности, например, такую как «вид А ↔ звук А». Согласно Эшби, это обучение по ассоциации, а на языке математики – это эквиваленция. Более того, Турчин прямо говорил о мышлении, как об управлении ассоциациями [1]: «управление ассоциированием = мышление». Но это уже тема следующей главы. Что касается жизни как таковой, то мне нравится образно подчеркнутая ее суть: «слепой часовщик». Этот часовщик изначально слеп в том смысле, что он не ставит себе каких-то определенных целей заранее, за исключением одной, за исключением той, чем он сам (часовщик) является – искать, находить и использовать то, что повторяемо при некоторых условиях.

Здравствуйте, Вячеслав!

«О, сколько нам открытий чудных …» – что общего у этих строк Пушкина с персонажами нигилизма в литературе или, например, с тем же квадратом Малевича? Почему то, что называется «ни ума, ни фантазии», востребовано культурой? Целесообразность сего, на мой взгляд, лишь в одном востребованность поиска, востребованность новизны. И, порой, она настолько велика, что в угоду приносится храм уже созданный. … Ибо мутации – необходимая составляющая того, что называется жизнью. Потому что прекрасное, но неизменное, уже не прекрасно, … потому что то, что всегда остается тем же самым, мертво – имеет максимум энтропии.

Здравствуйте, Вячеслав!

Когда-то и я испытал восторг от глубинного смысла в изложении Турчина [1]:

«В чувстве прекрасного больше индивидуальных различий между людьми, оно тоньше и загадочнее, чем чувство смешного. Но в нем есть тот же динамизм, связанный с новизной впечатления. Частое повторение понравившегося музыкального произведения не только делает к нему равнодушным, но, в конце концов, внушает к нему отвращение.

Острое ощущение прекрасного кратковременно, оно включает элемент откровения, восторженного удивления. Его можно описать также как внезапное усмотрение какого-то глубокого порядка, соответствия, смысла.

Если пытаться дать кибернетическую интерпретацию этому явлению, можно предположить, что чувство прекрасного вызывают те впечатления, которые дают пищу для самых сложных и тонких моделей, реализующихся с помощью классификаторов высшего уровня. Эти классификаторы должны, очевидно, в максимальной степени сжимать информацию, распознавать чрезвычайно сложные понятия. А это и есть усмотрение глубокого внутреннего порядка в кажущемся беспорядке».

Здравствуйте, Владимир!

Последнее Ваше письмо неожиданно выявило у нас с Вами много пересечений в представлении о прекрасном. Много лет назад я занимался вопросом о положительных эмоциях от восприятия прекрасного. Где то даже валяется теоретическая модель принципиально нового музыкального инструмента. Одним из ключевых принципов в нем было заложено следующее представление: обнаружение некоторой закономерности в потоке воспринимаемой информации сопровождается положительной эмоцией.

Так, например, в гармоничных нотах есть точно совпадающие по частоте гармоники. Закономерности мозг способен обнаружить во всей одновременно поступающей информации по всем органам чувств: слух, зрение, тактильные, запах. Сохранение в мозгу активности возбужденного образа в течении некоторого времени (его свойство), позволяет мозгу находить закономерности не только среди мгновенно поступающей информации, но и между разновременно поступающей информацией и даже с информацией вызванной из памяти.

Выявляемые закономерности как то запоминаются и «маркируются» в мозге и также участвуют в выявлении новых закономерностей уже на более высоком иерархическом уровне. Эмоциональное восприятие в конечном итоге вызывает у каждого человека свой индивидуальный поток выявляемых закономерностей.

Чем мощнее этот поток, тем больше положительных эмоций. Мощность потока выявленных закономерностей будет зависеть не только от особенностей первичной информации, но и от всей предыстории восприятия, обучения и воспитания данного человека, создающей естественно много условностей, в том числе связанных с исключительностью и лидерством:

http://www.vsegdazdorov.ru/articles.html?d=2115481284&gid=1206189175

По мере повторения одного и того же поток новых закономерностей уменьшается и чувства исчезают… Музыкальный инструмент должен был исходно задавать закономерности и маскировать их в потоке излучаемых звуков.

Глава 4. Мышление

Исследованием языковой деятельности занимаются лингвистика и логика. Лингвистику интересует главным образом синтаксис языков (в широком, семиотическом смысле), логику – семантика. Когда синтаксис и семантика сплетаются, невозможно отделить и лингвистику от логики.

В.Ф. Турчин

4.1. Человечки в мозгу

Управление ассоциированием = Мышление.

В.Ф. Турчин

Будучи студентом института связи, в девяностые годы снимал комнату в частном доме в Новосибирске, хозяйкой которого была одна бабушка. Кроме твердого, как скала характера, был у нее один недостаток – частенько выпивала. … Так вот, в мои обязанности входило, кроме всего прочего, … выгонять чертей, которые частенько у нее засиживались.

Речь, конечно, не о руках, ногах (или хвостах) … этих человечков. Суть их, по Турчину – в свободе ассоциирования. Но беда такой свободы в том, что если она не ограничена закономерностями внешнего мира, «то, что в мозгу» становится почти полным аналогом состояния идеального газа в термодинамике. … Случаи со слепоглухонемыми детьми, с которыми специально не занимались, тому подтверждение [13]:

«Неподвижные, безынициативные, они целыми часами не меняют места, а иногда и позы. Они не пользуются осязанием для ориентации в пространстве и для освоения новых объектов. Навыки у них не выработаны – даже процессы еды, раздевания и одевания, удовлетворения простейших физиологических нужд совершаются после внешнего толчка, а без него могут быть отодвинуты во времени до предельного нарастания потребности, после чего следует приступ ярости».

Прежде чем перейти к решению вопроса на абстрактном уровне, приведу еще одно сравнение. … На что может быть похожа деятельность мозга? На работу города со своими уровнями иерархии, со своей специализацией труда. … Сознание сродни работе мэра в этом городе. И решения, которые оно принимает, основано на результатах работы подсознательных частей. … Означает ли это, что сознание – всегда главное? Нет, не означает. Во-первых, принцип «вассал моего вассала – не мой вассал» не подразумевает руководства вложенными уровнями напрямую. Во-вторых, для тех, кто занимается духовной практикой, свойственно переподчинение сознания. В-третьих, возможен случай откровенной войны между частями психики, в том числе и по отношению к самому сознанию.

Если сказанное кому-то покажется излишним теоретизированием, может задаться вопросами: контролирует ли он повороты своей стопы при ходьбе,… чем объяснимо, что одна рука в буквальном смысле может оказывать противодействие другой руке, … как возникают голоса с другим тембром и на другом языке?

Обещанное. … Эти человечки в мозгу – не что иное, как живое. И оно не требует никакого ДНК в нашем привычном понимании. Оно (живое) лишь требует ответа: с чего начинается создание закономерностей, которые служат средством для поиска других закономерностей? … У Эшби [2]:

«Более просто тот же принцип обнаруживается при обучении по ассоциации. Предположим, мы хотим, чтобы обучающийся, получая некоторую букву, отвечал некоторым числом по правилу: дано А – ответ 2, дано В – ответ 5, дано С – ответ 3. Для этого обучаемому можно дать такую последовательность, как, например, А2, В5, С3, В5, С3, А2, А2, С3 и т. д. Но эта последовательность, рассматриваемая как последовательность векторов с двумя состояниями, обнаруживает ограничение разнообразия. Это ограничение разнообразия необходимо для обучения, ибо при его отсутствии за А одинаково могли бы следовать и 2, и 3, и 5, так что обучаемый не мог бы образовывать никаких специфических ассоциаций».

Банальность? Но попробуем пойти чуть дальше. … К сожалению, не смогу привести источник, поэтому просто перескажу смысл. … Тест заключался в том, что давалась последовательность цветов, которая на первый взгляд выглядела случайной. Тестируемого просили нажимать кнопку в «правильном» случае (в чем состоит правильность – не конкретизировалось). … Правильный ответ вознаграждался, а неправильный – наказывался (условно, конечно же). … Допустим, этим «правильным» было то, что после зеленого и красного шел всегда синий цвет, … а после, например, серого и красного – какой угодно цвет, но не синий. … Так вот, оказалось, что после 5-10 повторов подсознательная часть уже могла различать «правильную» последовательность от неправильной, что было заметно в изменении частоты пульса, дыхания. … И только после 15–20 повторов до сознания доходило, в чем суть этих различий.

Если естественно для нервной системы (ее частей) выявлять такого рода закономерности, то, … как и когда родилось наше всё – наш язык?