АО «Швабе-Приборы»
Информационный подход в биодинамике
Апарцев О.Р., ведущий инженер
Россия, г. Новосибирск
Аннотация
В статье исследуется философская проблема существования Жизни в форме живых объектов, объединенных в популяции. Подходом, позволяющим рассмотрение проблемы такой сложности, является информационно-логическое описание популяционных процессов, основанное на абстрактном представлении объектов с отождествлением конкретного объекта и набора его индивидуальных качеств, а также учет влияния диссипации, выраженной в логическом виде. Принципиальный отказ от рассмотрения внутреннего устройства живых объектов позволяет универсализировать теорию и сделать далеко идущие обобщения.
Основным исследовательским методом является софистическое изучение объектов, базирующееся на:
- Экстравертном анализе, позволяющем создание элементов абстрактных моделей, исходя исключительно из внешних проявлений реальных объектов;
- Аксиоматической декларации, т.е. использование гипотетических объектов без доказательств существования их реальных прототипов;
- Мысленном эксперименте, осуществляющем дедукционный анализ модельных процессов и их сравнение с реальными;
- Логическом анализе, как инструменте установления причинно-следственных связей и генерации выводов.
Представлено материалистическое обоснование эквивалентности физико-химических процессов, сопровождающих процессы Жизни, и информационно-логической модели, описывающей обменные взаимодействия в абстрактной популяции. Продемонстрирована эффективность описания внутрипопуляционного взаимодействия при помощи неких обменных частиц. Обсуждены причины низкой обнаружимости реальных обменных частиц в биологических популяциях. Сделаны предположения о причинах зарождения этих частиц в живой природе.
Исследование взаимодействия биологических объектов между собой и окружающей средой, выраженное в информационном представлении, обосновывает возникновение коллективных внутрипопуляционных механизмов экстенсивного и интенсивного развития произвольной популяции. Неожиданным результатом стало эвристическое, но вполне системное объяснение Феномена возникновения полов.
Пожалуй, главным результатом исследования явилось нахождение общей закономерности развития произвольных популяций, получившей название Теории Амбивалентной Генерализации. Анализ, основанный на Теории Амбивалентной Генерализации, позволяет объяснить многие явления, выходящие за рамки (Дарвиновской) Теории Естественного Отбора, притом, что сама Теория Естественного Отбора, фактически, является частью предлагаемой теории. К неординарным следствиям применения Теории Генерализации, следует отнести Закон Максимизации Ресурсного Потребления для произвольной популяции. Информационный подход позволяет создать базис для аналитического описания динамики популяции. В простейшем случае эта задача сводится к рассмотрению взаимодействия Двухуровневых Информационных Процессов. Результаты работы состоят не только в создании модели развития биологических популяций, но также могут способствовать трансформации существующих мировоззренческих доктрин, связанных с существованием и развитием Жизни.
Ключевые слова: биодинамика, биотик, кред, моделирование биологических объектов, экстравертный анализ, трансляция, конверсия, кредитизация, амбивалентная генерализация, происхождение жизни
Apartsev O.R. Information approach in biodynamics
Abstract. In article the philosophical problem of existence of Life in the form of the live objects united in populations is investigated. The approach, allowing consideration of a problem of such complexity, is the datalogical description of population processes based on abstract representation of objects with an identification of concrete object and a set of its individual qualities, and also taking note of the dissipation expressed in a logical look. Basic refusal of consideration of the internal device of live objects allows to universalize the theory and to make far-reaching generalizations. The main research method is the sophistical studying of objects which is based on:
The Ekstravertny analysis, allowing creation of elements of abstract models, proceeding only from external manifestations of real objects;
- The axiomatic declaration, i.e. use of hypothetical objects without proofs of existence of their real prototypes;
- The mental experiment which is carrying out the deduktsionny analysis of model processes and their comparison with the real;
- Logical analysis, as instrument of establishment of relationships of cause and effect and generation of conclusions.
Materialistic justification of equivalence of the physical and chemical processes accompanying processes of Life, and the datalogical model describing exchange interactions in abstract population is presented. Efficiency of the description of intra population interaction by means of certain exchange particles is shown. The reasons of a low obnaruzhimost of real exchange particles in biological populations are discussed. Assumptions of the reasons of origin of these particles in wildlife are made. Research of interaction of biological objects among themselves and the environment, expressed in information representation, proves emergence of collective intra population mechanisms of extensive and intensive development of any population. Quite system explanation of the Phenomenon of emergence of floors became unexpected result heuristic, but. Perhaps, the main result of research was finding of the general regularity of development of any populations, the Theory which have received the name of Ambivalent Generalization. The analysis based on the Theory of Ambivalent Generalization, allows to explain many phenomena which are beyond (Darvinian) Theory of Natural Selection, besides, that the Theory of Natural Selection, actually, is part of the offered theory.
To extraordinary consequences of application of the Theory of Generalization, it is necessary to carry the Law of Maximizing Resource Consumption for any population. Information approach allows to create basis for the analytical description of dynamics of population. In the elementary case this task is reduced to consideration of interaction of Two-level Information Processes. Results of work consist not only in creation of model of development of biological populations, but also transformations of the existing world outlook doctrines connected with existence and development of Life can promote.
Keywords: biodynamics, biotic, cred, modeling of biological objects, extravert analysis, translation, conversion, creditization, ambivalent generalization, origin of life
Предисловие к публикации
Говоря о мировоззрении, как об основном предмете философии, необходимо признать, что проблемы причинности зарождения Жизни и её непрестанного усложнения относится к фундаменту мировоззрения, а главным инструментом для исследования всей конструкции, исторически доказавшим свою эффективность, является естествознание.
Современная ситуация в естествознании, по отношению к феномену Жизни, представляется автору следующим образом:
- Ни одна из агностических позиций не даёт сколько-нибудь связную модель наблюдаемого феномена усложнения Жизни, не говоря уже о её зарождении. Самыми «невинными» сторонниками скрытого Агностицизма могут считаться последователи панспермии, которые пытаются замести тайну зарождения Жизни в дальний пыльный уголок Вселенной [11].
- Идеалистические мировоззрения, которые укрепились в последние годы, благодаря успехам развития «неосязаемых» наук, таких как квантовая физика, генетика, астрономия, предоставляют широкий спектр предположений о внешнем программном воздействии, якобы могущем быть причиной зарождения Жизни и ее поддержания.
- Обширную паству «сочувствующих» привела в лагерь идеалистов эйфория от успехов развития нового пространства коммуникаций - интернета. Дополнительные отряды идеалистов - это апологеты «цифровой вселенной», которых поставляет быстро прогрессирующий рынок цифровых гаджетов, в том числе «генных принтеров», и «3D-принтеров».
- Не просматриваются внятные предположения о движущих силах возникновения и развития Жизни в попытках привлечения материалистических теорий, пытающихся экстраполировать современные физические законы, в частности термодинамику, на Живую природу, без привлечения теории Естественного отбора.
- Биологические теории сделали большой скачек в познании причин изменения и развития популяций живых существ, основываясь на (Дарвиновской) теории Естественного отбора, однако до сих пор не представлены адекватные модели динамики развития популяций живых существ, даже с привлечением достижений современной генетики, что позволяет заявлять о неполноте Дарвиновского подхода. Причина зарождения Жизни в предлагаемых дополнениях теории неясна. Для появления Разума нет решительно никаких доводов, кроме закрепления за этим феноменом ярлыка одного из многочисленных конкурентных преимуществ.
- Генетика всё успешнее разбирается с субъектом своих исследований - клеткой, но не слишком многого достигла в описании объекта - эволюционирующей популяции. Вообще говоря, современная генетика очень напоминает эпоху додарвиновской вивисекции [10], когда учеными управляла научная надежда получения супер-существ хирургическим путем.
- Химия каталитических и полимерных процессов предоставляет интересные предположения о возможных схемах самозарождения Жизни, однако реальные результаты оставляют желать лучшего.
Вышеприведенная оценка ситуации говорит об отсутствии цельного и убедительного материалистического, как, впрочем, и любого другого, воззрения на возникновение и развитие феномена Жизни. И это при том, что естествознание раздвинуло горизонты мира на невиданную ширину, глубину и, говоря метафорически, высоту, и познало Мир от тера- до нано- процессов. Что само по себе наталкивает на мысль об отсутствии укрывшихся от взора исследователя тайников, в которых скрывается тайна Жизни.
В данной работе представлена попытка рассмотрения базисных процессов в популяциях живых объектов через призму современных естественнонаучных представлений и теории информации, предлагаются элементы атрибутивного модельного воплощения биологических систем, исследуются некоторые аспекты внутрипопуляционных взаимодействий, а также обсуждается возможный механизм самозарождения биологических объектов. Отнесение предмета настоящей статьи к Философии объясняется, как реализацией «софистического» метода исследования, так и пограничным расположением объекта исследования между физикой, биологией, генетикой, химией и математикой, попадая лишь частично в области деятельности каждой из этих наук, для которых обобщающим пространством является философия.
Обоснование подхода
В настоящее время наиболее «продвинутыми», с точки зрения автора, могут считаться следующие определения Жизни:
В.Н. Пармон: «Жизнь -- это фазово-обособленная форма существования функционирующих автокатализаторов, способных к химическим мутациям и претерпевших достаточно длительную эволюцию за счёт естественного отбора» [1].
Кибернетическое определения жизни по А. А. Ляпунову: жизнь -- это «высокоустойчивое состояние вещества, использующее для выработки сохраняющих реакций информацию, кодируемую состояниями отдельных молекул» [2].
В настоящей статье развивается модель абстрактной популяции биологических объектов, с опорой, в том числе, на вышеизложенные определения, но не только. Абстрактно-информационный подход позволяет сопряжение в рамках единой модели достаточно разнородных процессов, определяющих существование биологической популяции: взаимодействие членов популяции с ресурсами, между собой, с объектами окружающего пространства, а также зависимость динамики популяции от изменчивости всех вышеперечисленных объектов. Этот же подход помогает вскрыть некоторые неочевидные механизмы популяционного взаимодействия.
В качестве рабочего метода для формирования абстрактных элементов моделирования, был избран соответствующий предмету исследовательский прием: экстравертный анализ информационных процессов биодинамических систем.
Имеется в виду следующее:
Первое. Под экстравертным анализом понимается «анализ, производимый извне», то есть, рассмотрение объектов производится односторонне, со стороны внешнего наблюдателя. Мы не будем, без крайней необходимости, заглядывать во внутренние механизмы биотиков, для того, чтобы не переусложнить нашу задачу, и к тому же, не дай Бог, чтобы не оскорбить специалистов своим невежеством.
Второе. В попытке избежать как слишком общих, так и «излишне определенных» понятий, термин «Жизнь» меняется на «Биотический процесс», или «Биотизм». Термин «Живой объект» получает рабочее наименование «Биотик». «Биотическая система» - это популяция биотиков в окружающей среде. Под термином «Популяция» понимается общность взаимодействующих, неидентичных, но родственных по природе объектов. «Биодинамика» - это развитие популяции биотиков.
Основной целью введения новой терминологии является попытка переосмысления объектного состава известных явлений и нахождение неочевидных правил взаимодействия между новыми сущностями.
Третье. Мы будем проводить свои умозаключения, быть может, достаточно утилитарно и максимально упрощенно, рассматривая «первый порядок явлений», выделяя и формализуя информационную подоплеку деятельности абстрактных объектов - биотиков. В этом мы следуем принципу «бритвы Оккама».
Основным методом, используемым настоящей работой, является рассмотрение всех внешних процессинговых проявлений биологических объектов через призму информационного подхода.
В декларации информационного способа решения проблем существования различных, в том числе живых объектов, не содержится революционной новизны. Понятие «информация», как отражение существенной стороны, как объективной, так и субъективной реальности, прочно обосновалось в арсенале объектов философских рассмотрений. На существование информационного феномена и закрепление за ним статуса «неустранимого элемента» окружающей действительности указывают многочисленные работы: [6], [7], [9].
Намного меньше, и с разными целями, философские исследования обсуждают базисные принципы информационной природы окружающего Мира [5], [8].
В представляемой статье демонстрируется попытка использования информационных подходов в качестве метода исследования в одной из самых спорных и противоречивых областей философии, а именно, обсуждение проблемы возникновения и существования Жизни. Для достижения поставленных целей используется атрибутивное описание внешних отношений абстрактного объекта - биотика, как реализации им информационных функций обмена с окружающей средой и популяцией. Понятно, что на этом пути, среди прочих, встанут неотвратимыми вопросами, потребующими недвусмысленных ответов, взаимоотношения Разума и Жизни. Но это будет потом.
К сожалению, обсуждение биологических работ, представляющих, в том числе, новейшие факты и их научные интерпретации, с использованием изложенной ниже теории, не входит в цели настоящей статьи. Главная причина заключается в сдерживании объема настоящей статьи. Автор рассчитывает посвятить этому следующие работы.