Разработка теории сложных систем привела к появлению понятий информация и информационные процессы. Таким образом, появилась потребность рассматривать особые взаимодействия, которые можно назвать информационными. При рассмотрении физических и химических процессов такой потребности не возникало. В рамках физики и химии достаточно рассматривать все взаимодействия только как энергетические, как процессы обмена энергией между системами. Из всего предыдущего содержания данной книги следует, что живое – это всего-навсего совокупность физических и химических процессов. Каких-то особых явлений, не физических и не химических, в живой материи современная наука не обнаруживает. Тогда следует принять, что информационные явления – это либо разновидности энергетических процессов, либо особый тип взаимодействий, не имеющий к передаче энергии никакого отношения. Многие люди, в том числе и учёные склонны принять второй вариант. Но тогда это снова возвращает нас к представлениям о наличии каких-то нематериальных сил, связанных с понятиями дух, душа, энтелехия, жизненная сила и пр. Поэтому попытаемся выяснить, можно ли объяснить информационные взаимодействия, оставаясь на позициях материализма.
Как следует из гл. 8, каждая сложная система, при описании поведения которой используются понятия управление, цель, информация, сигнал, обычно может быть разделена на две основные подсистемы. Первая из этих систем называется силовой, энергетической или исполнительной. В технических системах она особенно выделяется своим объёмом, массивностью и большим количеством потребляемой и превращаемой энергии. Функция этой подсистемы проявляется в виде движения всей системы в пространстве, в производстве определённой работы с преобразованием больших потоков энергии и веществ.
Вторая подсистема является управляющей, отличается значительно меньшей массивностью и сравнительно небольшим потреблением веществ и энергии. От этой системы зависит, как и куда будет двигаться вся система, какую работу совершать, откуда и сколько будет потреблять веществ и энергии. Её функция состоит в приёме и обработке сигналов, несущих информацию о состоянии системы (выходные характеристики), и о воздействии окружающей среды (входные характеристики).
У технических систем (можно представить себе судно, самолёт или любую другую машину) силовая часть представлена в виде различных механизмов, двигателей, поршней, рычагов и прочих физических (механических, электрических) и химических подсистем. Управляющая система – это обычно электронные приборы. Преимущественно компьютеры, объединённые в системы с различными датчиками (радиолокаторами, химическими датчиками), которые преобразуют физические и химические воздействия в электрические сигналы. Из этого следует, что управляющие системы, которые предназначены для получения и обработки информации, представляют собой такие же материальные (физические) системы, как и силовые. Все процессы, взаимодействия в этих системах представляют собой преобразования веществ и энергии, подчиняющиеся известным законам физики и химии.
Но преобразование веществ и энергии в системах управления не является их основной целью в отличие от силовых систем. Главная задача управления – это воспринять и обработать по возможности максимальное количество разнообразных сигналов, и сформировать систему управляющих сигналов, которая обеспечила бы с помощью силовой подсистемы надёжное достижение цели всей системы в целом. Чем больше количество и разнообразие принимаемых, обрабатываемых и формируемых сигналов, тем больше возможностей в поведении системы.
Каждый сигнал – это определённая порция энергии, передаваемая от одного элемента управляющей системы к другому. Величина энергии при этом не имеет значения, она только должна быть достаточной для приёма посланного сигнала. Поэтому в технике вещественную и энергетическую ёмкость управляющих систем стараются сделать минимальной при заданной надёжности управления.
Таким образом, можно сделать вывод, что информационные процессы – это обычные вещественно-энергетические взаимодействия, основным отличием которых является высокая сложность их организации (поведения) и относительно небольшая доля потребляемой энергии. Последнее отличие не обязательно.
Вещественно-энергетическая тождественность силовых и информационных систем определяет условность их разделения, и часто бывает трудно определить, к какой подсистеме, силовой или информационной, относится тот или иной элемент. Особенно трудно разделить эти системы у живых организмов. У сложных многоклеточных животных к силовой части можно отнести мышцы, кости, сердце, лёгкие, систему пищеварения и другие внутренние органы, а управляющей можно считать нервную систему с органами чувств. Но некоторые внутренние органы выполняют и секреторную функцию, тормозя или усиливая работу силовых органов за счёт выделения гормонов, служащих химическими сигналами управления.
Конкретным примером является переваривание белков, которое может рассматриваться как силовой процесс преобразования вещества, несущего определённый запас энергии. Начало переваривания приводит к появлению в крови полипептидов – продуктов переваривания. Эти вещества одновременно служат сигналами, усиливающими работу пищеварительных желёз, что ускоряет процесс переваривания, ещё более повышая в крови концентрацию полипептидов, заставляющих пищеварительные железы работать ещё быстрее. Налицо явная регуляция с положительной обратной связью. Причём силовая и регулирующая системы составляют одно неделимое целое.
Ещё сложнее разделить силовые и информационные процессы у одноклеточных организмов, у которых силовые и сигнальные функции выполняются различными белковыми молекулами, а иногда, возможно, одновременно одной и той же молекулой. На этом основании некоторые биологи вообще сомневаются в наличии информационных явлений у одноклеточных .
На основании всего сказанного можно определить информационные процессы как вещественно-энергетические взаимодействия (обычно малой мощности), от которых зависит порядок протекания других вещественно-энергетических процессов (обычно большой мощности).
Поможем написать любую работу на аналогичную тему