Файл: Антомонов Г.А. Кибернетика - антирелигия.pdf

нимается. А это понятие никак не может быть сведено только к молекуле на углеродистой основе.

Существует ли в действительности белок? Не яичный, разумеется, а тот, который имеется в виду в определе­ нии Энгельса, то есть активный белок, способный к само­ воспроизведению. Такого белка во всяком случае сего­ дня никто не может показать, так же точно, как невозмо­ жно показать живое существо на кремниевой основе или живую электронику. Фактически есть научное по­ нятие белка, как основы всей известной нам естествен­ ной природы жизни. Это понятие объективно, то есть оно соответствует фактам объективной реальности живой природы. Но, несмотря на это, белка как такового, бел­ ка самого по себе в действительности все же нет. Бел­ ковые тела активно проявляют себя только в организ­ мах клеток живых существ. Вне этих клеток любые веще­ ства, будь они хоть трижды основаны на молекулах с углеродистыми связями, никакой активности, которую требует определение Энгельса, не проявляют так же, как ее не проявляет яичный белок.

Живая клетка — в действительности только она изве­ стна нам как структурный элемент живого тела. Мы зна­ ем одноклеточные живые существа. Известно также, что все действительно живое состоит из клеток.

Белок, как он применяется в современной биохи­ мии,— это только понятие, в котором наука абстрагиру­ ет, выделяет из реальных связей вещественную основу живой клетки. В таком своем значении понятие белка имеет исключительную важность. Его значение заклю­ чается в том, что им раскрывается путь применения мето­ дов науки к изучению явлений жизни. Но должно ли та­ кое изучение ограничиваться, например, только химией? Этот вопрос возникает, когда мы обращаемся к общим определениям сущности жизни. Определение Энгельса

130

открыло в свое время путь химического изучения явлений жизни, и важность этого подтверждается всей последо­

он подчеркивал, что «организм есть, несомненно, высшее

единство, связывающее в себе в одно целое механику,

физику и химию, так что эту троицу нельзя больше раз­ делить». И то, что в его определении сущности жизни на первый план выдвигается именно химия, а не какая-либо другая наука, свидетельствует, что только химия на том этапе созрела достаточно для решения проблем позна­ ния жизни и что такое изучение было тогда наиболее ак­ туальным.

Мы говорим, что понятие белка объективно. Это до­ казано развитием химии. Но не менее объективным яв­ ляется и понятие энергии, которое, заметим кстати, толь­ ко еще оформлялось в период научного творчества Эн­ гельса. Не менее объективным является также понятие информации, как это доказано сегодня развитием кибер­ нетики. В действительности нет, конечно, информации самой по себе, так же точно, как нет самих по себе энер­ гии или белка. Все это только научно-теоретические аб­ стракции, на основе которых образованы объективные понятия о действительном мире.

Нельзя, разумеется, отрывать жизнь от вещественной основы. Но нельзя также увлекать себя привычным зна­ чением слова «белок». Фактически этот термин, как его применил Энгельс, есть не что иное, как единство веще­ ства, энергии и информации. К такому заключению нель­ зя не прийти сегодня, поскольку лишь на основе единст­ ва вещества, энергии и информации может обеспечивать­ ся то самообновление состава белковых тел, на которое указывал Энгельс.

131

Именно на конкретные особенности взаимосвязи ве­ щества, энергии и информации требуется сегодня обра­ тить особое внимание.

Всем, надо полагать, известно о законе сохранения энергии и вещества, согласно которому они не могут по­ являться из ничего и не могут пропадать бесследно. По закону сохранения вещества и энергии их количество всегда остается постоянным, меняются же только формы.

Не всем, однако, известно, что при одном и том же количестве энергии объекта качественная характеристи­ ка его энергетического состояния не остается все время одинаковой. Это можно проиллюстрировать на примере с хорошо теплоизолированным объемом газа. Согласно молекулярно-кинетической теории газа, его энергия вы­ ражается через кинетическую энергию молекул, находя­ щихся в непрерывном движении. Представим себе далее, что энергия молекул газа распределена таким образом, что в одной части объема они двигаются значительно бы­ стрее, чем во всех остальных частях. Это может быть, когда часть газа отделена перегородкой и специально на­ грета. Но когда перегородка убрана, то соответствующее распределение энергии не может сохраняться слишком долго. Соударяясь между собою, молекулы будут обме­ ниваться своей энергией, в результате чего с течением времени произойдет ее равномерное распределение ме­ жду всеми молекулами газа. Общее количество энергии в данном объеме при этом не изменится. Однако его энер­ гетическая характеристика будет существенно иной.

Интересно, что для энергетической характеристики объектов в отмеченном отношении физики также поль­ зуются понятием энтропии, подобно тому, как специали­

132

Больцману, оценивается положительной суммой произ­ ведений вероятностей состояний компонентов на их лога­ рифмы:

Н => + Е рк1об Рк-

к-1

Таким же выражением может оцениваться и вещест­ венная характеристика объекта. Так, мы могли бы в при­ мере с газом принять не различие энергий, а различие самих газов в разных частях объема. Предоставленные самим себе, эти газы стремились бы к взаимному пере­ мешиванию.

В примере с газом вероятность такого его состояния, при котором распределение энергии между молекулами или же распределение различных молекул неравномер­ ны, практически невозможна. Соответственно будет не­ большим и то значение энтропии, которым характери­ зуется данное состояние. Наиболее вероятным будет рав­ номерное распределение энергии между молекулами или самих молекул, чему как раз и будет соответствовать максимальное значение величины энтропии.

Сравнивая выражение энтропии в физике с выраже­ нием энтропии в кибернетике, легко заметить, что они отличаются только знаками.

Может показаться, что непосредственное сравнение выражений, в которых оценивается через статистическое понятие энтропии энергетическое или вещественное сос­ тояние объекта, в одном случае, и количество информа­ ции— в другом, ие, может считаться правильным. Дело в том, что в таких объектах, как объем газа, не имеется никаких механизмов, которые обеспечивали бы органи­ зацию процессов, — информация поэтому здесь попросту

133

не присутствует. Тем не менее не только возможно, но даже необходимо дать характеристику формального со­ впадения в пределах знака двух выделенных математи­ ческих выражений.

Отсутствие процесса организации не исключает воз­ можности обратного процесса — дезорганизации. Даже не только не отрицает, но предполагает его возможность. Именно меру дезорганизации оценивают физики своим выражением энтропии.

Напротив, наличие процесса организации в любом объекте обязательно должно предполагать наличие того, что должно организовываться. Объектом организации могут быть только вещество, или энергия, или же и веще­ ство и энергия. Это как раз мы и наблюдаем в любых организованных системах.

Вернемся для примера снова к нашему перекрестку. На хорошо организованном перекрестке, то есть в том случае, когда информация сигналов светофора полностью реализуется согласно правилам движения, потоки авто­ мобилей разъезжаются, не касаясь при этом друг друга и не задевая пешеходов. Можно считать, что в этом слу­ чае энтропия перекрестка в физическом смысле, как ме­ ра его дезорганизации, будет низкой. Можно представить себе и другой случай, когда все водители махнули рукой и на правила движения, и на сигналы светофора, двига­ ясь кому как придет в голову. Надо полагать, что в этом случае в полной мере проявится естественное стремление к равномерному распределению вещества и энергии меж­ ду автомобилями, двигающимися в разных направлени­ ях. В данном случае мы будем иметь картину, во многом сходную с той, которая имеется в объеме газа. Энтропия перекрестка в физическом смысле, то есть мера его дез­ организации, будет возрастать до соответствующего зна­ чения. Точно так же могут быть представлены любые про­

134

цессы организации, в том числе и протекающие на уровне клетки.

Таким образом, раскрывается связь понятий энтропии, как они применяются в физике и кибернетике. Энтропия, как мера количества реализуемой в системе информации, определяет уровень ее организации. Но само наличие та­ кого процесса обязательно предполагает необходимость соответствующих механизмов, по отношению к которым только и могут реализоваться соответствующие формы информации. Примерами таких механизмов является во­ дитель автомобиля, знающий правила уличного движе­ ния и способный различать сигналы светофора, ту же са­ мую роль имеют функциональные связи блоков в устрой­ ствах вычислительной машины или взаимодействие дезоксирибонуклеиновых кислот с аминокислотами в клетке. При этом каждая форма информации может быть реализована только по отношению к строго определенно­ му механизму. Так, было бы совершенно бессмысленным попытаться организовывать процесс обмена веществ сиг­ налами светофора или, наоборот, перекресток — с по­ мощью конкретных механизмов реализации информации, которые имеются в клетке.

Может возникнуть вопрос — а что же такое механизм реализации информации, которым отличаются организо­ ванные объекты природы от неорганизованных? Дать ис­ черпывающий, да еще к тому же понятный ответ на та­ кой вопрос пока невозможно. Но сегодня можно с пол­ ной уверенностью заявить, что ответ на такой вопрос с каждым днем будет становиться все яснее и определен­ нее. В ответе на вопрос о том, что такое механизм, реа­ лизующий информацию, и в силу чего комплекс таких механизмов выступает как организм, как раз и заклю­ чается главная задача в развитии кибернетики как спе­ циальной науки. И чем полнее мы будем понимать сущ-'

135

ность процессов организации, тем более эффективной бу­ дет наша практика в отношении к соответствующим объектам действительности.

Все процессы, протекающие как в неорганическом, так и в органическом мирах, связаны с соответствующими превращениями вещества и энергии. Плодотворной тео­ ретической основой изучения таких превращений явля­ ются физика и химия. Результаты этих наук оказывают­ ся, однако, недостаточными для того, чтобы в полной ме­ ре раскрыть сущность явлений в органической природе. Анализируя возможности в этом отношении, выдающий­ ся физик Нильс Бор в одном из своих выступлений, от­ носящихся к 1932 году, поставил вопрос о необходимости «добавить к нашему анализу явлений природы еще ка­ кие-то недостающие пока фундаментальные идеи, прежде чем мы сможем достигнуть понимания жизни на основе физического опыта».

В настоящее время именно идеи кибернетики пред­ ставляются тем дополнением к физике и химии, необхо­ димость которого мог иметь в виду Нильс Бор для ус­ пешного понимания жизни. Эти идеи выступают в зна­ чении фундаментальной основы для раскрытия существа процессов организации в вещественных и энергетических превращениях живой природы. При этом формальная эквивалентность выражений энтропии, характеризующих собою меру дезорганизации или организации процессов превращения вещества и энергии, может считаться иск­ лючительно важным научным фактом сегодняшнего дня. В нем очевидно отражается взаимосвязь понятий веще­ ства и энергии, с одной стороны, и информации — с дру­ гой. В какой-то мере этот факт перекликается с взаимо­ связью понятий вещества и энергии, установленной в свое время А. Эйнштейном.

Применение рассмотренных теоретических понятий

136

предполагает соответствующее взаимодействие наук, на­ пример, как это показано на схеме.

Обращаясь к такой схеме, нужно вспомнить, как бы­ ли охарактеризованы выше наука и ее строение. Мы отме­ чали тогда подразделение наук по предмету, с одной сто­ роны, и по методам — с другой. Именно такое подразде­ ление отражено на схеме. В первом ряду области позна­ ния показаны прикладные науки конкретного уровня. Каждая из них соотносится с одной из качественно спе­ цифических сторон действительности, которая выступает относительно науки как предмет познания. Разумеется, здесь дано очень укрупненное и приблизительное подраз­ деление как действительности, так и наук.

137

Характерная особенность их предмета — абстрактность. Примером предмета такого рода является понятие слож­ ной динамической системы в кибернетике. Это результат отвлечения от конкретных особенностей материальных объектов с целью выделения существа процессов органи­ зации. Такому выделению соответствует и основное мето­ дическое понятие кибернетики — информация.

В действительном мире процессы организации в чис­ том, так сказать, виде существовать не могут. Они имеют там место в виде конкретных организмов, представляю­ щих собою согласованно функционирующие механизмы. Такие механизмы являются, соответственно, предметом изучения химии и физики.

Ценою абстракции на теоретическом уровне дости­ гается возможность методических обобщений в изучении конкретно различных сторон действительного мира. Так, превращения вещества могут изучаться в химии примени­ тельно к неорганической и органической сторонам есте­ ственной природы, а также в области техники. То же са­ мое относится к физике и кибернетике. С другой сторо­ ны, теоретическая ступень абстракции позволяет широко использовать в познании математический аппарат мето­ дов мышления.

Важно только учитывать, что результаты теоретиче­ ских наук, прежде чем их можно будет применить непо­ средственно к материальному миру, должны конкрети­ зироваться. Это одна из задач наук конкретного уровня познания. Так достигается единство взаимосвязи и взаи­ модействия различных научных направлений и дисци­ плин в процессе познания.

Ясно, что конкретные особенности организмов естест­ венной живой природы должны иметь коренные отличия

13 8

от организмов техники или, например, экономики. Есть, в частности, достаточно веские основания предполагать, что вещественную основу живых существ естественной при­ роды могут составлять только углеродистые соединения. Дело в том, что особенность углерода заключается в воз­ можности вступать в химические связи буквально со все­ ми другими элементами. Разнообразие углеродистых соединений по составу и структуре практически неогра­ ниченно. Так, в настоящее время уже известно около трех миллионов различных хйм¥чНЖРГ соединении, имеющих в своей основеЗ'глерод. Вместе с тем известное число раз­ личных химических соединений на другой основе, напри­ мер на основе кремния, не превышает и пятидесяти ты­ сяч. Показать, какие соединения могут образовываться на основе того или иного элемента, — это задача химии. Химия может также дать сведения о том, что все живые существа естественной природы имеют в качестве своей вещественной основы углеродистые соединения. Но вот дать заключение о том, что только такие соединения мо­ гут быть основой естественных живых существ, — это уже входит в ведение кибернетики. Кибернетика подтвержда­ ет это, поскольку одним из главных условий образования эволюционирующей сложной системы является достаточ­ но высокая сложность ее структуры и разнообразие свойств элементов. А это доступно только углеродистым соединениям. Таким образом, совокупные заключения химии и кибернетики могут только подтвердить пра­ вильность определения жизни по Энгельсу.

Что же тогда значит та дискуссия, о которой выше не­ много рассказано? Каковы ее действительные основы?

Конкретность, учид Ленин, необходимое условие лю­ бой истины. Это важнейшее положение философской тео­ рии познания. Оно тесно связано с положением об отно­ сительности знаний. Его можно пояснить примерами, ко­

139