Поэтому можно сказать, что мир живой материи выработал для себя и использует в пределах своей досягаемости особый тип информации, резко отличающийся от всего, существующего в девственном мире неживой Природы. Главным отличием информации живого мира является использование кодирования. [Барбараш, 1999; 2001а; 2001б].
Это даёт основание уточнить существующее представление об информации, а именно – разделить её, как одну из важнейших категорий естествознания, на две родственные, но не эквивалентные части. Такие части можно назвать по-разному, и о терминологии ещё можно дискутировать. Сегодня же, автор предлагает называть одну часть – сведениями или данными, а вторую – собственно информацией, в соответствии со следующими формулировками.
Данные или сведения – это отражение характеристик реальных объектов.
Информация – это закодированное обозначение характеристик реальных или воображаемых объектов.
Кодирование является установлением (системой кодирования-декодирования) определённого соответствия, из ряда возможных, между данными и их обозначениями.
Можно заметить, что приведенное выше энциклопедическое определение информации тоже негласно склоняется к кодированным данным.
В новой формулировке, устройства кодирования – это устройства, воспринимающие некие характеристики реальных объектов и формирующие на выходах соответствующие обозначения: электрический сигнал, потемнение фотослоя, запись на бумаге или др. Раньше такие устройства рассматривали как различного типа преобразователи: звука в электрические сигналы (микрофон), света в электрические сигналы (фотоэлемент), спектра излучения в запись на фотоплёнке (спектрограф), зарядов и размеров молекул смеси в двумерное распределение их обозначений (хроматограф) и множество других. На вход устройства кодирования поступают данные или сведения, а на его выходе впервые возникает соответствующая им информация (в её новом понимании).
Устройства декодирования – это устройства, использующие информацию для реализации обозначенного ею объекта. Например, такой биологический декодер, как („молекулярная машина”) рибосома, реализует информацию, заключённую в нити РНК, синтезируя на её основе строго определённые молекулы белка.
В новом понимании, системы кодирования-декодирования принципиально отличаются от существующих кодеров и декодеров, которые теперь правильнее называть устройствами перекодирования, так как на их входы обычно поступает уже ранее закодированная информация.
Всякое обозначение выполняется на основе некоторой системы обозначений. Именно систему обозначений и принято называть кодом. Данный текст написан с помощью системы обозначений звуков нашей речи буквами русского алфавита. Каждый алфавит тоже является кодом.
Новое определение систем кодирования-декодирования заставляет причислять к ним и нервные системы животных, вместе с органами чувств и эффекторами. На их входы поступают характеристики окружающих объектов, а на выходе может формироваться информация в виде соответствующих кодовых обозначений (звуков, жестов). Поскольку при обработке входных данных мозг человека способен генерировать воображаемые объекты, он оказывается источником информации не только о реальных, но и о воображаемых категориях.
Таким образом, различие между информацией и данными (сведениями) в том, что информация неотделима от кодирования, с чем не связаны данные (сведения). Последние же ограничены отражением свойств только реальных объектов, тогда как информация не имеет такого ограничения.
Данные или сведения, как правило, фигурируют в процессах контроля, измерений, восприятия. Данные или сведения могут относиться как к миру неживой, так и к миру живой материи, потому что оба этих мира содержат реальную составляющую (для мира неживой материи она является единственно возможной).
Данные или сведения остаются самими собой только до тех пор, пока не подверглись кодированию – после этого они превращаются в информацию. Количество полученной информации даёт косвенное представление об объёме сведений, подвергшихся кодированию. Как при старой трактовке был принципиально неопределённым объём информации, содержащейся в объекте, так теперь неопределимо количество информации, содержащейся в сведениях (данных) на входе устройства кодирования. Соответственно, во всех случаях неопределимо и количество данных или сведений, содержащихся в любом объекте, что можно признать одним из фундаментальных законов естествознания.
Незакодированные сведения или данные всегда характеризуют лишь реально существующие объекты (живые или неживые) и могут быть получены только от них. Информацию же, кроме кодирования, роднит с миром живой материи то, что она способна описывать нереальные, воображаемые объекты – плоды деятельности Разума. Авторы мистических романов описывают оттенки цветов привидений не хуже, чем минерологи фиксируют информацию об окраске вполне реальных камней. Информация, по её новому определению, не может возникать в мире неживой материи уже потому, что только живая материя вносит во Вселенную кодирование.
Кодом может быть названо только такое соответствие между оригиналом и обозначением, которое способно иметь разные варианты. Генетический код назван кодом, в частности, потому, что могли бы существовать и другие варианты соответствий между триплетами нуклеотидов и кодируемыми аминокислотами. Свойства молекул соли, например, нельзя считать кодом структуры её кристаллов потому, что для конкретной соли эти свойства принципиально не могут иметь других вариантов.
* * *
Возникает интереснейший вопрос. Живая материя не существует без информации, а информация – без обозначений. Почему же столь велика роль обозначений? Живая материя составляет некую часть Вселенной, и выходит, что, не будучи обозначенной, эта часть Вселенной не способна существовать?! Для кого или для чего требуется обозначение – если не говорить о Боге?
Ответ очень любопытен и не содержит никакой мистики.
Код, по определению, должен допускать разные варианты построения. Если бы обозначение являлось точной копией обозначаемого объекта (оригинала), то оно было бы однозначным, безвариантным. Поэтому для существования кода принципиально необходимы какие-то отличия обозначения от оригинала. Обычно обозначения отличаются от обозначаемого объекта, уже начиная с элементов. Элементы обозначений, как правило, более удобны (чем элементы обозначаемого объекта) для хранения, передачи, копирования и других операций. Очень часто в большой группе сходных объектов используется какая-то одна удобная, стандартная система обозначений (например, алфавит). К такому приёму прибегают и человек, и Природа. Но, при обязательном отличии обозначений от оригиналов, между ними всегда сохраняется соответствие!
В этом и заключён смысл использования информации, смысл замены оригиналов обозначениями. Выигрыш от использования информации – как для Природы, так и для техники – в удобном отличии свойств обозначений от свойств оригиналов при сохранении принципиального соответствия между ними. Без выполнения этих двух требований замена оригиналов обозначениями была бы бесполезной, лишённой смысла.
Итак, достоинство информации в том, что, при существовании соответствия между оригиналом и его обозначением, последнее всегда чем-то удобнее оригинала (обычно – удобнее в хранении, передаче, математической обработке). Например, чертежи домны легче перевезти из одной страны в другую по сравнению с самой домной. Достоинство генетического кода проявляется, например, в его химической прочности – в истлевших останках мамонта бесполезно искать хорошо сохранившиеся белки, но часто их код можно установить по сохранившейся ДНК. Мы ещё не можем послать за пределы Солнечной системы человека, но уже отправили пластину с информацией о нём и т.д. Вот чем полезна информация, вот почему она так широко используется Природой и человеком.
* * *
На основе нового представления об информации, может быть предложено следующее определение Жизни [Барбараш, 1999; 2001а; 2001б].
Жизнь – это форма существования материи, отличающаяся информационным способом формирования сходных структур, с передачей им на молекулярном уровне информации для дальнейшего воспроизведения.
Можно показать, что все свойства живой материи, отмеченные энциклопедическим Словарём, оказываются следствиями названного принципиального отличия.
1. Формирование структур невозможно без притока веществ, как строительных материалов и энергоносителей. Но химический состав формируемых структур диктуется не поступающими извне веществами, а наследственной информацией, отчего между составом получаемых и используемых веществ всегда есть некоторое расхождение, создающее неизбежные отходы. Кроме того, требуют удаления „продукты сгорания” энергоносителей. Отсюда, принципиальным следствием информационного способа формирования структур является обмен веществ.
2. Необходимость обмена веществ делает живую материю более зависимой и уязвимой, более чувствительной к связям с окружающим миром, чем неживая материя. Следствием такой острой зависимости стал естественный отбор – преимущественное размножение и сохранение лучше приспособленных к среде форм живой материи.
3. Естественный отбор обнаружил, что концентрация реагентов, например, путём окружения зоны реакций полупроницаемой оболочкой, сокращает средний пробег молекул и интенсифицирует реакции по сравнению с аналогичными процессами в неживой Природе. Это обусловило существование живой материи не в диффузном виде, а в обособленной форме – в виде клеток, вирусов или многоклеточных организмов.
4. Генетическая фиксация удачных структур и процессов позволила естественному отбору вырабатывать в организмах системы автоматического регулирования для приспособления не только к стабильным, но и к изменчивым условиям среды. Для работы такой системы нужно чувствовать воздействия внешней среды, и отбор выработал у живой материи такую способность – раздражимость. Параллельно выработана и способность реагировать на раздражения, осуществлять различные формы движения, например, перемещаться в более благоприятную, освещённую сторону.