химический каталог




Общая биофизика

Автор М.В.Волькенштейн

огенезе. Обычная теория информации, оперирующая лишь понятием о ее количестве, не рассматривает природу возникновения информации. Тем более она не рассматривает содержание и ценность информации. Именно эти характеристики, в отличие от количества информации, могут оказаться существенными для трактовки биологического развития. Как бы мы ни определяли эти понятия, ясно, что они уже не имеют прямого отношения к термодинамике.

Аптер подчеркивает важность программирующего, инструктивного значения информации в биологических процессах. «В случае такой динамической системы, как работающая вычислительная машина, язык инструкций или команд является более подходящим, чем язык теории информации». И далее: «Вместо того, чтобы пытаться применить к описанию развития понятие количества информации в организме в данный момент времени, ... надо искать соответствующий причинный ряд событий. Чтобы понять динамику этих событий, надо искать подходящие термины и модели» [47].

Поставим в связи со сказанным вопрос о том, как можно определить содержание информации и является ли этот термин подходящим для биологии.

Вводя понятие содержания или ценности информации, мы делаем попытку сохранить связь проводимого рассмотрения с теорией информации, с термодинамикой, поскольку применяется термин «информация». A priori неясно, может ли такая попытка увенчаться успехом. Молекула ДНК содержит определенное количество информации, исчисляемое в битах, как и любой текст, но смысл слова «информация» во фразе «ДНК несет информацию о белках» не имеет прямого отношения к количеству информации в битах [47]. Ценность (содержание, смысл) информации может быть определена лишь применительно к воспринимающей информацию системе. Тем самым, ценность информации зависит от свойств этой системы, в частности, от уровня рецепции. Теория информации, учитывающая ее ценность, не построена и пока не ясно, может ли она быть построена. Однако целый ряд содержательных идей можно сформулировать (см. §§ 9.7, 9.8, а также [48, 63]). Вместе с тем удается провести строгое рассмотрение ценности информации в специальных условиях. Такой анализ выполнен Бонгардом [49]. Бонгард вводит понятие полезной информации и определяет ее меру, т. е. меру полезности сообщения для рецептора. Рассматривается модельная система, «которая при решении задачи ведет экспериментальную работу (метод проб и ошибок) и таким образом извлекает некоторые сведения, которых она вначале не имела». Вводится мера трудности решения задачи, выражаемая логарифмом среднего числа проб.

Полезная информация по Бонгарду характеризует ценность информации в ситуациях, определяемых наличием проб и ошибок. Эти ситуации свойственны биологическим системам на молекулярном уровне — процессы узнавания и отбора молекулярных структур осуществляются именно посредством проб и ошибок, возникающих вследствие теплового движения. Динамическая узнающая система биосинтеза белка функционирует в статистическом окружении, перерабатывая его в динамически детерминированные структуры. Это позволило Либерману сформулировать гипотезу, трактующую клетку как «молекулярную вычислительную машину» [50]. Другие определения ценности информации, близкие к приведенному, даны в [61, 62].

В общем случае работа динамической биологической системы означает реализацию инструктивного, программирующего значения информации, содержащейся в конечном счете в биологических макромолекулах нуклеиновых кислот и белков. Модельное описание такой системы действительно требует понятия ценности информации как инструктирующего фактора. Такое понятие, вообще говоря, не может быть универсальным. Оно должно выражаться в строгих физико-математических терминах применительно к конкретным биологическим процессам. Первая попытка описать процесс развития (пребиологическую эволюцию макромолекул) с помощью понятия ценности информации принадлежит Эйгену [51]. Эйген вводит понятие «селективной ценности», характеризующей кинетику матричного синтеза биологических макромолекул. Изложение этой теории и некоторых других вопросов, связанных с понятием ценности информации в биологии, дано в гл. 9 (см. также [63]).

Итак, мы приходим к следующим общим выводам.

Живые организмы являются открытыми системами, соответственно они феноменологически описываются неравновесной термодинамикой.

Линейная термодинамика объясняет реализуемое в организмах сопряжение • кинетических процессов и существование неравновесных стационарных состояний.

Процессы развития организмов, а также периодические биологические процессы имеют нелинейный характер. Соответственно они не могут рассматриваться на основе линейной термодинамики. Содержание нелинейной термодинамики сводится к нахождению общих условий устойчивости и неустойчивости состояний, далеких от равновесия.

Функция диссипации утрачивает прямое эвристическое значение в нелинейной области. Трактовка нелинейных процессов выходит за рамки термодинамики.

Количество информации эквивалентно энтропии. Соответственно теория информации, оперирующая только

страница 34
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223

Скачать книгу "Общая биофизика" (4.77Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
вертикальный газовый котел
оригинальные канцтовары для школы
столы для сада из дерева
скамьи аудиторные двухместные размеры

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(08.12.2016)