Концепції загальної теорії інформації

Станіслав Янковський

1. Загальна поняття інформації

Слово "інформація" відоме в наш час кожному. Тим часом увійшло воно в постійне вживання не так давно, в середині двадцятого століття, з подачі Клода Шеннона. Він ввів цей термін у вузькому технічному сенсі, стосовно до теорії зв'язку або передачі кодів (яка отримала назву "Теорія інформації "). Майже одночасно з ним Норберт Вінер обгрунтував необхідність підходу до "Інформації" як до загального явища, що має значення для існування природи, людини і суспільства. З часом наповнення цього терміна отримувало все більше широкий і глибокий зміст. Це відбувалося паралельно тому, як наростала необхідність усвідомленої організації процесів руху та обробки того, що має загальну назву "Інформація". Тим часом саме поняття "Інформації" до цих пір багато в чому залишається інтуїтивним і отримує різні смислові наповнення в різних галузях людської діяльності. Мабуть, настав час повернутися до Вінерівський підходу і розглянути обмін "Інформацією" в цілому як глобальне явище. Тільки таким шляхом можна виявити його загальні властивості та закономірності, знання яких може виявитися корисним у вивченні й побудові кожної конкретної реалізації цього явища.

Перш за все, необхідно сформулювати найбільш загальне визначення поняття "Інформація". Загальне, значить що відноситься до всіх його проявів, які ми будемо розглядати як що володіють однією загальнозначуще сутністю. Для цього виділимо таку властивість, яке було б необхідною і достатньою ознакою, за якою ми будемо визначати, відноситься Чи те чи інше явище до прояву поняття "Інформації".

Почнемо з того, що побудуємо найпростішу схему з трьох понять: "Об'єкт", "Середа" і "Взаємодія". "Об'єкт" - це щось стійке у часі та обмежений у просторі, що цікавить нас як єдине ціле. "Середа" - це безліч всіх інших потенційних "Об'єктів" нас цікавлять тільки з точки зору їх впливу на стані виділеного "Об'єкту" і зворотного впливу "Об'єкту" на їх стану. "Взаємодія" - це розтягнутий у часі процес взаємозалежного зміни параметрів стану "Об'єкту" і "Середовища". Ця схема є замкненою в тому сенсі, що "Середа" включає в себе всі потенційні "Об'єкти" здатні впливати на стан виділеного "Об'єкту". Далі ми не будемо брати в лапки наведені поняття.

У природі існує два фундаментальних виду взаємодії: обмін речовиною і енергією. Фундаментальність цих видів взаємодії полягає в тому, що всі інші взаємодії відбуваються тільки через їх посередництво. Ці види взаємодії підпорядковуються закону збереження. Скільки речовини і енергії один об'єкт передав іншому, стільки той і отримав, і навпаки. Втрати, що відбуваються при передачі, не розглядаються, бо втрати речовини і енергії в замкнутому середовищі не можливі і те, що називають втратами, є окремими актами взаємодії з іншими об'єктами тієї ж середовища. Середа замкнута саме в тому сенсі, що всі взаємодії відбуваються тільки всередині її.

Енергетичне і речовий взаємодія об'єктів є симетричним, тобто скільки один віддав стільки ж інший отримав. Переходи між речовиною і енергією не впливають на загальний баланс, оскільки діють закони збереження константи їх співвідношення. Так само не впливає на загальний баланс руйнування об'єкта в результаті таких взаємодій, тому що знову ж таки зберігається сума констант співвідношення речовини та енергії, що утворилися в результаті руйнування частин (нових об'єктів).

Приймемо за аксіому, що на основі комбінації фундаментальних взаємодій, між об'єктами може відбуватися взаємодія більш високого порядку, при якому від одного до іншого переходить деяка субстанція і при цьому втрати одного не збігаються з набуттям іншого. Така взаємодія є несиметричним. У граничному випадку несиметричного взаємодії при передачі субстанції між об'єктами один з них її здобуває, а інший не втрачає. Зміна кількості енергії і речовини при цьому природно, будуть мати місце, оскільки цей акт взаємодії має в своїй основі комбінацію фундаментальних видів взаємодії забезпечують перенесення субстанції.

Тепер сформулюємо саме визначення поняття Інформації, яка дозволить нам підійти до вивчення і систематизації принципів ув'язнених у всіх формах даного явища.

Будь-яке взаємодія між об'єктами, у процесі якого одна набуває деякої субстанцію, а інший її не втрачає називається інформаційним взаємодією. При цьому передається субстанція називається Інформацією.

З цього визначення випливають два найбільш загальні властивості Інформації. Перше - Інформація не може існувати поза взаємодії об'єктів. Друге - Інформація не втрачається жодним з них у процесі цієї взаємодії. Власне, основним поняттям є ІНФОРМАЦІЙНИЙ ПРОЦЕС. Сама ж Інформація є концентрованим виразом стану цього процесу на деякій умовно завершеному його етапі. Інформація з'являється під час взаємодії і зникає разом з ним. При цьому відрізок часу між передачею і прийомом інформації завжди більше нуля і менше нескінченності.

2. Еволюція інформаційних процесів

Розглянемо тепер можливий розвиток інформаційної взаємодії об'єкта з середовищем в залежно від рівня розвитку самого об'єкта.

2.1. Неживі форми

Всі об'єкти в природі складаються з елементарних часток, об'єднаних у більш-менш складні структури. Тому всі взаємодії між об'єктами зводяться до взаємодії елементарних частинок і відбуваються по законам фізики мікросвіту. Ці елементарні взаємодії повністю симетричні. Власне саме ці елементарні взаємодії і призводять до утворення різноманітних більш-менш стійких структур на основі елементарних частинок. Ці структури з певного рівня стійкості вже можуть розглядатися як самостійні об'єкти.

Взаємодії цих об'єктів між собою складається з великої кількості взаємодій складових їх часток. Властивості цих сумарних взаємодій визначається сукупністю властивостей складових їх часток і тієї структури, до якої вони об'єднані.

Можна сказати, що та частина взаємодій часток, яка служить для підтримки стійкості об'єкта як структури, визначає його як "річ в собі". Інша частина, яка виявляється у взаємодіях об'єкта в цілому з іншими об'єктами, визначає його як "річ для інших". Закони взаємодії об'єктів випливають, таким чином, із законів взаємодій їх часток, але чим більше часток, чим різноманітніше вони і чим складніше їх взаємодія в структурі об'єкта, тим складніше виводяться закони загального взаємодії з приватних. При цьому все більшу роль відіграють статистичні закони великих чисел, що забезпечують зростання стійкості законів взаємодії об'єктів в цілому і з певного рівня стійкості ці закони вже можна розглядати як самостійні не враховують закони кожного окремого часткового взаємодії. Так із законів взаємодії елементарних частинок виникають закони взаємодії атомів, молекул і т.д. до відомих нам законів макросвіту і соціальних законів. Закони взаємодії об'єктів більш високого рівня будуються на основі інтеграції законів взаємодії складових їх об'єктів більш низького рівня. До речі, однією з причин нестійкості законів соціальної взаємодії є недостатньо велике кількість елементів складових взаємодіючі соціуми. Соціальні закони значною мірою залежать від конкретних наборів властивостей окремих членів соціумів, які самі є вже досить складними об'єктами. Підвищення рівня складності об'єктів завжди пов'язано з тенденцією зменшення ступеня їх подібності один одному. Закони великих чисел діють для них з усе більш зростаючої похибкою.

Сформульоване уявлення про закони світобудови не підтверджує і не спростовує існування Бога, оскільки вона відповідає на питання "як?", а не на питання "чому ?".

Звернімося знову до несиметричним взаємодій між об'єктами і конкретно до інформаційних. Ще раз нагадаємо, що такі можливі лише як комплекс симетричних взаємодій, в результаті комбінації яких виділяється в самостійну одиницю деяка субстанція звана нами інформацією. Ми будемо розглядати властивості цієї субстанції, переходячи від простих видів інформаційних взаємодій до складніших.

Найпростіші види інформаційної взаємодії можна виділити вже в неживій природі. Таким, наприклад, є каталітичне взаємодію. Воно полягає в тому, що одна об'єкт званий каталізатором змінює швидкість перебігу хімічної реакції між групою інших об'єктів званих реагентами, після чого сам каталізатор залишається незмінним за всіма своїми властивостями. Цей процес можна представити як примітивне інформаційну взаємодію між каталізатором і реагентами полягає в тому, що останні отримують від першого якусь інформацію, яку вони реалізують у вигляді зміни їх власного взаємодії.

Цей примітивний вид інформаційної взаємодії цікавий тим, що з одного боку він являє собою не надто складний комплекс симетричних взаємодій і порівняно легко може бути виведений з них. Наприклад, це взаємодія може складатися з простої послідовності симетричних взаємодій між каталізатором і окремими реагентами, в ході яких він перерозподіляє між ними речовину та енергію і тим самим організовує взаємодію між ними, залишаючись в підсумку у своєму колишньому стані. З іншого боку в цьому взаємодії вже проявляються в примітивному вигляді притаманні інформаційному взаємодії основні фактори.

Перше. Інформаційна взаємодія має в своїй основі комплекс симетричних взаємодій і таким чином інформація між об'єктами переноситься з допомогою обміну речовиною або енергією.

Форми речовини або енергії, за допомогою яких переноситься Інформація будемо називати інформаційними кодами або коротко - кодами.

Друге. Інформаційна взаємодія може відбуватися тільки при певному взаємне відповідно властивостей об'єктів. Так в кожному каталітичному взаємодії можуть брати участь тільки об'єкти, що володіють необхідним для нього набором властивостей. Сприйняття Інформації на основі одержаних кодів визначається через можливість її реалізації згідно з властивостями об'єкту, який приймає. Від його властивостей залежить в кінцевому підсумку те, яку інформацію він приймає, одержуючи конкретний набір кодів.

Комплекс властивостей об'єкта дозволяють йому сприймати одержувані коди як деяку інформацію будемо називати апаратом інтерпретації інформаційних кодів або коротко - апаратом інтерпретації.

Третє. Інформація реалізується в приймаючій об'єкті через пов'язане з нею певну зміна його стану (внутрішніх або зовнішніх властивостей). Причому ця зміна можливо і без отримання інформації, але при цьому воно буде менш імовірним. Інформація сприяє переходу приймає її об'єкта в одне з потенційно притаманних йому станів, тобто є згідною його властивостями. У розглянутому простому випадку доцільність інформації приймає об'єкт в значній мірою визначається самим наявністю у нього апарату інтерпретації, оскільки і те та інше грунтується на одних і тих же властивостях об'єкта. Тим не менше, ризикнемо тут розвинути твердження про доцільність і сформулювати його посилення.

У широкому сенсі можна сказати, що інформація прийнята об'єктом необхідно є для нього доцільною.

Отже, на простому прикладі інформаційної взаємодії ми показали три основні фактори, необхідних для його протікання. Це наявність кодів переносять інформацію, наявність апарату інтерпретації цих кодів у об'єкту, який приймає і, нарешті, обов'язкова доцільність інформації для об'єкту, який приймає. Можна сказати, що інформаційну взаємодію, це один з видів взаємодій, пов'язаних з переходом від об'єктивного до суб'єктивного. Це взаємодії з існуючими незалежно від об'єкта явищами, в яких він бере участь як "річ для інших", але результат яких сприймається нею як "річчю в собі". Постараємося тепер простежити розвиток цих факторів і властивостей інформаційного обміну в міру ускладнення беруть участь у ньому об'єктів і видів їх взаємодії.

2.2. Найпростіші форми життя

Першим умовою, що відрізняє живу форму від неживої, є наявність у неї можливості відтворення інших форм, які будуть подібні їй самій за внутрішнім будові і за видами взаємодії із зовнішнім середовищем. Для реалізації цієї можливості жива форма отримує із зовнішнього середовища речовину та енергію і перетворює їх усередині себе, створюючи копії своїх елементів і організовуючи їх у структуру, де вони будуть взаємодіяти між собою так само, як вони взаємодіяли у вихідній формі. внутрішнього стану живої форми, при збереженні властивостей її взаємодії з зовнішнім середовищем. До речі наявність постійних внутрішніх змін є основною причиною того, що жива форма в кожен наступний момент відрізняється від себе в попередньому моменті і, врешті-решт, її властивості настільки змінюються, що вона перестає існувати як така і відбувається її руйнування. Живі форми не настільки довговічні, як неживі, в яких внутрішні зміни обумовлені безпосередньо симетричними взаємодіями з зовнішнім середовищем.

Візьмемо за об'єкт найпростішу живу форму - вірус. Його взаємодія з середовищем проживання зводиться до живлення (споживання речовини), споживання енергії, виділенню відходів (у вигляді речовини та енергії), розмноженню (побудови своєї копії) та вмирання (розпад на окремі хімічні молекули).

Вірус складається з молекули нуклеїнової кислоти і білкової оболонки, які запобігають розпад один одного. У цьому полягає основне призначення їх внутрішньої взаємодії. Нуклеїнові кислота відіграє головну роль у відтворенні іншого такого ж вірусу при наявності відповідних умов зовнішнього середовища.

Нам відомі віруси, які відтворюють тільки в середовищі живих клітин. Це не означає, що їх не може існувати в інших середовищах. Більш того, вірус як більш проста форма, ніж жива клітина повинен був виникнути як вид ще до появи одноклітинної форми життя.

Механізм відтворення вірусів зводиться до того, що він, потрапляючи в певне середовище, змінює комплекс відбуваються між її об'єктами хімічних взаємодій таким чином, що в їх результаті відбувається синтез зрілих вірусних часток -- віріонів, з яких в певних умовах утворюються інші такі ж віруси. Цей вид взаємодія вірусу з середовищем подібний каталітичного взаємодії, але має більш високий рівень складності. Реагентами цього взаємодії є вже не прості хімічні молекули, а більш складні високомолекулярні з'єднання. Кодами, що переносять інформацію, служать уже не прості фізичні об'єкти і елементарні енергетичні впливу, а значно більш складні по складу і структурі їх комплекси. Дія апарату інтерпретації кодів засновано тут на таких складних комплексах дій хімічних законів, що часто вже не представляється можливим вивести строгу залежність одного від іншого. У цій взаємодії вже починають проявлятися біологічні закони як вищі за рівнем складності, ніж хімічні.

Принцип доцільності інформації як і раніше має місце в тому сенсі, що вся сукупність реакцій що ведуть до появи нового вірусу могла б відбутися і без участі такого самого вірусу, але збіг потрібного комплексу обставин для цього події набагато менш ймовірно ніж для реагентів каталітичного взаємодії, тобто, може виявитися набагато рідше. Але, напевно, все-таки це трапляється. Середа високомолекулярних сполук сама виробляє час від часу своїх нових вірусів.

Інформаційне взаімодействіе вірусу із середовищем має ще одну принципову особливість, якісно відрізняє його від каталітичного взаємодії. В останньому Результат реакції не має ніякого відношення до каталізатора. Результат ж інформаційного впливу вірусу на середу значимий для вірусу, оскільки забезпечує підтримку його існування як виду. Тут вже, хоча і в самому примітивному вигляді, виявляється четвертий фактор інформаційного обміну, що можна назвати спрямованістю передачі інформації, або більш широко -- цілеспрямованістю.

Цілеспрямованість інформаційної взаємодії, це фактор його значущості для існування конкретного об'єкту що передає інформацію або для існування його виду.

Фактор цілеспрямованості передачі інформації як спонукання переходу приймаючої об'єкта в стан, що відповідає інтересам передавального об'єкта, це вже фактор процесу управління. Взагалі-то, процес управління, це той же самий інформаційний процес, але розглянутий з точки зору домінування цілей об'єкта що передає інформацію над цілями об'єкта, що її приймає.

2.3. Клітинна форма життя

Принциповим відзнакою клітинної форми життя від вірусної є об'єднання в ній, як у єдиній структурі, всіх компонент, взаємодія яких забезпечує відтворення іншої такої ж форми. Звичайно, для забезпечення такого внутрішньої взаємодії компонент клітини необхідна можливість взаємодії її як цілого із зовнішнім середовищем. Безпосередньо для існування та самовідтворення клітини їй необхідні тільки симетричні взаємодії, в ході яких вона отримує із зовнішнього середовища речовина і енергію, що підтримують взаємодія її компонент.

Внутрішній механізм самовідтворення клітини є розвитком механізму відтворення вірусу. У клітці є основний елемент, цілеспрямоване інформаційний вплив якого на інші елементи призводить до побудови іншого такого ж елементу. Але цим ще не вичерпуються його функції. Цей елемент вступає з іншими елементами клітини в такі інформаційні взаємодії, які спрямовують взаємодію між ними на створення всього комплексу елементів клітини. Таким чином, можна сказати що, діючи подібно вірусу в напрямку самовідтворення, цей основний елемент клітини організує ще й відтворення середовища, в якому його власне відтворення стає можливим.

Цей основний елемент клітини являє собою різновид молекули нуклеїнової кислоти, а саме, молекулу дезоксирибонуклеїнової кислоти (ДНК). Дослідження будови ДНК і механізмів його взаємодії з іншими елементами клітини, - це предмет Генетики. Відзначимо лише, що ДНК складається з елементів званих нуклеотидами, окремі групи яких, беручи участь у різних інформаційних взаємодіях, організують окремі етапи процесу відтворення клітини і в сукупності організують весь процес.

Саме первинне виникнення клітини як живої форми, відбулося, тому що воно могло статися у певних, хоча і дуже малоймовірних, ситуаціях взаємодії вірусу з середовищем. У якийсь момент функціонування якогось вірусу призвело до того, що в одній оболонці виявилася молекула його ДНК і ті об'єкти, з якими він вступав в інформаційні взаємодії, причому кожен з них міг виникати як реалізація інформаційного взаємодії вірусу з іншими об'єктами. Збіг усіх цих обставин могло трапитися так рідко, що за всю історію розвитку життя на нашій планеті сталося, мабуть лише кілька таких випадків утворення клітин, які мали б достатньою стійкістю існування і відтворення себе як виду. При цьому стійкість не виявилася настільки повної, (закон великих чисел діяв не в достатній для цього ступеня), що б відтворення клітин вело б в кожному разі до появи повної копії батьківської клітини. Звідси стали з'являтися нові клітини, найбільш стійкі з яких зберігалися як види. Це й стало основою виникнення того різноманіття форм життя, які зараз існують.

Жива клітина цікава тим, що є майже замкнутої середовищем з точки зору що відбуваються в ній внутрішніх інформаційних взаємодій. Число їх досить обмежена, що дає можливість вивчати кожне з них окремо і всю взаємозалежну їх структуру в цілому. Це звичайно окрема завдання, а ми розглянемо лише деякі властивості цих взаємодій, важливі з точки зору розвитку їх значення в більш складних інформаційних процесах.

Інформаційне взаємодія ДНК з яким або елементом клітини відбувається не через безпосередні симетричні взаємодії одного з іншим, а опосередковано через проміжні взаємодії з деякими іншими елементами. Такими в клітці служать кілька видів молекул рибонуклеїнової кислоти (РНК). При взаємодії з ДНК вони набувають такі властивості, які при подальшому взаємодії їх з іншими елементами клітини призводять до передачі їм інформації вже безпосередньо реалізується в процесах підтримки життя або відтворення клітини. Таким чином, коди, за допомогою яких здійснюється передача інформації від ДНК, не співпадають з кодами, за допомогою яких приймається інформація. Проміжний етап інформаційної взаємодії може бути розтягнуто в часі, і момент передачі інформації не збігається з моментом її отримання. Наявність цього проміжку і перекодування інформації створюють передумови спотворення (в тому числі і можливість втрати) інформації в процесі її переходу від одного об'єкта до іншого. Спотворення інформації веде до зниження доцільності для об'єкта змін, що відбуваються в ньому при її реалізації. Для клітини це загрожує порушенням загальної стійкості його життєдіяльності та руйнуванням.

Для того щоб клітина зберігалася як вид протягом тривалого часу, повинен існувати механізм захисту інформації від спотворень, які відбуваються час від часу. Такий механізм може мати різну природу, але найголовніше, що він повинен бути закладений і у властивостях самої інформації, що передається.

Такою властивістю є надмірність інформації. (Це не єдина її корисна роль у процесі інформаційної взаємодії.) Надмірність може бути реалізована через просте повторення кодів або більш складним чином - через самовідновлювальні коди. Самовосстановление кодів грунтується на тому, що у передачі беруть участь не тільки коди безпосередньо несуть інформацію, а й додаткові, за яким при прийомі інформації, перевіряється вірність основних кодів, і якщо це необхідно і можливо, інформація реалізується таким же чином, як ніби коди не були перекручені. Власне відновлюються не самі коди, а в допустимих межах їх спотворень і втрат зберігається переносима ними інформація. одна й та ж інформація може передаватися різними ділянками однієї ДНК, і виключення будь-яких з них не призводить до порушень її функцій. Можливість використання властивості надмірності інформації, природно, вимагає наявності відповідних властивостей в об'єкта приймає інформацію.

Молекули ДНК мають більшу кількість груп нуклеотидів, ніж це необхідно для нормального функціонування клітини. Причому частка надлишкових груп зростає по відношенню до частці основних в міру ускладнення функцій самостійної клітини або організму, до якого клітина входить складовою частиною. Відповідно при перенесенні інформації від ДНК беруть участь більше число кодів, ніж це безпосередньо необхідно. Видається, що саме цим спочатку забезпечується захист інформації від спотворень і втрат у процесі обміну нею всередині клітини.

Під внутрішньоклітинному обміні інформації виявляється ще один фактор, який необхідно враховувати при розгляді цього процесу. Він присутній у процесі взаємодії вірусу з елементами клітини. Клітка, в яку потрапляє вірус, є для нього зовнішнім середовищем. Вступаючи в інформаційний обмін з елементами клітини, вірус цілеспрямовано змінює їх взаємодії і, тим самим, змушує їх створювати інший такий же вірус. Для клітини таке взаємодія призводить до порушення її внутрішніх інформаційних взаємодій. Якщо виникають при цьому спотворення інформації стають занадто значними, клітина втрачає можливість підтримувати своє існування і руйнується. З одними спотворень інформації клітина може боротися, з іншими ні, а треті можуть виявитися нейтральними або навіть що сприяють її існуванню.

Судячи з структурі вірусів, основою яких може бути або молекула ДНК або РНК, у них є кілька можливостей втручатися в внутрішньоклітинний інформаційний обмін - або спотворити інформацію в процесі її перенесення, змінивши стан клітинної РНК, або передавати інформацію, вступивши в безпосереднє взаємодія з певними елементами клітини замість відповідної РНК. Можливий варіант, коли молекула ДНК вірусу впроваджується в структуру молекули ДНК клітини, і та починає посилати спочатку спотворену інформацію.

Фактор цілеспрямованої передачі інформації від одного об'єкта іншому в ситуації, коли її реалізація виявляється доцільною для першого і недоцільною для другого будемо називати дезінформацією.

Взагалі, поняття Інформація та Дезінформація, позначають одну і ту ж саму субстанцію, але мають різні етичні категорії. Вони співвідносяться між собою приблизно так само, як поняття розвідник і шпигун. Розглянуті з точки зору відповідності різним цілям вони переходять з одного в інше.

На прикладі живої клітини можна розібрати ще один вид інформаційної взаємодії. ДНК клітини не тільки посилає інформацію інших елементів клітини, а й отримує її від них. Якщо наведені раніше передану інформацію можна назвати керуючою, то останню можна визначити як інформацію стеження. Ця інформація переноситься за допомогою РНК (тих же або інших, що беруть участь в перенесенні керуючої інформації). Приймається ДНК інформація реалізується в ній через зміну її стану, і таким чином обумовлює формування керуючої інформації. У результаті реалізується зміна управління процесами, що відбуваються в клітині відповідно до зміною умов її існування. Зокрема, реалізацією стежить інформації може бути комплекс керуючих інформаційних взаємодій ДНК з іншими елементами клітини, реалізований ними у процесі самовідтворення саме в той момент, коли клітина в цілому вже готова до цього.

Інформації стеження грає ще одну важливу роль для забезпечення стійкості існування клітини. Взаємодія клітини як об'єкта із середовищем, тягне за собою зміну станів окремих її елементів, і відповідна інформація надходить в ДНК. Реалізація такої інформації у зміні керуючих інформаційних впливів змушує клітку в цілому перейти в стан найбільш адекватне для її збереження в даних умовах взаємодії із середовищем. Кожна існуюча клітина володіє такими здібностями в певних межах просто тому, що ті, які не володіли ними, припинили своє існування як вид. Тут діє відома теза Гегеля -- "Все існуюче розумно".

Адекватна реакція клітини на стан зовнішнього середовища являє собою реалізацію одержуваної з зовнішнього середовища інформації. Механізм реалізації цієї заснований на зміні взаємодій елементів усередині клітини, в тому числі й інформаційних. Інформаційна взаємодія клітини із середовищем, це та частина її взаємодій, значення яких для її існування визначається не речовим і енергетичним обміном підтримує необхідні для її існування взаємодії внутрішніх елементів, а та, яка тягне за собою зміну цих внутрішніх взаємодій у напрямку найбільш вигідному для існування клітини в цілому як одиниці або як виду.

Кожен елемент клітини окремо вкрай не стійкий. Його існування полягає в регулярному оновленні великої частини входять до нього субелементов і енергетичної підживлення їх взаємодій. Відносна стійкість досягається в комплексі взаємодій всіх елементів клітини з обміну речовиною і енергією, початковим джерелом яких є взаємодія з зовнішнім середовищем клітини. Узгодженість внутрішніх взаємодій з обміну речовиною і енергією досягається комплексом стежать і керуючих інформаційних взаємодій, центральним елементом яких є молекула ДНК. Цікаво, що серед керованих цими інформаційними взаємодіями процесів присутній комплекс каталітичних процесів реалізуються певною групою елементів клітини -- ферментами. Каталітичний процес, як ми показали раніше, це процес примітивної інформаційної взаємодії. Таким чином, ми бачимо, що інформаційну взаємодію може мати ієрархічну структуру, узгоджено що об'єднує різні рівні взаємодій.

Навіть у самих ідеальних умовах зовнішньої взаємодії клітини із середовищем (яких, в Загалом-то, не буває), нестійкість окремих елементів клітини призводить до нестабільності їхніх внутрішніх взаємодій, в тому числі й інформаційних. Порушення останніх особливо важливо, тому що впливає на узгодженість всіх інших процесів через втрату їх значимості один для одного. Це в свою чергу впливає на внутрішні інформаційні взаємодії і з певного моменту процес їхнього порушення стає незворотнім, клітина старіє, втрачаючи здатність забезпечувати існування своїх елементів, і вмирає.

Одноклітинні організми як об'єкти інформаційної взаємодії із середовищем відрізняються від вірусу, перш за все тим, що останні є головним чином передавальної стороною, у той час як одноклітинні, навпаки, що приймає. Відповідно до цього в одноклітинних більш розвинений апарат інтерпретації інформаційних кодів, через який вони приймають інформацію та реалізують у своїх діях. (По правді сказати, нам взагалі нічого не відомо про такий у вірусів.) Апарат інтерпретації інформаційних кодів у клітин має безумовний і безпосередній характер. Безумовність його полягає в тому, що однакові комбінації кодів завжди сприймаються конкретної клітиною як один і та ж інформація реалізована в одних і тих же діях. Безпосередність дії цього апарату полягає у майже негайної реалізації інформації. Клітка не може, як не будь довго, що приймається зберігати інформацію і реалізовувати її якийсь час по тому. Етапи інтерпретації інформаційних кодів та реалізації отриманої інформації в клітині практично не розділяються.

Можна навести найпростіший приклад прийому та аналізу інформації із зовнішнього середовища такими одноклітинними організмами як бактерії в процесі пошуку ними харчування.

Сама подія отримання харчування у бактерій одночасно є подією отримання інформації про наявність харчування. Реалізація цієї інформації відбувається через зміна довжини їх одиничних переміщень (напрям завжди випадкове). Чим частіше зустрічається їжа, тим коротше пробіги. Таким чином, збільшується ймовірність, того що, потрапивши в живильне середовище, бактерії проводять в ній більше часу, ніж той час, що вони проводять в бідної харчуванням середовищі. Це самий примітивний спосіб реалізації інформації живою формою при її взаємодії з зовнішнім середовищем через управління своїми діями (управління як вибір дій з наявних альтернативних можливостей).

Апарат інтерпретації інформації одержуваної клітиною із зовнішнього середовища повністю і однозначно визначається структурою молекули ДНК (оскільки саме вона управляє його побудовою) і передається від батьківської клітини до дочірньої через копію цієї ДНК. Він не змінюється протягом усього життя клітини і однаковий у всіх клітин одного виду.

2.4. Багатоклітинні форми життя

Передумовою до появи багатоклітинних форм життя стали колоніальні одноклітинні організми. Їх дочірні клітини після відтворення не відокремлюються від мат?? рінськой й існують у безпосередньому зіткненні. Будучи, як і всі одноклітинні головним чином приймаючої стороною в інформаційних взаємодіях вони здатні вступати тільки в самі примітивні види взаємного обміну інформацією, пов'язані, наприклад, з інформацією про фізичне їх контакті. Зовнішня інформація з-посеред приймається і реалізується кожним членом колонії самостійно. Їхня спільна діяльність обмежується самим чинником створення єдиного тіла, яке за своїм фізичними параметрами має більш високу живучість, ніж складові його елементи.

У цьому плані можна навести цікавий приклад поведінки амеб, які хоч і не є колоніальними організмами, але здатні на створення тимчасових колоній. У голодному стані вони випускають речовина (одна зі складових ДНК), це речовина сприймається іншими як інформація що змушує їх зближуватися і групуватися. Утворюється єдина слиз (якась подібність колоніального організму). Ця слиз може переміщатися в просторі під впливом зовнішнього середовища на значно більші відстані, ніж окремі амеби. При цьому самі амеби не витрачають свою енергію на пересування і тому довше живуть в умовах її дефіциту. Досягаючи живильного середовища, слиз розпадається на окремі амеби, і вони знову діють як самостійні об'єкти.

Багатоклітинні організми відрізняються від колоніальних насамперед поділом функцій окремих груп клітин при взаємодії із середовищем. Їх спільною особливістю є те, що, як і колонія одноклітинних, багатоклітинний організм виростає з однієї материнської клітини. Поділ функцій клітин у спільній їх діяльності як цілого вимагає узгодження їхніх дій між собою. Це узгодження досягається комплексом що відбуваються між ними керуючих і стежать інформаційних взаємодій. У багатоклітинних організмі з'являються клітини здатні вступати в інформаційні взаємодії з іншими клітинами в як передавальної сторони. У всьому іншому клітина в багатоклітинній організмі взаємодіє з іншими клітинами принципово так само, як одноклітинний організм взаємодіє з елементами його зовнішнього середовища. Принципова відмінність виявляється тільки в процесі самовідтворення клітини. Дочірня клітина не завжди стає повною копією материнської клітини. На процес самовідтворення клітини впливає її інформаційне взаємодія з навколишніми клітинами і зовнішнім середовищем організму. ДНК в дочірній клітині повністю копіюється з ДНК материнської клітини, а комплекс інших елементів може значно відрізнятися. Таким чином, центральний елемент інформаційного управління взаємодій елементів клітини в кожній клітці один і той самий, але виконує тільки ту частину своїх функцій, яка відповідає взаємодії з наявними в клітці іншими елементами.

Різні за будовою клітини організму виконують різні функції. У комплексі вони забезпечують взаємодію організму з е