Эволюция обработки информации

Всем нам на школьных уроках по биологии говорили о строении живых организмов, об их эволюции, об уровнях организации живой материи. Из этих уроков многие вынесли представление о том, как развивалась Жизнь на Земле, какие органы и системы в организмах появлялись и совершенствовались на каждом из следующих уровней организации, но мало что говорилось об организации систем обработки информации, их эволюции. Чтобы принять управленческое решение, любой организм должен получить и обработать некий объём информации, причём, с каждым новым этапом объёмы информации увеличивались, скорость и качество обработки повышались. Как и за счёт чего это происходило, будет рассмотрено в этой статье.

Живые организмы, находясь в среде, боролись за жизнь с представителями других видов, а также шла межвидовая борьба. Поэтому от того, насколько качественно и быстро будет воспринята информация об изменениях в окружающем мире, зависело качество управления, а значит, способность выжить и занять как можно больший ареал.

С одноклеточными организмами всё более-менее понятно, здесь одна клетка и принимала информацию из окружающей среды (освещённость, температура, химический состав), и реагировала на это. Это были лишь общие представления об изменениях вокруг (светло — темно, тепло — холодно), качество управления на основе такой информации было низким и простейшие выживали в основном за счёт высокой плодовитости.

В многоклеточных организмах появляется необходимость ещё и передавать информацию от клетки к клетке. Соседние клетки растений, например, соединены между собой специальными каналами, по которым могут проходить фитогормоны. Так клетки поддерживают связь между собой для согласованной работы всего организма.  И первым шагом в информационной работе многоклеточных организмов стало появление специализированных клеток.

Специализированные клетки стали «заточены» на работу с информацией, и таким образом на этом уровне организации живой материи решилась задача повышения чувствительности и скорости передачи информации. Нервный сигнал передаётся в синапсах (местах контакта окончания аксона одного нейрона с отростком (дендритом) другого) с помощью вещества-посредника, названного медиатором. В результате возникновения потенциала действия медиатор на 0,5 мс выделяется и замыкает контакт между клетками, передавая потенциал другому нейрону, после чего разлагается ферментом, и импульс прерывается. Мембрана аксона деполяризуется. Этот механизм позволяет обеспечить задержку для пропускания нового импульса. Запомните это время: 0,5 мс, оно одинаково у всех организмов, а это значит, что скорость передачи импульса уже не повысится на следующем уровне, а рост качества и объёмов обработки информации будут решены другими способами.

Следующим этапом стала эволюция органов чувств, их специализация (слух, зрение…), что опять повысило чувствительность, а значит, достоверность и точность информации, на основе которой принимаются решения. Корректировался диапазон восприятия зрения, слуха под ту среду, в которой жил биологический вид. А значит, организмы стали принимать более правильные решения, что повысило их выживаемость.

Можно выделить три типа чувствительности: химическая (вкус, обоняние и т.д.), механическая (слух, осязание, гравитация и т.д.), и чувствительность электромагнитных излучений (зрение, магнитные поля и т.д.). Появление органов чувств привела к необходимости появления центров обработки информации, в которые стекаются импульсы из разных мест. А чтобы в одном месте обрабатывать сигналы из органов разной направленности, нужна однотипная кодировка сигналов. Универсальным кодом, позволяющим сравнивать сигналы из разных органов чувств, стал электрохимический импульс, генерирующийся в нейронах в ответ на информацию, полученную от органов чувств. Он передается с одной нервной клетки на другую за счет изменения концентрации заряженных ионов по обе стороны клеточной мембраны. Такой электрический импульс характеризуется частотой, амплитудой, модуляцией, интенсивностью, повторяемостью и некоторыми другими параметрами. Так появилась нервная система.

Эволюция нервной системы сначала привела к появлению центров принятия решений — головному и спинному мозгу, а затем шло усовершенствование работы с информацией. Появилась память, и в ней стала храниться информация о прошлом опыте организма. Стереотипы позволили разгрузить вычислительные мощности, ведь однотипные ситуации требуют однотипной реакции.

А можно ли жить без нервной системы? Можно! Но только в чудесном месте, где много пищи, организм защищён и согрет. Пример — солитёр, у которого нервная система в процессе эволюции деградировала.

Солитёр

На следующем этапе шла борьба за скорость и устойчивость работы органов чувств вне зависимости от условий внешней среды, яркий пример: появление теплокровных животных. Развитие в этом направлении привело как к созданию индивидуальных средств защиты организма в виде защитных покрытий: оперение, шерсть, слой подкожного жира, так и коллективного пользования — целенаправленному созданию искусственной среды обитания, например: строительство жилища как средства защиты от действия неблагоприятных факторов внешней среды. Это же помогло решать задачу расширения ареала обитания.

Примерно на этом этапе стала возможной к применению новая схема принятия решения. До этого действие организма было следствием воздействия среды, а в новой схеме стало возможным упреждающее действие на основе творческого решения, выработанного интеллектом.

На этом все меры по совершенствованию системы обработки информации на уровне вещества были исчерпаны. Помните, выше приводилось время, необходимое для работы медиатора. А всё возрастающий объём переработки информации требовал всё большей производительности, для чего в принципе, возможно было запараллелевание процессов, что привело бы к увеличению размеров мозга. Но природа пошла другим путём. Далее обработка информации перешла с уровня вещества на уровень биополя. Биополевые процессы уже не имеют таких ограничений по скорости, а также по размерам.

Переход на уровень биополя позволил решить ещё и такие задачи.  Это ограничение возможности вмешательства извне на процесс построения картины мира индивидом, а также возможность создания коллективного «органа» по обмену, хранению и обработки информацией. Ещё В. И. Вернадский писал о ноосфере, которая регулирует Жизнь на планете, и все мы связаны через неё, а значит, являемся в каком-то смысле частями единого организма более высокой организации Жизни на Земле.

Зачем всё это описано, ведь ничего нового не сказано, все факты известны и являются общепризнанными. А это как посмотреть. Во времена, когда я учился в школе, информация не рассматривалась как отдельная категория бытия, и поэтому все вышеописанные эволюционные процессы рассматривались как часть развития материальных тел живых организмов. И до сих пор в науке и системе образования господствует представление о мире как о четырёх-единстве: материя — энергия — пространство — время. Как видите, информации здесь нет, и всё сводится к системе: раздражитель — импульс — реакция.

И лишь переход к мировоззрению трёх-единства: материя — информация — мера позволяет взглянуть на всё это с дугой позиции, с которой открываются новые возможности к пониманию Мира. А именно. Как организуются процессы управления, ведь управление — это информационный процесс. Как устроена наша система обработки информации, в каком направлении она эволюционирует, а значит, как нам можно с этим работать, как развивать себя. В конце концов, изучение информационного обмена на уровне биополя позволит не только получить представление об информационных объектах — эгрегорах, но и о том, как организован информационный обмен между человеком и иерархически наивысшим управлением, которое мы обычно называем Богом.

Заключение

Есть такая наука — теория управления. Она позволяет рассматривать все процессы как процессы управления и самоуправления. В этой статье затронуты вопросы об эволюционном развитии «аппаратного обеспечения» управления живого организма. Такой подход позволяет выявить новые грани ранее открытых фактов строения организмов, понять путь Творца (для атеистов —этапы эволюции), чтобы лучше использовать те возможности, которые есть, или даже заглянуть в будущее, мысленно продлив эту шкалу на столетия вперёд. Очень жаль, что раньше с этих позиций биология не рассматривалась, сколько новых знаний было бы получено! Но, тем интересней самим заниматься исследованием, получать новые интересные знания!

Источник