Сезар Идальго - Как информация управляет миром

Надеюсь, с помощью того, что мы обсудили до сих пор, мне удалось проиллюстрировать важность понимания экономических процессов с точки зрения нашей способности упаковывать и распаковывать ноу-хау и информацию, воплощать ноу-хау в состоящих из людей сетях с ограниченной способностью к его накоплению, а также создавать предметы, которые воплощают способы практического применения этого ноу-хау и расширяют человеческие возможности.

Тем не менее это не последняя остановка на нашем пути. В заключительной главе я обобщу то, что мы узнали о физических, социальных и экономических системах, а также о существующих в этих системах механизмах, которые способствуют росту объема информации.

Вселенная состоит из энергии, материи и информации, и хотя энергия и материя существуют по умолчанию, для появления информации требуются определенные условия.Это не всегда просто.

Мы начали свой рассказ с описания некоторых основных физических механизмов, которые способствуют увеличению объема информации. Они включают три важные концепции: спонтанное возникновение информации в неравновесных системах (пример с водоворотом), накопление информации в твердых телах (например, в белках и ДНК), а также способность материи производить вычисления.

Первая идея связывает информацию с энергией, поскольку в неравновесных системах информация возникает естественным образом. Эти системы состоят из большого количества частиц и характеризуются значительными энергетическими потоками. Потоки энергии способствуют самоорганизации материи. Как говорил Пригожин, энергетические потоки, которые не позволяют системе прийти в состояние равновесия, объясняют спонтанное возникновение порядка или информации. Неравновесные системы порождают информацию естественным образом по мере того, как они организуются в динамические устойчивые состояния. К повседневным примерам таких систем относятся водовороты, формирующиеся при сливе воды из ванны, а также завихрения, появляющиеся при вливании молока в кофе.

Однако неравновесные системы не позволяют нам понять более сложные формы информации. Здесь в игру вступает существование твердого вещества и вычислительные способности материи.

Непрерывное стремление к энтропии означает, что информация всегда находится под угрозой уничтожения. Чтобы выжить, информации приходится скрываться, поскольку во Вселенной, где информация существует недолго, информация не может накапливаться.

Твердое вещество позволяет информации сопротивляться энтропии. Обеспечивая информации возможность сохраняться, твердые тела позволяют информации рекомбинироваться. Это рекомбинация необходима для дальнейшего роста объема информации.

В своей книге 1944 года «Что такое жизнь?» Эрвин Шредингер подчеркнул значение твердых тел в качестве носителей информации в контексте жизни. Он понимал, что жизнь представляет собой далекую от равновесия систему, обладающую способностью сохранять и обрабатывать информацию. Он также осознавал, что такие твердые вещества, как белки и ДНК, необходимы для хранения и переноса информации и что способность этих молекул воплощать информацию обусловливается не только их твердостью.

Шредингер отметил, что апериодическая природа таких кристаллических твердых тел, как ДНК, имеет определяющее значение для способности этих молекул воплощать информацию. Длинномасштабные и короткомасштабные корреляции позволяют молекуле ДНК упаковывать большие объемы информации так же, как длинномасштабные и короткомасштабные корреляции в языке позволяют нам выражать идеи, которые нельзя выразить с помощью случайных комбинаций слов.

Таким образом, вторым ключом к разгадке тайны увеличения объема информации является то, что твердые тела имеют определяющее значение для сохранения информации. Тем не менее не все твердые тела способны воплощать информацию. Для этого они должны обладать определенной структурой. Твердые тела, характеризующиеся случайной или периодической структурой, не в состоянии воплощать информацию, которую могут содержать такие более сложные структуры, как ДНК.

Существенное значение твердых веществ для накопления информации также говорит нам об условиях окружающей среды, которые больше всего способствуют росту объема информации. Эти условия определяются узким диапазоном температур. Информация не может накапливаться в полностью замороженной среде, поскольку в таких условиях информация статична и не может рекомбинироваться. [170]Кроме того, объем информации не может расти при слишком высокой температуре. Такая обжигающая среда, как солнце, характеризуется множеством неравновесных завихрений, однако отсутствие твердых тел означает, что информация в такой среде не может сохраняться, рекомбинироваться и накапливаться. На солнце не существует длинных белковых цепей. На самом деле температура там настолько высока, что атомы отрываются от своих электронов в процессе непрестанного движения, происходящего на солнце. Таким образом, горячие миры могут генерировать простые формы информации, но в отсутствие твердых тел информация не может выйти за пределы своих самых примитивных состояний.

Для появления информации требуется энергия, а для ее сохранения необходимы твердые вещества. Однако для взрывообразного роста объема информации нужен еще один ингредиент: способность материи производить вычисления.

Факт того, что материя способна производить вычисления, является одним из самых удивительных фактов во Вселенной.Только подумайте, без вычислительной способности материи не было бы никакой жизни. Бактерии, растения, вы и я технически являемся компьютерами. Наши клетки постоянно обрабатывают информацию не вполне понимаемым нами способом. Как мы видели ранее, способность материи производить вычисления – это необходимое условие для возникновения жизни. Это также является важной отправной точкой в способности нашей Вселенной порождать информацию. По мере того как материя научается производить вычисления, она начинает выбирать, какую информацию следует накапливать и какие структуры воссоздавать. В конечном счете именно вычислительная способность материи обусловливает взрывообразный рост объема информации.

Неравновесные системы, твердые вещества и вычислительные способности материи помогают нам объяснить рост и наличие информации в нашей Вселенной. Эти три механизма позволяют материи обмануть непрерывное нарастание энтропии, не везде, а в таких хорошо определенных карманах, как клетка, человек, город или планета. Однако для того чтобы подвести эти идеи к нашей современной действительности, нам нужно перевести их на язык людей, обществ и экономик. Рост объема информации в экономике также является результатом работы этих основных механизмов. Однако в крупномасштабных социальных и экономических системах эти механизмы принимают новые формы.