Терри Пратчетт - Наука Плоского мира. Книга 2. Глобус

Иными словами, понятие Хайтина рассматривает степень, до которой сообщение способно «сжиматься». Если короткая программа сгенерирует длинное сообщение, то мы можем передать программу вместо сообщения, сохранив время и деньги. А программа при этом «сжимает» сообщение. Когда компьютер получает большой графический файл – например, фотографию – и превращает ее в меньший, в формате JPEG, он использует стандартный алгоритм для сжатия информации, содержащейся в исходном файле. Это возможно благодаря тому, что в фотографиях содержится множество шаблонов: к примеру, повторяющиеся голубые пиксели, из которых состоит небо. Чем менее сжимаемым является сигнал, чем больше информации, согласно Хайтину, он содержит. А чтобы его сжать, нужно описать шаблоны, которые в нем содержатся. Отсюда следует, что несжимаемые сигналы случайны, не имеют шаблонов и при этом содержат максимальный объем информации. С одной стороны, это логично: когда каждый следующий бит максимально непредсказуем, вы получаете больше информации, когда узнаёте его значение. Если в сигнале содержится 111111111111111, то маловероятно, что следующий бит тоже окажется 1; но если в сигнале содержится 111001101101011 (для того чтобы получить это значение, мы пятнадцать раз подбросили монету), то очевидной возможности угадать следующий бит у нас нет.

Оба способа измерения информации могут оказаться полезными при разработке электронных технологий. Информация Шеннона определяет время, необходимое для передачи сигнала, в то время как информация Хайтина сообщает о наличии подходящего метода сжатия информации, чтобы передать ее в коротком виде. По крайней мере, так было бы, если ее подлежала расчету, но одна из особенностей теории Хайтина заключается как раз в невозможности расчета количества алгоритмической информации в сообщении – и он сумел это доказать. Волшебники наверняка оценили бы его прием.

Таким образом, «информацию» стоит считать полезным понятием, хотя и странно, что «Быть или не быть?», согласно Шеннону, содержит столько же информации, сколько «чнЙПКдакнг?в%ыл0ц». А все потому, что информация и смысл – это разные вещи. Что ничуть не удивительно. Для людей в сообщении важно не количество бит, а его смысл, но математики не умеют выражать его в количественном виде. Пока что.

Сообщения, несущие в себе смысл, возвращают нас к историям. Суть в том, что мы не должны путать истории с «информацией». Эльфы дали людям истории, но не информацию. И вообще, в историях, придуманных людьми, присутствует то, чего даже не существует в Круглом мире, – например оборотни. В них не содержится никакой информации – кроме разве что той, которая может рассказать вам о человеческом воображении.

Большинство людей – особенно ученые – приходят в восторг, когда у них получается представить понятие в виде числа. Все остальное кажется им слишком размытым, чтобы принести какую-либо пользу. «Информация» – это число, поэтому она кажется нам такой точной, что мы не замечаем того, что она может оказаться ложной. По этому скользкому пути довольно далеко зашли две науки – биология и физика.

С открытием «линейной» структуры молекулы ДНК в эволюционной биологии появилась притягательная метафора, касающаяся сложности организмов и их эволюции, а именно: геном организма содержит информацию, необходимую для его построения . Эта метафора родилась после того, как Фрэнсис Крик и Джеймс Уотсон совершили грандиозное открытие, что ДНК организма состоит из «кодовых слов», которые выражаются четырьмя «буквами» – А, Ц, Т и Г, соответствующими, как вы помните, четырем «основаниям». Вследствие этого было выдвинуто неизбежное предположение, что геном содержит информацию о соответствующем организме. И в самом деле, геном часто называют «содержащим всю информацию, которая необходима для создания этого организма».

В этом определении легче всего оспорить слово «всю». Существует бесчисленное множество причин, по которым ДНК развивающегося организма не определяет сам организм. Все эти негеномные влияния на развитие называются «эпигенетическими» и варьируются от еле уловимых химических отметок в ДНК до вклада заботливых родителей. Более трудная мишень – слово «информация». Разумеется, геном содержит информацию некоторого рода: в настоящее время ученые из разных стран мира трудятся над составлением списка всей информации, заключенной в геноме человека, а также других организмов – риса, дрожжей и круглого червя Caenorhabditis elegans . Оцените естественность нашего высокомерия – ведь слово «информация» здесь ссылается на человеческий разум как на приемник, а не как на развивающийся организм. Проект «Геном человека» снабжает информацией нас , а не организмы.

Эта несовершенная метафора ведет к столь же несовершенному заключению, что геном объясняет сложность организма относительно количества информации в коде ДНК. Люди так сложны потому, что в их длинном геноме содержится много информации; круглые черви менее сложны потому, что их геном короче. Однако эта притягательная идея не может соответствовать действительности. Так, шенноновская информация, содержащаяся в геноме человека, на несколько порядков меньше, чем количество информации, необходимой для описания связи между нейронами в человеческом мозгу. Как мы можем быть сложнее, чем информация, которая нас описывает? К тому же у некоторых амеб геном длиннее, чем у нас, – и этот факт опускает нас на несколько ступеней и подвергает еще большему сомнению то, что ДНК можно рассматривать как информацию.

В основе широко распространенного убеждения, будто сложность ДНК объясняет сложность организма (даже несмотря на его очевидную ошибочность), лежат два предположения, две научные истории, которые мы сами себе рассказываем. Первая называется «ДНК – это чертеж», и в ней геном рассматривается не только в контексте своего значения в управлении биологическим развитием, но и в качестве носителя информации, необходимой для определения организма. Вторая история называется «ДНК – это сообщение» и представляет собой метафору «Книги жизни».

Обе истории чрезмерно упрощают сложную систему взаимодействия. В первой утверждается, что геном – это молекулярная «карта» организма. А «ДНК – это сообщение» – это история о том, что организм может передавать эту карту следующему поколению, «отправляя» соответствующую информацию.

Но ни одна из них не соответствует действительности. С другой стороны, их можно назвать неплохими примерами научной фантастики – или как минимум плохой, но интересной научной фантастикой с хорошими спецэффектами.

Если у «сообщения» ДНК и есть получатель, то это не организм следующего поколения, который даже не существует во время «отправки» «сообщения», а рибосома, то есть молекулярная машина, превращающая цепочки ДНК (в гене, кодирующем белок) в белки. Рибосома является неотъемлемой частью системы кодирования; она выполняет функцию «переходника», изменяя информацию, содержащуюся в цепочке, на ту, что заключена в последовательности аминокислот в белках. Каждая клетка содержит много рибосом, но мы говорим о них в единственном числе потому, что все они идентичны. Метафора ДНК как информации стала практически универсальной, хотя на самом деле никто никогда не выдвигал предположения, что рибосома может быть крупным вместилищем информации. Сейчас структура рибосомы известна в мельчайших деталях, и никаких признаков того, что она является «носителем информации», как ДНК, нет. Похоже, что рибосома – это всего лишь жестко закрепленная «машина». Так куда же девалась информация? А никуда. Просто это некорректный вопрос.