В. Корогодин - Информация как основа жизни

Пространство режимов – это, как мы уже отмечали (глава 2), математическое многомерное пространство, по каждой оси которого отложены нарастающие значения одного из факторов, "жизненно необходимых" для осуществления события цели. Размерность этого пространства, соответственно, равна числу таких факторов. На пространстве режимов может быть распределена вероятность р спонтанного осуществления Z, а также вероятность Р его осуществления при использовании данного оператора Q,. Поверхности, описывающие такие распределения, могут не перекрываться, а могут перекрываться частично или полностью, так что объем пространства режимов, содержащий его область, где р > О, может входить в область для Р > 0, а может занимать и совершенно обособленное положение, особенно если размерности пространства режимов для спонтанного и целенаправленного осуществления Z не одинаковы.

Размерность пространства режимов какого-либо оператора -очень важная характеристика этого оператора, отражающая число факторов, с которыми ему необходимо взаимодействовать при осуществлении данного целенаправленного действия. Объем области пространства режимов, где Р > 0, отражает то разнообразие комбинаций значений жизненно необходимых факторов, при которых событие Z может осуществляться. Это зона осуществления Z. В случае спонтанного осуществления Z та область зоны осуществления, где p≈1, и есть "зона комфорта".

Особое значение имеет область зоны осуществления Z, где р или Р, отнесенные к единице времени, превышают значения р' или Р', выражающие вероятность гибели в единицу времени объектов класса Z. Это – зона мультипликации (спонтанной или индуцированной) событий класса Z.

Среда обитания, в отличие от пространства режимов, – это реальная среда, содержащая жизненно необходимые факторы в соотношениях, соответствующих зоне осуществления Z. Кроме них, среда обитания может содержать еще ряд факторов, как безразличных для осуществления Z, так и препятствующих ему.

Экологическая ниша – это та область среды обитания, в которой соотношение всех жизненно необходимых факторов соответствует зоне мультипликации Z, а давление помех не настолько выражено, чтобы существенно ее деформировать.

Таким образом, как зоны обитания, так и экологические ниши – это реальные участки пространства, разбросанные по нашей планете, причем одинаковые зоны обитания или экологические ниши идентичны только в отношении сочетаний жизненно необходимых факторов, но могут существенно различаться по факторам, безразличным или выступающим в роли помех. Число факторов, входящих в реальные зоны обитания или экологические ниши, может быть самым разным, равным или превышающим размерность пространства режимов, которая, таким образом, ограничивает его снизу. Поэтому один и тот же участок реального пространства может включать в себя несколько разных зон обитания и экологических ниш.

Теперь мы можем достаточно строго сформулировать принцип адекватности информационных систем и внешней среды. Адекватными данной информационной системе будем называть те области внешней среды, которые по отношению к ней могут выступать в роли экологических ниш. Только в таких областях информационная система может воспроизводить себя, постоянно увеличиваясь в численности. Мерой адекватности здесь, следовательно, может служить степень превышения р над р' или Р над Р' или, если речь идет о ситуациях, когда р≈0, величина ценности С информации, кодирующей данную информационную систему.

Мы уже достаточно много говорили об идентичности информационных систем 1-го рода и живых организмов, для того чтобы употреблять эти термины как синонимы. Соответственно факторы среды обитания (и, конечно, пространства режимов) можно разделить на две группы: те, происхождение которых никак не связано с деятельностью живых организмов, и те, наличие которых так или иначе обусловлено их жизнедеятельностью. Факторы первой группы будем называть абиогенными, а второй – биогенными.

Очевидно, что в период, предшествовавший зарождению жизни на нашей планете, т. е. более 4 млрд. лет назад, биогенные факторы вообще отсутствовали. Периодически возникающие в разных участках Земли зоны комфорта, где могли зарождаться и даже мультиплицироваться простейшие потенциальные носители информации, а также спонтанно складывающиеся потенциальные экологические ниши, которые могли "заселяться" простейшими информационными системами, слагались, конечно, только из факторов абиогенной природы. Биогенных факторов просто еще некому было производить.

Это позволяет нам ввести понятия "элементарные пространства режимов" и "элементарные экологические ниши", называя таковыми соответствующие объекты, не содержащие ни одного биогенного фактора. Следовательно, элементарные экологические ниши – это такие участки среды обитания, которые содержат все факторы, необходимые и достаточные для заселения их простейшими организмами, причем все эти факторы имеют абиогенную природу. Такие, еще необитаемые, но пригодные для заселения участки внешней среды будем называть потенциальными элементарными экологическими нишами.

Совершенно ясно, что абиогенное формирование потенциальных экологических ниш должно было предшествовать возникновению элементарных информационных систем, иначе таким системам, случайно и спонтанно образующимся в зонах комфорта, просто негде было бы "закрепляться" и начинать функционировать. Разнообразие элементарных экологических ниш должно было гарантировать семантическое богатство информации, кодирующей их первичных обитателей.

В главе 5 мы рассмотрели тот отрезок пути, по которому могли бы пройти наши информационные системы от спонтанного возникновения первых нуклеиновых кислот до простейших представителей живых организмов. На этом пути должно было возрастать как количество информации, приходящейся на один индивидуум, так и ее суммарное семантическое богатство. В итоге появились информационные системы 1-го рода – первичные живые организмы, способные размножаться в условиях, непригодных для спонтанного возникновения носителей кодирующей их информации.

Простейших гипотетических представителей первичных живых организмов будем называть элементарными, а условия, пригодные для их обитания – элементарными экологическими нишами. Признаком элементарности таких организмов будет их независимость от жизнедеятельности других живых существ, обладающих иными генотипами, а признаком элементарности экологических ниш - их абиогенное происхождение. Элементарные живые организмы, таким образом, "разрабатывая" свои элементарные экологические ниши и трансформируя их компоненты в живое вещество и продукты своей жизнедеятельности, составляли первый ярус строящегося здания жизни, или, точнее, его фундамент.