Год: 2018, Номер: 2, Страницы: 85-120
Статья посвящена разработке основ РЕПЛИКАТОРНО-ЭТОЛОГИЧЕСКОЙ ТЕОРИИ СЕМАНТИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ (РЭТСИ), открывающей новые перспективы формализации теории информации, совместимой с концепцией глобального эволюционизма (ГЭ), способной охватить различные аспекты возникновения и эволюции семантической информации, объяснить механизмы появления логики поведения животных, а также формирование эпигенетических каналов передачи информации, породивших культуру, язык, мифологию и религию, философию и науку. В РЭТСИ используются концепции глобального эволюционизма, функциональных систем (ФС), искусственных нейронных сетей (ИНС) и искусственного интеллекта (ИИ), и идея полимодальности информационных уровней. Согласно РЭТСИ, информация, в отличие от материи и энергии: 1) не универсальна, так как не существует в неорганическом мире; 2) не является сохраняющейся величиной, т. е. не существует закона сохранения информации; 3) представляет собой сетевой феномен, проявляющий себя на нескольких иерархических уровнях: генно-регуляторном (интерактом одноклеточных и гормональная система многоклеточных), нейро-этологическом и семиотическом; 4) полимодальна, так как на каждом иерархическом уровне имеет различные носители и специфические формы кодирования, обработки и использования; 5) индивидуальна для каждого организма, но благодаря коммуникации способна порождать сложные формы коллективного поведения от бактериальных сообществ и эусоциальных животных до человеческого общества. РЭТСИ исходит из триединства форм существования информации: «репликатор-раздражимость-реакция». Репликатор — это программа самосборки функциональной системы (ФС), способной 1) поддерживать свою целостность при взаимодействии с внешней средой (самосохранение) на время, достаточное для того, чтобы 2) воспроизвести копии порождающего систему репликатора, или новые репликаторы на основе мутаций или комбинаций старых. Первым, биохимическим репликатором, стал ген — базовый элемент живой материи, а первой функциональная система, разделившая мир на внешнюю и внутреннюю среду — организм. Ген-репликатор и такие биологические информационные процессы как «раздражение» и «реакция» разнесены по разным иерархическим уровням: генетическая информация записана на молекулах ДНК, т. е. ей соответствует молекулярный уровень, в то время как сенсорная (перцептивная) и поведенческая информация функционирует на супрамолекулярном, организменном уровне, в простейшем случае соответствующем клетке. Взаимодействие между одноклеточными организмами осуществляется посредством химических сигналов, воздействующих на генные переключатели и может проявляться в такой форме коллективного поведения, как бактериальный кворум (QS). Прогрессирующая сложность биологических объектов основана на симбиогенезе и неизбежности возникновения двух типов ошибок. На уровне репликатора это ошибки при копировании информации (дупликация и полиплоидизация), а на уровне функциональных систем организма — использование ФС для решения задач, непредусмотренных функциональным репертуаром (экзаптация). В результате симбиогенеза появились эукариоты, открывшие перспективы для эволюции многоклеточных организмов, при этом вторичные метаболиты, обнаруженные у одноклеточных грибов и бактерий, становятся фитогормонами — сигнальными молекулами в межклеточной коммуникации и важнейшими регуляторами жизнедеятельности и роста растений. На нейро-этологическом уровне в результате клеточной специализации животные выходят на новый уровень обработки информации: функцией нейронов становится быстрая передача возбуждения от рецепторов к эффекторам, что позволило животным перейти к локомоции. Образование нейронных сетей (НС) приводит к появлению кратковременной и долговременной памяти. Процесс цефализации привел к усложнению поведенческого репертуара животных, но если вначале поведение определялось набором спинальных безусловных рефлексов с нейрогормональной регуляцией, то образование ассоциативных зон и неокортекса у высших животных, а также формирование условных рефлексов, сделало их поведение настолько сложным, что оно вышло из под генетического контроля и потребовался новый, внегенетический канал передачи информации на базе подражания и обучения. Физиологической основой нового эпигенетического канала трансляции стали зеркальные нейроны, обнаруженные у приматов и некоторых птиц, благодаря которым сформировался второй, этологический репликатор — мем, заложивший фундамент культуры и социальных форм существования материи. После мутации гена FOXP2 в результате ген-мемной коэволюции, возникновения зон Брока и Вернике и языка, означающих переход от образного к словесно-логическому мышлению и превращения информации из сигнала в сообщение, вербализации сознания, вызвавшей нарушение амфидекстральной симметрии, обработка информации выходит на интерсубъективный семиотический уровень и в результате исторического развития общества становится многоуровневым феноменом, наделенным различными формами суггестивности (вера, рациональность, наблюдение, эксперимент, математические вычисления и доказательства, компьютерное моделирование). Третьим, цифровым репликатором, ассоциирующимся с искусственной жизнью может стать нем (производное от фамилии Дж. фон Неймана) — универсальный саморазмножающийся с помощью встроенного 3D-принтера автомат. В работе рассмотрены причины необратимости эволюции и прогрессирующей сложности организмов, приведены две блок-схемы этологических алгоритмов для объяснения логики поведения животных через механизм регуляторного функционирования нейронных сетей, возникновение сверхсложных систем и иерархической структуры уровней обработки информации в контексте ГЭ, обсуждается исключительная роль теоретической биологии в предстоящем синтезе естественнонаучного и гуманитарного знания.