Физический смысл формулы Хейзена

Общие соображения

Обсуждаемая ниже формула была предложена Робертом Хейзеном для подсчёта количества функциональной информации в биологических системах. Вот статья, в которой это было сделано:

• Functional information and the emergence of biocomplexityRobert M. Hazen, Patrick L. Griffin, James M. Carothers, and Jack W. Szostak

Здесь мы обсудим физический смысл этой формулы.

Предположим, у нас есть некоторая система, состоящая из ограниченного числа компонентов. Предположим также, что наша система может принимать состояния из заданного дискретного набора. Без потери общности будем считать, что определенное состояние отвечает определенному взаимному расположению компонентов системы. Пространством состояний в этом случае является пространство возможных взаимных расположений компонентов. На практике это число обычно очень велико. Понятно, что оно (супер)-экспоненциально возрастает с увеличением числа компонентов системы. Для иллюстрации достаточно вспомнить, что число перестановок n элементов некоторого множества составляет n! Далее, отметим, что часть состояний нашей системы может отвечать определенной функции, реализуемой только при тех или иных взаимных расположениях её компонентов. Взаимное расположение компонентов системы, отвечающее функции, называется организацией. С точки зрения физики, организация не что иное, как граничные условия на динамику градиентов вещества и энергии в системе.

Giuseppe Puccio: Что такое функция?

Что такое функция? Что такое функциональная информация? Как её измерять?

• Автор: Giuseppe Puccio. Статья здесь. Перевод мой.

Давайте разберёмся. Очень часто понятие функции представляется спорным [не математическое, конечно, c ним всё ясно, а эмпирическое в контексте распознавания - прим. перев.]. Функция из тех понятий, которые на интуитивном уровне ясны всем, но определить которые никто не решается. Поэтому нередко случается, что когда вы пытаетесь использовать его в дискуссии, собеседник тут же задает вам вопрос: а что же такое функция и как её измерить?

Я понимаю...

Билл Дембски вспоминает о курсе по искусственному интеллекту, который он прослушал в 1982 г.

Во время оно на Лиспе была написана программа ELIZA, о которой говорилось, что она может беседовать. На самом же деле, она лишь обращала высказывания человека в виде вопросов к нему же самому: а ты действительно так думаешь? что ты имеешь в виду? Что-то типа "пациент должен помочь себе сам".

Это достигалось нехитрой уловкой: выявлением либо грамматической структуры в высказываниях человека, либо ключевых слов, за которые можно зацепиться и поддержать беседу ("всегда", "никогда", "должен" и пр.);

Но самое интересное: когда алгоритм не мог сделать ни того, ни другого, он генерировал глубокомысленную фразу "я понимаю".

Вот в этом и есть вся суть того, что называется искусственным интеллектом: понималки у него нет, понималка в человеке.

История с "мусорной" ДНК - фиаско дарвинизма

Здесь.

Там же есть ссылка на более раннюю статью о том же.

Всякий честный учёный дарвинист да и просто учёный должен был бы уже признать, что белое — это белое, и прекратить своё дарвинистское словоблудие. Однако некоторым очень тяжело признавать, что CТЭ мертва. Психологически это понятно, но собственно о науке разговор здесь уже не идёт.

Уточнённый сравнительный анализ геномов человека и шимпанзе. Опять bingo не получается

Текущая оценка гомологии — до 85%, никак не 98%, как считалось раньше. Причина завышенной цифры — несовершенство методики оценки. За ссылки спасибо bornagain77.

Самоорганизация: мифы и реальность

Если организацию понимать как установление иерархических связей для взаимодействия частей системы как единого целого, то материя не имеет возможности самоорганизовываться. Максимум, на что способна материя без интеллекта, — это движение из или в положение равновесия. Организация, выражающаяся в выборе по прагматическому критерию между энергетически вырожденными положениями равновесия, — прерогатива исключительно агента, или лица, принимающего решения. Всё остальное — научная или не очень научная фантастика. Вот это вот образуется само собой в природе (под словами "само собой" я имею в виду действие принципа минимума полной потенциальной энергии без планирования, принятия решений и их выполнения разумным агентом):

Блестящее подтверждение гипотезы дизайна биосферы: Hachimoji DNA

Поскольку генетический код есть не что иное, как набор правил, можно было бы ожидать, что их можно изменить. Это естественное предположение относительно недавно было блестяще экспериментально подтверждено при создании 8-буквенного синтетического генетического кода, который получил название Hachimoji DNA/RNA. Hachimoji по-японски означает "восемь букв".

 

 

Это полный провал оппонентов ID. Почему это так, надеюсь, объяснять не нужно. Скажу только, что те, кто выдвигает тезис "это всё — химия", химию — в отличие от правил трансляции кода — поменять не cмогут, потому что для этого им нужно было бы создать другую вселенную. Генетический код — это никакая не случайность, и тем более не замороженная. Генетический код — это правила, которые установил Создатель жизни. 

Кстати, это подпадает под так наз. правило двух следствий.  

Примечание. Этическую сторону биотехнологий я здесь не рассматриваю. В данном случае для меня важна лишь сама возможность изменения кода.

Доска Гальтона и свобода воли

Один из комментариев, который я когда-то получил во время обсуждения вопросов, связанных с феноменом организации и необходимостью интеллекта для создания организованных систем, состоит в том, что свободной воли у нас якобы нет; что на самом деле наш выбор лишь представляется cвободным, а наши решения являются следствием, в конечном итоге, случайных событий на молекулярном уровне. Для иллюстрации тезиса был приведен пример доски Гальтона.

Рис. 1. Доска Гальтона иллюстрирует закон нормального распределения: шарики или песчинки ссыпаются сверху, ударяются по пути о штырьки, после чего собираются в столбики внизу. В идеальном случае, сталкиваясь со штырьком при движении сверху вниз, шарик или песчинка каждый раз может отскочить либо направо, либо налево под разными углами, величина угла отскока подчиняется нормальному распределению, что и иллюстрируется наглядно с помощью доски: заполнение столбиков отражает нормальное распределение песчинок по ширине доски (иллюстрация из Википедии).

Основы теории дизайна: Del Ratzsh

По мере сил буду выкладывать конспект книги Del Ratzsch "Nature, Design and Science: The Status of Design in Natural Sciences", State University of New York Press, 2001. Эти материалы я буду помечать тегами "теория дизайна" и "литература". Конспект буду снабжать вопросами, комментариями и дополнениями. Там, где важно различить текст от комментария, комментарии буду помещать в квадратные скобки [ ... ] .

 Скриншот задней стороны обложки с цитатами

Обратите внимание на реакцию скептика ID из Принстона. Мне понравилось. Квалифицированные неангажированные скептики — это наша целевая аудитория.

Избыточность генетического кода служит для управления скоростью трансляции

David Onofrio, David Abel. Redundancy of the genetic code enables translational pausing. Front. Genet., 20 May 2014 | https://doi.org/10.3389/fgene.2014.00140

The codon redundancy (“degeneracy”) found in protein-coding regions of mRNA also prescribes Translational Pausing (TP). When coupled with the appropriate interpreters, multiple meanings and functions are programmed into the same sequence of configurable switch-settings. This additional layer of Ontological Prescriptive Information (PIo) purposely slows or speeds up the translation-decoding process within the ribosome. Variable translation rates help prescribe functional folding of the nascent protein. Redundancy of the codon to amino acid mapping, therefore, is anything but superfluous or degenerate. Redundancy programming allows for simultaneous dual prescriptions of TP and amino acid assignments without cross-talk. This allows both functions to be coincident and realizable. We will demonstrate that the TP schema is a bona fide rule-based code, conforming to logical code-like properties. Second, we will demonstrate that this TP code is programmed into the supposedly degenerate redundancy of the codon table. We will show that algorithmic processes play a dominant role in the realization of this multi-dimensional code.

Избыточность генетического кода служит для управления скоростью трансляции, которая, в свою очередь, влияет на укладку белка. Код поверх кода -- это круто.

"Мышеловка для Дарвина": новая книга Майкла Бихи

https://www.amazon.co.uk/Mousetrap-Darwin-Michael-J-Behe/dp/1936599910

В только что вышедшей книге автор подробно отвечает на критику оппонентов.

Классическая статья Ховарда Патти о проблемах описания живых систем

Ховард Патти: "Физика символов: эпистемологическое замыкание"

H.H.Pattee, "The Physics of Symbols: Bridging the Epistemic Cut". Biosystems. Vol. 60, pp. 5-21.

Будет время, надеюсь перевести.

Несмотря на то, что автор — эволюционист, из статьи можно вынести много полезного, с точки зрения понимания того, что такое биосемиозис (обработка знаков в живых организмах), почему он жизненно необходим, каковы условия для его осуществления и т.д.

ID и принцип парсимонии

Предположим, вы идёте по полю и находите часы. Как вы думаете, какое из двух объяснений удовлетворяет принципу парсимонии, и почему:

1. Часы появились в результате природных закономерностей (четырех базовых взаимодействий: сильного и слабого ядерного, электромагнитного и гравитационного) и счастливых™ начальных условий, как-то: требуемых кислотности, освещенности, атмосферного давления, температуры воздуха, хиральности молекул и пр., а также нужных концентраций химических веществ в момент времени t=0.
2. Часы были целенаправленно собраны человеком по разработанной технологии (далее приводится технологический цикл).

Дебаты 12-летней давности

Посмотрел кусок вот отсюда. Какие-то дебаты 12-летней давности, нарезанные кусками. Почему-то плохое качество. Посмотрел пять минут, больше и смотреть не надо. Всё и так известно.

По сути вот что.

Почему-то с эволюционистами найти общий язык очень тяжело

Когда им говоришь, что у них всё зависит от случая, они отвечают: а как же естественный отбор, чем не закон? А когда им на это отвечаешь, что отбор только отбирает из уже существующего, ничего нового не создавая, они говорят: а случайные мутации кода на что? Хорошо индоктринированному эволюционисту ни за что не докажешь, что новая функция может появляться только если её создавать целенаправленно. Как может появиться сложный функционирующий код, например, операционная система Windows 10?! Только методом разработки: программист, а то и целый отдел, получает ТЗ и вперёд.

Что такое программа?

Всё в той же бестолковой лекции Деннета, которую я всё ещё смотрю:

(остановился примерно на 40-й минуте, потому что записывать комментарии надо почти к каждому предложению, это что-то...) лектором была высказана следующая "глубокая" мысль.

Software is made of bits.

Ниже я привожу небольшую иллюстрацию, показывающую что Деннет вообще не понимает, о чём речь.

В следущих трёх разных строках ОДНО И ТО ЖЕ КОЛИЧЕСТВО бит, равное 200 (или 25 байт).

1. Software is made of bits
2. r8__fdjry7r 83,,,%-+///*
3. строка, состоящая из 24 пробелов

Откуда взялась цифра 200 бит?

Все три строки содержат так называемые ASCII символы, каждый из которых для внутреннего представления требует ровно 1 байт, то есть 8 бит. Всего в каждой строке 24 символа, что соответствует 24 * 1 байт = 24 * 8 бит = 192 бит, необходимых для хранения внутреннего представления строки на диске. К тому же, есть ещё 1 дополнительный специальный символ line feed (1 байт = 8 бит). Этот дополнительный символ был добавлен линуксовым текстовым редактором vi, с помощью которого я создавал все три файла). Итого 192 + 8 = 200 бит (25 байт):

Дэниэл Деннет: Единая теория информации. Критические замечания

Давно я не слушал эволюционных пропагандистов.

Из положительного: лектор хотя бы признаёт существование первоклассных аргументов против того, что он говорит. Он сказал, что ответ на эти аргументы будет в его новой книге. По-моему, это лучше, чем заносчивость. Да, и ещё. Этот автор хотя бы с маленькой буквы intelligent design признаёт. С такими людьми хотя бы можно что-то обсуждать. А то ведь есть такие, кто говорит, что главное -- это гены, а всё остальное, что составляет феномен человека, есть машина для их переноски. С этими деятелями трудно даже найти общие точки соприкосновения.

Обычное эволюционное мифотворчество. Особенно "поразил" его рассказ о том, как однажды прокариоты соединились и bingo! появились эукариоты. От папы эукариотам досталась ДНК, от мамы митохондриальная ДНК. Я испытал примерно то же, что бы испытали вы, когда бы вам рассказали, что однажды OS Solaris бац! и соединилась с OS Windows и с тех пор они продолжили жить в симбиозе. В этом эпическом рассказе меня удивило также и то, что лектор думает, что это должно было получиться всего однажды в истории. А как же достижения популяционной генетики?! Все эти селективные преимущества, вероятности фиксации мутаций в популяции и прочее?!