БИОФИЗИКА И БИОИНФОРМАТИКА
Вайнцвайг М. Н., Орлов О. Ю., Смолянинов В. В.
Вайнцвайг М.Н., Орлов О.Ю., Смолянинов В.В.
Если судить по тематике,
представленной сообщениями на данном съезде биофизиков и публикациями
в журнале "Биофизика", то резонно считать, что биоинформатика,
как некоторая составляющая поведения сложных систем, может рассматриваться
если не в качестве одной из составляющих биофизики, то по крайней
мере в качестве одной из тесно соприкасающихся или частично перекрывающихся
областей науки. По самому смыслу слова, биоинформатика есть изучение
информационных процессов (получение, передача, переработка и хранение
информации) в живом, в биологических объектах. Если рассматривать
биоинформатику как приложение информатики и теории информации
к живым объектам, то уместно заметить, что понятийный аппарат
информатики сложился прежде всего на материале и применительно
к техническим (техногенным) устройствам и системам. При этом человек,
даже как конечный пользователь информационной системы (не говоря
уже о его роли создателя таковой), как правило, остаётся в тени,
как бы за сценой. Между тем все без исключения технехногенные
информационные системы (включая письменность), да и предшествующие
им, например язык и устная речь, являются в той или иной степени
порождением целеподчинённой активной деятельности - одного
из интереснейших предметов изучения биоинформатики (впрочем, также
и биофизики сложных систем). Следует признать, что информационные
процессы в живом - объекты интересов биоинформатики -
много старше (древнее) таковых в технике. Их краткий перечень
включает работу нервной системы и коммуникацию, морфогенез многоклеточных
организмов и весь комплекс проблем генетической информации, некоторые
стороны иммунитета и многое другое. То обстоятельство, что язык
информатики, его система научных понятий и определений, сложились
на материале техногенных объектов, влечёт обычную (почти банальную)
ситуацию, когда сложившийся понятийный аппарат прилагают к новой
предметной области, в данном случае - к миру живых объектов.
Одна из логических коллизий касается связки понятие+термин "информация".
Если в технической и теоретической информатике пусть с трудом,
но как будто удаётся договориться о содержании этого понятия (удаётся
ли?), то при обращении к живому тем больше поводов для разночтений.
В этой "мутной воде", благоприятствующей плюрализму,
позволительно рассматривать информацию как один из видов ресурсов,
наряду с такими, как время, материалы, энергия и др., наличие
и затраты которых есть непременное условие выполнимости поставленной
задачи. В той предметной области, где в объекте исследования уместно
выделение таких моментов как цель, намерение, построение прогноза -
в такой сфере без труда определимо представление об информации.
(Особенно четкой является ситуация, в которой можно выявить моделирование -
работу некоторого блока, физическая природа процессов в котором
может не иметь ничего общего с природой таковых в моделируемом
объекте, при том, что исход событий, протекающих в модели, позволяет
делать прогноз исхода событий в моделируемом объекте). Если определена
задача (некоего активного агента), можно пытаться вычленить и
количественно как-то оценить информацию в том или ином сообщении,
событии и т.д. Если задача не поставлена и не определена, обоснованность
каких бы то ни было количественных оценок в этой сфере мало убедительна.
Такая привязка понятия "информация" к живому, к активному
агенту с его "целью", с задачей, не противоречит природе
того, что называется информацией в техногенных объектах, но прописывает
в явной форме некий кардинальный момент, находящийся обычно в
тени, как бы в ряду "само собою разумеющегося". Носителем
цели, задачи и т.д. может быть конечный пользователь технической
системы - человек или же другое техническое устройство, которому
создатель "делегирует" свою цель. С развитием вычислительной
техники в число активных агентов все чаще попадают технические
устройства, а повсеместное распространение персональных компьютеров
делает процесс стирания чёткой грани между человеком и машиной
(в этом плане) всё более очевидным для многих. Вместе с тем: если
в технике (и в математике) агент с его задачей порой не упоминается,
но всегда на самом деле существует, то в живом - при многообразии
тех процессов, которые мы называем информационными - во множестве
случаев попытка указать активного агента может оказаться неубедительной,
и вот почему. Мы склонны правильно звучащему вопросу: "Что
мы называем информацией?" придавать не вполне корректную
редакцию: "Что является информацией?", забывая о том,
что 1) нет информационных процессов вне физической их реализации,
2) физическая природа любого процесса, выступающего (для нас)
в виде информационного процесса, содержит свою причинно-следственную
канву, на которую можно при желании делать акцент; поэтому нет
непроходимой грани между "информационным" описанием
событий и "причинно-следственным" (например - ключ
в механическом замке). Такая ситуация даёт почву для безысходной
дискуссии: где же именно в точности проходит граница между "информационным"
и "неинформационным" в природе? ("Вот эти молекулы -
информационные или же функциональные?"). Если обратиться
к работе нервной системы на том (алгоритмическом) уровне ее описания,
который вызовет минимум споров, что же именно является информацией,
то одним из типичных и бросающихся в глаза моментов является соотношение
между объемом информации самого сигнала (например сообщения),
достигающего получателя информации, и той предварительной, уже
предсуществующей у получателя информации, которая вовлекается
в обработку сигнала. Понятия "контекст" и "интерпретация"
служат намёком на сказанное. А именно: и понимание текста, и сенсорное
восприятие есть в существенной степени процедуры интерпретационные,
контекстно-зависимые. В какой мере такая ситуация поддаётся выявлению
в других предметных сферах биоинформатики, например в переработке
генетической информации? В работе иммунной системы? Можно ли пытаться
придать этим аспектам общность?