Источник: Barbieri Marcello, Code Biology: A New Science of Life, Springer, 2015. — 236 p. (Барбьери Марчелло, Кодовая биология: Новая наука о жизни ) https://www.researchgate.net/publication/296846126_Barbieri_M_2015_Code_Biology_A_New_Science_of_Life_Springer_Dordrecht , доступно скачивание.
1) Код и его два «мира»
В предисловии книги, известный ученый Jannie Hofmeyr пишет:
«Вы приближаетесь к красному сигналу светофора и останавливаетесь. Почему? Вы прочитали предыдущее предложение и поняли его смысл. Как? Это потому, что вы научились ассоциировать символы с их обычными значениями — вы понимаете конкретное закодированное отношение. Это примеры культурных кодов, но с 1960-х годов мы знаем, что настоящий молекулярный код существует в каждой клетке: молекулярный код, называемый генетическим кодом, который переводит четырехбуквенную нуклеотидную последовательность ДНК в 20-буквенную аминокислотную последовательность в белки.»
Примерную схему работы генетического кода, обычно знают все. Автор книги объясняет сложные вопросы биологии с минимумов научной специфичности, как бы уделяя больше внимания философии вопроса, чем научной специфике – в этом ее ценность.
Вот эти две стороны кодирования, Hofmeyr и Barbieri , называют «мирами». Так, в своем вступлении Hofmeyr пишет:
«Здесь было именно то, что я искал. Ключом была концепция Барбьери о риботипе как необходимом звене между двумя независимыми мирами генотипа и фенотипа.»
Здесь появляется новый термин «риботип», а двойственность «ДНК – белок» становится двойственностью генотипа и фенотипа. А вот как об коде пишет автор (далее везде выделено мной – В.С.):
«Рабочее определение позволяет нам проводить экспериментальные проверки, доказывающие, существуют ли в Природе органические коды. Отправной точкой является идея о том, что код всегда представляет собой набор правил, устанавливающих соответствие (или отображение) между двумя независимыми мирами (Barbieri 2003). Код Морзе, например, представляет собой сопоставление букв алфавита и групп точек и тире. Правила дорожного движения — это соответствие между уличными сигналами и манерой вождения (красный свет означает «стоп», зеленый — «ехать» и т. д.).
Что существенно во всех кодах, так это то, что правила кодирования, хотя и полностью совместимы с законами физики и химии, не диктуются этими законами. В этом смысле они произвольны, а количество произвольных отношений между двумя независимыми мирами потенциально неограниченно. В азбуке Морзе, например, любая буква алфавита могла быть связана с бесчисленными комбинациями точек и тире, а значит, конкретная связь между ними может быть реализована только путем выбора небольшого числа правил. И именно это и есть код: небольшой набор произвольных правил, выбранных из потенциально неограниченного числа, чтобы обеспечить конкретное соответствие между двумя независимыми мирами.»
Далее Барбьери указывает на существенные признаки органического кодирования, именно в задачах экспериментального определения кодов:
«Точнее, мы можем доказать, что органический код существует, если у нас есть три вещи: (1) два независимых мира молекул, (2) набор адаптеров, создающих отображение между ними, и (3) демонстрация того, что отображение произвольно, потому что его правила могут, по крайней мере в принципе, быть изменены.»
Итак, существенными признаками кодирования являются две (динамически) независимые области и некие адаптеры, связывающие эти области по определенным правилам.
Буквально сразу за генетическим кодом, автор разбирает сигнальные коды:
«Трансдукция сигналов — это процесс, посредством которого клетки преобразуют сигналы из окружающей среды, называемые первыми мессенджерами, во внутренние сигналы, называемые вторичными мессенджерами. Первичные и вторичные мессенджеры принадлежат к двум независимым мирам, потому что существуют буквально сотни первичных мессенджеров (гормоны, факторы роста, нейротрансмиттеры и т. д.), но только четыре больших семейства вторичных мессенджеров (циклический АМФ, ионы кальция, диацилглицерин и инозитолтрифосфат)»
Вот в этом месте философ обязан насторожится поскольку речь идет о неком подобии механизмов. А как известно, у того же Платона принцип подобия занимал значительное место, поскольку подводит нас к предельному обобщению, основной задаче философии.
***
2) Что такое механизм?
Если уже мы заговорил о подобии и сопровождающих его механизмах, то надо обязательно упомянуть тот факт, что Барбьери против унизительного упоминания термина «механизм»:
«В биологии первой версией механизма было картезианское учение о том, что «тело — это машина», а часы — ее модель: «Здоровый человек подобен исправным часам, а больной подобен часам, которые нужно починить». (Декарт 1637).»
Это его обращение к «механизмам» очень важный элемент понимания книги. Дело в том, что этот термин он использует в когнитивном смысле исследования нового и построение моделей его представлений:
«1.11 Что такое механизм?
Модель химической парадигмы — паровая машина, тогда как модель информационной парадигмы — компьютер. Обе они сильно отличаются от модели часов Декарта, но все они являются механистическими моделями жизни, поэтому нам нужно спросить себя: «Что такое механизм?»
Одним из выражений, лучше всего передающих дух механизма, является высказывание Джона Мейнарда Смита о том, что «мы понимаем биологические явления только тогда, когда изобретаем машины с аналогичными свойствами» (Maynard Smith 1986).
На самом деле «понимание» чего-либо означает объяснение этого с помощью модели, с которой мы знакомы, и машина дает нам непосредственное ощущение знакомства. Когда мы видим, как это работает на наших глазах, мы чувствуем, что «знаем» это. На самом деле, нам даже не нужно строить машину, чтобы получить это ощущение. Достаточно описания, поэтому машина часто является моделью или даже алгоритмом. Одна из самых известных машин всех времен была построена Тьюрингом с помощью карандаша и бумаги.»
Если попытаться суммировать его мысли по поводу «механизмов», то важно отметить следующее.
Во-первых, механистические представления несут в себе понимание причинно-следственных связей. А для исследования кодов это важно, поскольку, как мы знаем, ДНК является неким «знаком» в семиотическом смысле, а белок (его части) – «значением» этого знака.
Во-вторых, термин «механизм» подчеркивает универсальное устройство мира, подчеркнутое еще античными философами – концепт «части» и «целого»:
«1. Механизм не есть редукционизм, потому что машина есть машина не тогда, когда она разложена на части, а когда она собрана в работающее целое.
2. Механизмы — это не детерминизм, потому что он более общий, чем классическая физика (квантовая теория — это механизм, а также неравновесная термодинамика, теория хаоса и тому подобное).
3. Механизм — это не физикализм, поскольку он не ограничивается физическими величинами (естественный отбор, машина Тьюринга и теорема Геделя — это механистические модели, не основанные на физических величинах).
4. Наконец, и это самое главное, механизм сделан из моделей, а модели не совпадают с реальностью, концепция, которую граф Альфред Коржибски (1996) ярко выразил максимой «карта не является территорией». Это означает, что механизм внутренне несовершенен и постоянно развивается.
Короче говоря, механизм практически эквивалентен научному методу. Отличие состоит в том, что гипотезы научного метода заменяются моделями, т. е. описаниями полнофункциональных работающих систем. Иными словами, механизм — это «научное моделирование».»
***
3) Жизнь как производство артефактов
Барбьери разделяет процессы спонтанной самоорганизации (например – торнадо) и процессы организованного «производства» в результате которого появляется артефакт! Вот, пожалуй, одна из самых значимых фраз:
«Следует подчеркнуть, что физикалистский тезис был бы абсолютно правильным, если бы гены и белки были спонтанными молекулами, поскольку нет сомнения, что все спонтанные реакции полностью объясняются физическими величинами. Однако именно в этом молекулярная биология оказалась ошибочной. Гены и белки не производятся спонтанными процессами в живых системах. Они производятся молекулярными машинами, которые физически склеивают свои субъединицы вместе в соответствии с последовательностями и правилами кодирования и, следовательно, являются искусственными молекулами, т. е. молекулярными артефактами. Это, в свою очередь, означает, что все биологические структуры производятся, и, следовательно, вся жизнь является созданием артефактов (Barbieri 2004, 2006a, 2008).»
И вот еще:
«. Короче говоря, идея о том, что жизнь — это создание артефактов, является единственной логической альтернативой химической парадигме и позволяет нам изучать происхождение жизни как естественного явления, возникшего в результате эволюции молекулярных машин.»
***
4) Сначала частности, потом обобщение
Рассматривая эволюцию знаний, Барбьери справедливо отмечает наличие ее инерционности. Так, со времени открытия кодирования белков на основании ДНК прошло значительное время, и тем не менее, даже среди профессионалов это кодирование больше понималась как некая метафора и приложение к «химии», а не реальные фундаментальные механизмы:
«Это великий парадокс современной биологии. С одной стороны, генетическая информация и генетический код стали хлебом насущным для биологических исследований, а с другой стороны, нам говорят, что это всего лишь языковые украшения. Парадокс связан с тем, что информационная парадигма утверждала, что генетическая информация является новой фундаментальной сущностью, но не могла сказать, почему. Иными словами, тупиковая ситуация между двумя нынешними парадигмами биологии связана с тем, что информационная парадигма не предоставила реальной альтернативы химической парадигме.»
Размышляя над этими парадоксами автор пишет:
«Другими словами, нам нужна новая парадигма, которая полностью принимает последствия открытия того, что жизнь основана на копировании и кодировании и что эти процессы обязательно требуют последовательностей и кодов. Нам нужна парадигма, в которой биологические последовательности (органическая информация) и правила кодирования (органический смысл) являются реальными и фундаментальными сущностями Природы, такими же реальными и фундаментальными, как физические величины.»
Здесь мы встречаем двойственность нового порядка: «копирования и кодирования». Вот в чем «застряла философия надолго – это в интерпретации мира Единого (в античном смысле) и мира «тварного», того, в котором вырос и живет человек. Все дело в том, что та двойственность, которую представляет себе индивид генетически возникла из чувственных компонент феномена. Наличие другого компонента доступно только ноумену, в результате определенных когнитивных исследовательских действий на моделях. А субстанциальность, которая и представляет все формы двойственности представляет собою роли. А роль обезличивает! Вот это обезличивание в реальной технологии бытия и небытия входит в диссонанс с опытом индивида, где он личность.
***
5) Код и смысл
Если мысль (в рамках представления Гермеса) представлять себе, как некую созидательную технологию, то смысл можно начать с архэ на основе сингулярного выражения формулы Эйнштейна: mcc/E = 1, который есть закон связывания «двух миров».
Тогда процесс производства живых артефактов имеет смысл:
«Код — это набор правил, устанавливающих соответствие между объектами двух независимых миров.»
«Существование смысла в органическом мире поначалу может показаться странным, но на самом деле оно не более странное, чем существование кода, потому что это две стороны одной медали. Сказать, что код устанавливает соответствие между двумя сущностями, равносильно утверждению, что одна сущность является значением другой, поэтому у нас не может быть кодов без смысла или смысла без кодов. Все, что нам нужно иметь в виду, это то, что значение является ментальной сущностью, когда код находится между ментальными объектами, и органической сущностью, когда код находится между органическими молекулами.»
Уместно здесь напомнить, что императив А.Ф. Лосева: «Эйдос есть смысл», напрямую касается онтологии как технологии, поскольку эйдос оформляет субстанциальную двойственность в системном плане как диалектическое единство субстанций.
«Современная биология с готовностью приняла концепцию информации, но тщательно избегала концепции смысла, и тем не менее органическая информация и органический смысл являются результатом естественных процессов. Как акт копирования создает органическую информацию, так и акт кодирования создает органический смысл. Копирование и кодирование — это процессы; копимейкеры и кодировщики — их агенты; органическая информация и органический смысл являются их результатами.»
***
6) Семиозис
«Семиозис — это производство знаков, а семиотику обычно называют наукой о знаках (от греческого знака семейон), но эти определения слишком ограничительны, поскольку знаки всегда связаны с другими сущностями. Знак, прежде всего, всегда связан со значением. Как живые существа, у нас есть встроенное стремление осмысливать мир, придавать смысл вещам, и когда мы придаем смысл чему-то, это что-то становится для нас знаком. Знак и значение, другими словами, не могут быть разделены, потому что это две стороны одной медали. Таким образом, семиотика — это не просто изучение знаков; это совместное изучение знаков и значений. В результате система знаков, т. е. семиотическая система, всегда состоит по меньшей мере из двух различных миров: мира сущностей, которые мы называем знаками, и мира сущностей, представляющих их значения.»
«Связь между знаком и значением, в свою очередь, обращает внимание на третью сущность, т. е. на их отношение. Знак является знаком только тогда, когда он обозначает нечто иное, чем он сам, и эта инаковость предполагает, по крайней мере, некоторую степень независимости. Это означает, что между знаком и значением нет детерминированной связи. Разные языки, например, дают разные имена одному и тому же предмету именно потому, что между именами и предметами нет необходимой связи. Таким образом, семиотическая система — это не любая комбинация двух различных миров. Это сочетание двух миров, между которыми нет необходимой связи, и это имеет чрезвычайное последствие. Это означает, что мост между двумя мирами может быть установлен только по конвенциональным правилам, т. е. по правилам кода. Вот что отличает семиотические системы, что отличает их от всего остального: семиотическая система — это система, состоящая из двух независимых миров, связанных условными правилами кода. Таким образом, семиотическая система обязательно состоит по крайней мере из трех отдельных сущностей: знаков, значений и кода.»
Вот если нам понятно, что такое семиозис, то можно ли указать пример «механического семиозиса» как предшественника органическому? – Да! Это любой автоколебательный контур. В нем присутствует две независимые стороны. Но вот только код между ними детерминирован, поскольку имеет одно, детерминированное «собственное значение».
***
7) Кодировщик
«Однако знаки, значения и условности не возникают сами по себе. Всегда есть «агент», который их производит, и этого агента можно назвать создателем кода, потому что именно создание кода всегда дает начало семиозису. Например, в случае культуры создателем кода является человеческий мозг, поскольку именно мозг производит ментальные объекты, которые мы называем знаками и значениями, а также соглашения, которые их связывают. Таким образом, мы приходим к общему выводу, который можно обозначить как «Кодовая модель семиозиса»: семиотическая система — это набор знаков, значений и кода, которые производятся одним и тем же агентом, т. е. одним и тем же создателем кодов.
Этот вывод очень важен для биологии, потому что он точно говорит нам, что нам нужно доказать, чтобы показать, что клетка является семиотической системой. Нам нужно доказать, что в каждой живой клетке есть четыре отдельных сущности: знаки, значения, код и кодировщик.»
«Самопроизвольное образование молекул полностью описывается термодинамическими величинами, но когда копировщик копирует шаблон, в мире появляется нечто новое: последовательность шаблона становится информацией для копировщика. Точно так же, когда создатель кода берет цепочку нуклеотидов для создания цепочки аминокислот, возникает нечто новое: вторая цепочка становится значением первой. Именно процесс копирования создает информацию, а процесс кодирования создает смысл. Информация и смысл появились в мире, когда появились копимейкеры и кодировщики и начали заселять Землю искусственными молекулами, артефактами, созданными Природой. И это был не просто еще один шаг к жизни. Это было источником самой логики жизни, потому что создание артефактов отделяет жизнь от химии. В самом фундаментальном смысле жизнь — это создание артефактов. Точнее, это создание артефактов путем копирования и кодирования.»
(продолжение следует)