Сквозь волшебный прибор Левенгука

[egovoru]

Когда я слышу, что у бактериальной клетки «подозревается мощный автономный вычислительный ресурс», меня охватывает недоумение. Под ресурсом понимают «процессор с памятью (как у компьютера). А к нему и некий код прилагается заодно. Способен выполнять сложные алгоритмы».

Возможно, такие «технические» аналогии призваны просто-напросто подчеркнуть сложность природного объекта. Во времена Ньютона последним словом техники были часы, потому Вселенную уподобляли им. Ну, а в наше время эталоном сложности служит компьютер :) Но ведь у нас нет универсального способа сравнения сложности разных систем. А если бы такой способ был, я подозреваю, что бактерия оказалась бы все же посложнее компьютера!

Или, может, компьютерная метафора выражает мысль, что бактерия – это тоже устройство по переработке информации? Но ведь и любой физический объект представляет собой такое устройство (как и преобразователь энергии). Так прибавляет ли что-нибудь к нашему пониманию мира уподобление бактерии компьютеру, если мы только с ними и имеем дело?

А вот информация к размышлению: современное видео бактерий и их первое в истории изображение руки ван Левенгука (Fig. G особенно похожа на тех, что на видео).

Comments

[dralkin.livejournal.com]

Про часы/компьютер - в точку )) Очень смешно.

[a-gorb.livejournal.com]

”«технические» аналогии призваны просто-напросто подчеркнуть сложность природного объекта”
Аналогия может быть полезной, а может быть и вредной. Все зависит от ситуации и контекста.

”Когда я слышу, что у бактериальной клетки «подозревается мощный автономный вычислительный ресурс»”
Да сказать проще – клетка есть конечный автомат. Правда непонятно, что дальше делать с этим утверждением:)

[egovoru.livejournal.com]

"Аналогия может быть полезной, а может быть и вредной"

Аналогия призвана выявить некое свойство объекта, которое без нее не очевидно - иными словами, заставить нас посмотреть на объект под неким другим углом. Но я никак не могу уловить, какое именно свойство объекта призвано выявить уподобление бактерии компьютеру? Что именно становится ясным - а прежде было неясным - о бактерии после такого уподобления?

Помимо двух вариантов, изложенных в посте, я подумала еще об одном. Возможно, смысл этой аналогии - в том, чтобы еще раз подчеркнуть, что в бактерии (мозге и т.п.) нет никакой особой "живой силы", а только законы физики? А Вы как думаете, какой смысл несет эта аналогия?

"Да сказать проще – клетка есть конечный автомат"

Автомат - это, в принципе, то же самое, что и компьютер. А вот что значит "конечный" в приложении к автомату?

Да, и как насчет вычисления уровня сложности? Правильно ли я понимаю, что для этого не существует универсально применимого алгоритма?

[egovoru.livejournal.com]

Я думаю, это совершенно закономерно: мы не только стараемся подражать природе в своей деятельности, но и видим в ней именно то, что умеем делать сами - воспринимаем природу через призму нашего текущего технического уровня.

[yoginka.livejournal.com]

Моя аналогия - не компьютер, как его сейчас представляют. И процессор-память - не обязательно цифровые и дискретные. Простые примеры аналоговых способов сложной обработки информации я привела в другой ветке.

[egovoru.livejournal.com]

Да, я поняла Вашу мысль насчет аналоговых способов. Но все-таки что прибавляет к нашему пониманию мира уподобление бактерии (пусть аналоговому) вычислительному прибору? Ведь аналогия - это способ выявить в объекте какое-то свойство, прежде остававшееся вне нашего внимания. Какое же свойство бактерий, как Вам кажется, выявляется этой компьютерной аналогией? Или, проще говоря, что нового можно сказать о бактерии, уподобляя ее компьютеру?

Или, может быть, такая аналогия нужна не для выявления нового, а для чего-то еще? Тогда для чего именно?

Наконец, как быть с тем, что ведь не только бактерия, но любой физический объект в каком-то смысле - компьютер (если понимать под компьютером устройство по переработке информации)? Если это так, то аналогия "бактерия - компьютер" утрачивает ведь всякую специфичность :(

[yoginka.livejournal.com]

//выявляется этой компьютерной аналогией? Или, проще говоря, что нового можно сказать о бактерии, уподобляя ее компьютеру? //
- НЕ КОМПьЮТЕРНОЙ! Информация и ее обработка - не только в компьютерах. Хотя в клетке есть и что-то вроде дискретного (цифрового) подхода к информации - ДНК. Но я не об этом. Да и сама дискретная информация - лишь удобная инженерно-техническая абстракция. Реально цифровая информация все равно реализуется в виде пиков и спадов чего-то более непрерывного, а дискретность искусственно извлекается за счет игнорирования огромного количества промежуточных состояний. А ведь в них, в их распределении тоже может быть закодирована информация, гораздо бОльшая, чем в учитываемых пиках и спадах.

//аналогия "бактерия - компьютер" утрачивает ведь всякую специфичность //
- Про "компьютер" лучше забудьте :) Отвечаю на вопрос с поправкой, что не "компьютер", а "вычислительный ресурс" более общего вида :))) Да, утрачивает. Специфичность живых клеток по сравнению, например, с кристаллами и вообще с тем, что мы считаем "неживым", я не решаюсь затрагивать даже. Кстати, вы в другой ветке (http://evgeniirudnyi.livejournal.com/120840.html?thread=1094408#t1094408) довольно смело упомянули:
//с отделением живой природы от неживой проблем обычно не возникает//
Но я помню, что о вирусах на этот счет были большие сомнения. Вы считаете, что это уже решенный вопрос?

[egovoru.livejournal.com]

"Реально цифровая информация все равно реализуется в виде пиков и спадов чего-то более непрерывного, а дискретность искусственно извлекается за счет игнорирования огромного количества промежуточных состояний"

Вопрос о дискретности и непрерывности - на мой взгляд, вообще чрезвычайно интересный. Вот здесь (http://egovoru.livejournal.com/51725.html) я попробовала сформулировать, чем именно - и была бы признательна за Ваше мнение.

Что же касается основного предмета нашей беседы, то я, как и Вы, не имею в виду наши конкретные нынешние модели компьютеров, а употребляю это слово как более короткий синоним "вычислительного устройства". (А не то что я думаю, что Вы думаете, что внутри бактерии есть некая транзисторная плата и т.д. ;)

Кажется, Вы согласны, что бактерия - такое же "вычислительное устройство", как и кристалл? Иными словами, эта аналогия никак не помогает нам понять что-то новое о бактерии? А если все же помогает, то что же?

"Но я помню, что о вирусах на этот счет были большие сомнения. Вы считаете, что это уже решенный вопрос?"

Да, это вопрос уже решенный. Действительно, когда вирусы только открыли, было много споров, следует ли считать их живыми. Но, когда их изучили получше, выяснилось, что называть их живыми нет смысла - хотя бы потому, что они не обладают способностью к автономному воспроизведению (им обязательно нужны для этого либо клетки, либо обеспеченные экспериментатором компоненты клетки в пробирке). А самостоятельное воспроизведение - вроде бы определяющее свойство жизни. Вирус же - это не более чем покрытая белковой оболочкой плазмида (молекула ДНК), а уж плазмиду могут считать живой только редкие энтузиасты, которые считают живым вообще все на свете ;)

Единственный известный нам вариант жизни требует некоего минимального уровня структурной сложности, который как раз и представляет собой бактериальная клетка. Теоретически нельзя исключить, что могут существовать (или быть созданы) какие-то иные варианты, которые мы бы согласились бы назвать жизнью, но пока что мы такого не видели ;)

Что же касается аналогии "бактерия - это компьютер", тем временем мне пришло в голову еще одно соображение о ее возможном смысле. Может быть, ею хотят подчеркнуть, что в бактерии нет ничего, кроме обычного физического вещества, управляемого обычными физическими законами (т.е., нет никакой "жизненной силы", "энтелехии" и т.д.)? Если так, то мне понятна привязанность к этой аналогии.

Если я не ошибаюсь, она популярна как раз не у биологов, а у людей из компьютерного мира - может быть, она помогает им приблизить загадочные для них бактерии к более привычным для них предметам ;) А?

[egovoru.livejournal.com]

Вы, наверное, смогли бы еще прояснить вопрос, который я оставила вопросом в тексте поста. Правильно ли я понимаю, что у нас нет никакого универсального способа рассчитать сложность системы, чтобы можно было бы по этому параметру сравнивать друг с другом системы разного происхождения? Не помню, где именно я это взяла - кажется, в книжке Джона Хоргана - и не уверена, правильно ли я это поняла. Однотипные системы (скажем, тексты), понятно, сравнивать достаточно легко.

[yoginka.livejournal.com]

//Вот здесь я попробовала сформулировать, чем именно - и была бы признательна за Ваше мнение.//
- Не совсем поняла, о чем именно мнение. Если о "некоторых физиках" и о том, дискретен ли мир на самом глубоком уровне, у меня сложилось впечатление, что этих "некоторых" чуть ли не большинство. И пространство, и время многие считают дискретными. Или даже что их вообще не существует на микроуровне. Но никто не знает пока.

Когда я тут писала о непрерывности, лежащей под дискретностью, то имела в виду вполне определенный уровень - сигналы в обычных компьютерах. А если углубляться на более мелкий, квантовый уровень, то опять появляется дискретность. По крайней мере, так сейчас считается. А как "на самом деле" - можно только гадать.

//Кажется, Вы согласны, что бактерия - такое же "вычислительное устройство", как и кристалл? Иными словами, эта аналогия никак не помогает нам понять что-то новое о бактерии? А если все же помогает, то что же?//
- Мне кажется, что более сложное, чем кристалл. А что аналогия помогает понять лично мне - это то, как клетке удается совершать такие сложные и скоординированные действия внутри себя (как вы и предположили в конце комментария).

Последние два абзаца меня несколько удивили. Разве биологи верят в особую "жизненную силу"?

[yoginka.livejournal.com]

Проблема в том, что сложность системы относительна, она зависит от произвола в выборе уровня рассмотрения системы, от степени абстракции. И не всегда ясно, что важно, а от чего можно абстрагироваться. Эта проблема существует и для систем одинакового происхождения. Например, сложность мозга можно рассматривать на уровне нейронов и их связей и получить количественные оценки сложности для двух человек. Но, если внутреннее устройство нейронов важно и влияет на работу мозга (например, верна теория Пенроуза-Хамероффа о микротрубочках или другая подобная), то эта оценка можен не отражать истинной сложности, у боле "простого" мозга на уровне нейронов и их связей могут быть более сложно устроенные сами нейроны, и в итоге он окажется более высокоорганизованным и "победит" во всех тестах.

А универсальные оценки сложности разнородных систем существуют, их много, например, информация/энтропия. Но это не помогает. Например, если сравнивать сложность компьютера и живой клетки, то для компьютера легко получим оценку, а вот для клетки вряд ли получим что-то объективное, так как не знаем, на каком уровне остановиться.

[egovoru.livejournal.com]

"А что аналогия помогает понять лично мне - это то, как клетке удается совершать такие сложные и скоординированные действия внутри себя"

То есть, клетка - природный объект, созданный не нами - работает непонятно как и кажется совершенно загадочной, а если мы уподобляем ее компьютеру, про который мы знаем, как он работает, потому что сами его создали, то и клетка становится нам более понятной? Мне кажется, здесь есть определенная опасность - как и у всех аналогий: сходство может оказаться слишком поверхностным и сбить нас с толку. Мне кажется, уж лучше просто непредвзято изучать клетку ;)

"Разве биологи верят в особую "жизненную силу"

Биологи, как правило, нет, а вот некоторые философы - например, Томас Нагель (http://egovoru.livejournal.com/43143.html) - таки да. Наверное, сам факт создания компьютеров, которые могут делать довольно сложные вещи уж заведомо без всякой энтелехии, должен служить здесь весомым аргументом. Но компьютеры - все же еще не жизнь, так что лазейка остается ;)

[egovoru.livejournal.com]

Спасибо за разъяснение. Я примерно так и представляла себе ситуацию, но Вы сформулировали ее более внятно. Признаю и важное замечание, что даже сравнение сложности однородных систем далеко не всегда возможно.

Интересно, что Вы исходите из того, что при описании структурной сложности системы нам необходимо принимать в расчет ее функцию, т.к. только это позволит нам выбрать, что именно следует считать элементом системы.

Наверное, отказаться от этой опоры на функцию принципиально не получится. Теоретически, мы могли бы считать элементами физической системы самые элементарные ее составляющие (суперструны, например?) и построить свой алгоритм расчета сложности, опираясь на них. Но неизвестно, существуют ли эти суперструны, и нет ли чего-то еще более мелкого - иными словами, неизвестно, существует ли предел структурной дробности ;)

[egovoru.livejournal.com]

А что же именно, по Вашим представлениям, вычисляет бактерия как вычислительное устройство? Прочитав книжку Сета Ллойда, в глазах которого и Вселенная - компьютер, я поняла, что Вселенная "вычисляет" свое состояние в следующий момент времени. Признаться, мне чрезвычайно трудно усвоить такое представление о вычислениях - я только могу поверить на слово, что оно возможно ;) Но правильно ли я поняла, что в этом смысле вычислительным устройством можно считать вообще любой физический объект, независимо от его уровня сложности?

[egovoru.livejournal.com]

"у меня сложилось впечатление, что этих "некоторых" чуть ли не большинство. И пространство, и время многие считают дискретными"

Но не следует ли из этого, что непрерывность - это только аберрация нашего восприятия, или, если угодно - дидактический прием, способ приближения к дискретной действительности? А на самом деле никакой непрерывности не существует?

[yoginka.livejournal.com]

Согласна более или менее с психологической стороной вашего утверждения. Но мне по-прежнему не нравится уподобление клетки компьютеру :) Это - упрощение, теряющее суть. Компьютер ничего не клепает. В нашей аналогии клетка содержит компьютеры, но НЕ только их, не сводится к ним. Тогда уж клетка - завод-автомат, где есть и станки, и датчики, и цифровые вычислительные устройства с кодами, и аналоговые схемы, и линии связи с поставщиками материалов, и устройства транспортировки для материалов и отходов.

Насчет биологов бы меня успокоили, спасибо :)

[yoginka.livejournal.com]

Я сначала пропустила важное слово "НЕ" и сразу отредактировала мой коммент, прошу обратить внимание на это "НЕ" и игнорировать первую версию, которая вам пришла по почте без него.

[a-gorb.livejournal.com]

”Аналогия призвана выявить некое свойство объекта, которое без нее не очевидно”
Тут возможно два варианта. Аналогия как метафора, когда она скорее позволяет прочувствовать свойство объекта. Второе, аналогия, которая позволяет использовать принципы исследования (описания) аналога для объекта.

” А Вы как думаете, какой смысл несет эта аналогия?”
Про клетку я тут не вижу ни того, ни другого. Впрочем, я в этом (в клетках) слабо разбираюсь.

”Автомат - это, в принципе, то же самое, что и компьютер. А вот что значит "конечный" в приложении к автомату?”
Компьютер – автомат, но думаю, что не всякий автомат компьютер.
Конечный - число возможных внутренних состояний которого конечно.

”как насчет вычисления уровня сложности?”
Если говорить о сложности булевых (логических) функций, то ее оценить можно. Получится что-то типа числа элементов, достаточных для построения схемы, реализующей эту функцию.

[egovoru.livejournal.com]

В аналогии "клетка как завод" мне не нравится только одно: на самом деле ведь это завод - как клетка ;) Не то, чтобы мы сознательно строили заводы, воспроизводя структуру клетки, но это сходство неизменно возникает, поскольку, строя завод, мы стремимся достичь примерно того же результата, которого клетка достигла в результате естественного отбора ;)

Но меня занимает именно аналогия "клетка как вычислительное устройство". Или, вернее, в конечном счете меня занимает представление о том, что в основе физического мира лежит число - современное пифагорейство. Я никак не могу постичь логику тех, кто так считает (http://egovoru.livejournal.com/70364.html) :(

[egovoru.livejournal.com]

А где же было это пропущенное "не"? На существо дела это вроде бы не повлияло :)

[yoginka.livejournal.com]

Да, вы меня правильно поняли.

Тут можно еще добавить, что на том самом нижнем уровне (если он вообще существует, но допустим, что да), похоже, что все связано со всем, есть дальнодействие (квантовая запутанность). Поэтому и разделение на отдельные системы - тоже абстракция.

[egovoru.livejournal.com]

"Если говорить о сложности булевых (логических) функций, то ее оценить можно. Получится что-то типа числа элементов, достаточных для построения схемы, реализующей эту функцию"

Да, сложность математических (и вообще мысленных) объектов оценить, наверное, сравнительно легко. Но вот можно ли как-то сравнить структурную сложность физических объектов, скажем, бактерии и компьютера? Как вообще подступиться к такой задаче?

[egovoru.livejournal.com]

"Компьютер – автомат, но думаю, что не всякий автомат компьютер"

Наверное, это зависит от того, что именно мы понимаем под "компьютером". По мнению Сета Ллойда (одного из ведущих разработчиков квантовых компьютеров), Вселенная - это "компьютер, вычисляющий сам себя". Но тогда и любой физический объект - тоже такой же компьютер? А если нет, то где проходит граница?

[egovoru.livejournal.com]

И это в каком-то смысле решает проблему сравнения сложностей разных систем - если отдельных систем вообще нет, то нечего и сравнивать ;) Правда, в таком решении маловато практической пользы ;)

[yoginka.livejournal.com]

//что же именно, по Вашим представлениям, вычисляет бактерия как вычислительное устройство?//
- Ответила уже частично на это по другому поводу - более правильная аналогия: НЕ КОМПьЮТЕР, а завод-автомат. И его многочисленные компьютеры управляют процессом производства, вычисляют все то, что нужно для этого управления.

Сет Ллойд - большая отдельная тема. Я не раз упоминала о нем у себя в ЖЖ, там же есть ссылки на него. Где-то была и ссылка на видео, где он и несколько корифеев обсуждали вселенную-компьютер ("Rebooting The Cosmos"). И многие другие так считают, была и другая ссылка, где Брайан Грин тоже пдобное предположение высказывает.

//правильно ли я поняла, что в этом смысле вычислительным устройством можно считать вообще любой физический объект, независимо от его уровня сложности?//
- Да, Ллойд так не раз утверждал. И тут вплотную подошли к другой огромной теме - что же и зачем вселенная вычисляет. Но, как вы понимаете, на эту тему ничего, кроме спекуляций, пока не может быть, хотя пишут много, в том числе и серьезные люди.