Информация рецепция

Рецепция и возникновение информации в динамических системах [c.402]

Поэтому для рецепции, запоминания и хранения такой информации необходимо произвести определенную работу по существенному изменению состояния системы, вследствие которой система перейдет в одно из устойчивых состояний, потеряв при этом часть энергии в процессах диссипации. В результате затраты энергии повысится энтропия всей системы на величину, превышающую количество сохраненной информации. Таким образом, все информационные системы обладают диссипативными свойствами, за счет [c.402]

Само возникновение информации носит случайный характер (номер лунки, комбинация нуклеотидов). Однако, возникнув в системе, случайная информация запоминается и тем самым может приобрести ценность и смысл. Принцип запоминания случайного выбора лежит в основе возникновения биологической информации. Именно рецепция и использование содержащейся в биополимерах информации в реальных биологических процессах придают ей биологическую ценность и определяют роль биологической упорядоченности и организации. В свою очередь в ходе процессов естественного отбора и борьбы за существование репликация организмов может отбирать и закреплять ценную информацию, необходимую для жизнедеятельности. Возможно и обучение — отбор из внешней среды ценной для жизнедеятельности информации, которая не передается при репликации организмов. Это достигается за счет соответствующего устройства рецепторных систем, которые пропускают только ценную информацию и предотвращают ненужные ответные реакции организма, не пропуская информацию, лишенную для него ценности. [c.404]

С термодинамикой связана и теория информации. Увеличение количества информации в системе, рассматриваемой как сообщение, всегда сопряжено с понижением энтропии (см. гл. 9). Информационные аспекты биологии весьма поучительны. Выясняется, что понятие количества информации совершенно недостаточно для рассмотрения развивающихся биологических систем. Оказывается необходимым рассматривать и рецепцию информации, и создание новой информации. И то, и другое возможно лишь в условиях неравновесия, нестационарности и неустойчивости. В биологии важно не количество информации, но ее ка- Чество, смысл или ценность ( 17.8). [c.20]

Мы не рассматривали здесь важные проблемы, связанные с созданием новой информации и ее рецепцией. [c.306]

В наших рассуждениях предполагалось, что информация кем-то или чем-то воспринимается. Однако молча принималось, что все, на что способен рецептор,— это отличить одну букву от другой. Для применений информационных представ-иений в теории связи такое предположение необходимо и достаточно. Процесс рецепции как физическое явление при этом не учитывается. [c.306]

Как мы увидим ( 17.8), применение теории информации в биологии требует анализа последствий рецепции сообщения. Учет этих последствий означает, что нужно изучить сам акт рецепции как необратимый, неравновесный процесс перехода рецепторной системы из менее устойчивого состояния в более устойчивое. При этом происходит запоминание информации. [c.306]

Обращение к диссипативным системам непосредственно связано с расширением теории информации. Оказывается необходимым исследовать не только количество информации, ее передачу и перекодировку, но и рецепцию информации, возможную лишь вне равновесия, при наличии неустойчивости. [c.331]

На этой основе рассмотрим рецепцию генетической информации, содержащейся в ДНК. На первом уровне количество инфор-мации в цени, содержащей п нуклеотидов, равно [c.564]

Информация в организме передается молекулами и ионами, она имеет химическую природу. Рецепция информации сводится к узнаванию молекул молекулами, она определяется их взаимодействиями. Именно в таком смысле организм есть химическая машина, и в этом его отличие от роботов , созданных руками человека. В современных кибернетических устройствах сигналы имеют электрическую или магнитную природу, в организме сигналами служат молекулы. [c.35]

В ряде случаев нуклеиновые кислоты и белки попадают в клетки, непосредственно проникая через клеточную мембрану. Прежде всего, имеется ввиду перенос генетической информации, заключенной в ДНК, в способные к рецепции бактериальные клетки. [c.65]

Результаты химических и инструментальных методов анализа характеризуют качество коньячных спиртов лишь приблизительно. Сложность и недостаточная изученность обонятельной и вкусовой рецепции человеком сложных композиций не позволяют с необходимой конкретностью судить о качестве продукта и в то-м случае, когда известны.концентрации индивидуальных компонентов. Связь химического состава коньячного спирта с его органолептическими свойствами в явной форме не обнаруживается. Это влечет за собой существенное снижение ценности информации, предоставляемой результатами анализа. [c.63]

Рецепция и возникновение информации. Результаты приведенных расчетов, основанных на представлениях теории информации, подтверждают сделанный выше вывод о том, что специфика информационных процессов в биологии определяется не повышенной информационной емкостью молекулярных структур, а особенностями самих информационных процессов. Речь идет о характеристиках процессов рецепции, запоминания и передачи информации другим акцепторным системам организма. [c.162]

Этот же прием использовал Сальвадор Дали в картине Портрет Вольтера . При детальном рассмотрении на полотне можно видеть сцену придворной жизни. При взгляде на расстоянии темные и светлые пятна складываются в портрет Вольтера. Наложение информации возможно, если текстовая информация избыточна и надежна иными словами, если слабые, но заметные искажения (например, изменение цвета или оттенка букв) не препятствуют ее рецепции (например, прочтению текста). [c.255]

Эти вопросы приобретают особую остроту в связи с биологической спецификой. Во-первых, информационные системы в живой природе обладают малыми (микроскопическими) размерами. Во-вторых, они функционируют при нормальной температуре, т. е. в условиях, когда тепловые флуктуации не пренебрежимо малы. В-третьих, в биологии особую важность приобретает запоминание и хранение информации. Отметим, что в технике более актуальны проблемы передачи информации на примере оптимизации передачи были разработаны основные положения теории информации. Вопросам же рецепции и хранения информации уделялось меньше внимания. В биологии, напротив, эти вопросы становятся первостепенными. [c.266]

Выбор или реализация апостериорных вариантов может осуществляться двумя различными способами либо в результате действия сторонних сил — в этом случае говорят о рецепции информации от другой (сторонней) системы, либо спонтанно, в результате неустойчивого поведения самой системы — в этом случае имеет место рождение (возникновение) новой информации. [c.267]

Процесс рецепции информации (в нашем случае — помещение шарика в определенную лунку) требует затраты работы АЕ, которая переходит в тепло (в противном случае рецепция не была бы необратимой). Следовательно, при рецепции физическая энтропия системы увеличивается (на величину А8 =АЕТ ) и одновременно [c.269]

Оценка вероятности случайного возникновения всей этой машины приводит к абсурдно малым величинам порядка Ю (см. [П22]). Однако, если цель сформулировать иначе — построить любую систему, способную генерировать и запоминать информацию, то необходимая для этого информация резко уменьшается (практически до нуля). Так, например, любой неровный рельеф, возникший в результате термодинамически неравновесного процесса, содержит впадины, пики и водоразделы и обладает свойствами биллиарда. Отсюда можно сделать вывод — на первый взгляд парадоксальный для построения информационной системы информация не нужна вероятность случайного возникновения такой системы не содержит информационной малости и поэтому, вообще говоря, не мала. Информация, возникающая в такой системе, не является ценной, пока система одна и не выработаны условия рецепции информации и использования ее для каких-либо целей. Однако ценность этой информации может возрастать, если случайно возникшая система может копироваться и копии вступать во взаимодействие. [c.275]

П. Совершенствование системы на основе элементов, способных к непосредственной рецепции информации (прямое узнавание, возникновение иероглифов). [c.276]

Многие реакции катализируются ферментами, состоящими из нескольких глобул, образующих четвертичную структуру. В этом случае способность функционировать зависит также от расположения аминокислотных остатков на боковых поверхностях глобул. Таким образом, использование (рецепция) информации, содержащейся в первичной последовательности, происходит по схеме первичная последовательность структура (форма) -> функция. При этом никакая дополнительная информация не участвует и не требуется. [c.278]

Во-вторых, такие белки синтезируются уже обычным путем с участием аппарата трансляции. Это значит, что сначала должна появиться информация о новых белках в ДНК. Прямая рецепция этой информации из среды (подобная иероглифической) в данном случае уже невозможна. Ясно, что в эволюции эта трудность была преодолена рассмотрим возможные пути решения этой проблемы. Наиболее естественная гипотеза сводится к тому, что часть (и даже большая) информации о новом белке уже содержится в старом или, что то же, количество новой информации существенно меньше 200 бит. Конкретная реализация этой гипотезы не тривиальна рассмотрим ее подробнее. [c.280]

Характер такого пения и его двигательные механизмы будут рассмотрены в главе 24. Здесь же укажем просто, что песня состоит из звуковых пачек [стрекотания), повторяемых через разные промежутки времени. Таким образом, основной переменной величиной в передаче информации служит амплитудная модуляция сигнала. Тимпанальные рецепторы адаптируются медленно, что обеспечивает точную рецепцию и кодирование изменений в амплитуде и длительности сигнала. Имеют значение также некоторые другие свойства рецепторов. Одно из них состоит в том, что ответ рецептора меняется в соответствии с логарифмом интенсивности стимула. Другое свойство заключается в том, что разные рецепторы обладают на своих лучших частотах разными порогами. Эти два свойства создают основу для различения интенсивности и наряду с этим [c.396]

Для демонстрации явления рецепции в качестве простого примера рассмотрим поведение перемещающихся щаров в корзине, используемой в лотерее. В корзине сделано несколько лунок, и выигрыш определяется щаром, попавшим случайно в одну из них. Физическая энтропия в этой системе связана только с быстро ре-лаксирующими степенями свободы, а их поведение определяется шарами в корзине и не зависит от того, находится шар в лунке или нет. Однако если в первом случае количество информации равно нулю, то во втором, когда определенный шар лежит в лунке, количество информации уже равно Таким образом, рецепция информации возникает при попадании шара в определенную лунку. Это требует выполнения некоторой работы (А ) и сопровождается переходом энергии в теплоту, что и делает рецепцию необратимой. При этом физическая энтропия системы увеличивается на АЕ/Т, намного превышающую возникшую информацию аЕ/Т Время запоминания здесь определяется временем нахождения шара в лунке, которое зависит как от высоты барьера, так и от частоты самопроизвольных термических осцилляций шара внутри лунки (с точки зрения приближения шара к барьеру лунки). Ясно, что при достаточной глубине лунки (>>/ 7) шар не может выйти из нее самостоятельно за счет тепловых флуктуаций. Увеличение частоты термических осцилляций шара внутри лунки, т.е. увеличение мощности фактора, инициирующего перескок шара в другую лунку, может привести к потере информации даже при небольших временах наблюдения и достаточно глубокой лунке (см. разд. 18.5). [c.403]

БИОЭЛЕКТРОХЙМИЯ, изучает электрохим. закономерности, лежащие в основе биол. процессов (в частности, передачи информации по нервным волокнам, преобразования энергии, фотосинтеза, рецепции, взаимод. и слияния клеток), а также воздействие внеш. электрич. полей на биол. системы. Общая стадия всех упомянутых процессов - разделение зарядов (электронов или ионов), реализующееся в ходе окислит.-восстановит. р-ции или при транспорте ионов [c.292]

Гфинцип П. а. составляет основу весьма распространенных в животном и растит, мире способов коммуникации посредством выделения и рецепции феромонов и др. хим. носителей информации. Поэтому исследование закономерностей П. а. имеет значение и для биологии, [c.447]

Несмотря на большие трудности, современная биофизика достигла крупных успехов в объяснении ряда биологических явлений. Мы узнали многое о строении и свойствах биологически функциональных молекул, о свойствах и механизмах действия клеточных структур, таких, как мембраны, биоэнергетические органоиды, механохимические системы. Успешно разрабатываются физико-математические модели биологических процессов, вплоть до онтогенеза и филогенеза. Реализованы общетеоретические подходы к явлениям жизни, основанные на термодинамике, теории информации, теории автоматического регулирования. Все эти вопросы будут с той или иной степенью детализации рассмотрены в книге. При этом, в соответствии с пониманием биофизики как физики явлении жизни, мы будем исходить из физических закономерностей, а не из физиологической классификации. Так, например, рецепция внешних воздействий органами чувств рассматривается в различных разделах книги — зрение в главе, посвященной фотобиологическим явлениям, слух и осязание в связи с механохпмическими процессами, обоняние — в связи с физикой молекулярного узнавания. [c.10]

Теория запоминания информации — ее рецепции и создания — не разработана. При обсуждении запоминания не имеет смысла более говорить об эквивалентности информации и энтропии. Дело в том, что мы не располагаем пока определением энтропии для систем, далеких от равновесия, для процессов запоминания. Равновесная же система, ертественно, ничего не помнит. Термодинамика систем, далеких от равновесия и обладающих долговременной памятью, еще не построена. [c.307]

На данном уровне рецепции ценностью обладает лишь неизбыточная, новая информация. Избыточной называется повторная информация, передача которой уменьшает вероятность разруше-вия информации шумом. Далее вместо того, чтобы пользоваться формулой (17.29), мы будем считать мерой ценности неизбыточ-ность, т. е. незаменимость сообщения. [c.562]

Определяя ценность информации как степень неизбыточности, будем рассуждать следующим образом. Допустим, что сообщение содержит N, букв и количество информации iV,/,. На /-м уровне рецепции полученная информация уменьшится до NJj. Заменим уменьшение информации с li до Ij уменьшением числа букв в сообщении с Ni до Nj, что эквивалентно пренебрежению избыточными буквами. Общую информацию считаем постоянной. Тогда [c.563]

Мы видим, что понятие сложности сходно с понятием ценности информации, рассмотренным в предыдущем параграфе. Мы определили ценность иЕЕформации как незаменимость, неизбыточ-ность на данном уровне рассмотрения, уровне рецепции. Очевидно, что приведенное здесь определение сложности сходно с указанным определением цеЕЕности — то, что нельзя заменить более короткой программой, незаменимо, неизбыточно. Имеются, однако, и различия двух обсуждаемых понятий. [c.571]

Между тем в биологии особую важность приобретает запоминание и хранение информации в молекулярных системах, обладающих микроскопическими размерами, где при нормальных температурах тепловые флуктуации вызывают неустойчивость микроскопических движений. Поэтому для рецепции, запоминания и хранения информации необходимо произвести определенную работу, за счет которой система перейдет в одно из устойчивых состояний, потеряв часть энергии в процессах диссипации. В результате затраты энергии повысится энтропия всей системы на величину, превышающую количество запомненной информации. Таким образом, информационные системы обладают диссипативными свойствами, за счет которых происходит переход на выделенные детерминистские степени свободы, сохраняющие свои значения в течение длительного времени. Именно здесь и осуществляется превращение микроинформации в макроинформацию которую система запоминает и затем может передать другим акцепторным системам. В реальных информационных системах характерное время запоминания зависит от их конструкции, температуры и свободной энергии. [c.163]

Рассмотрим в качестве простого примера поведение перемешивающихся шаров в корзине, используемой в лотерее. В корзине сделано несколько лунок, и выигрыш определяется шаром, попавшим случайно в одну из них. Физическая энтропия в этой системе связана только с быстро релаксирующими степенями свободы, а их поведение определяется шарами в корзине и не зависит от того, находится ли шар в лунке или нет. Однако количество информации равно нулю, если лунки пустые, и равно /max, если определенный шар лежит в лунке. Рецепция информации возникает при попадании шара в определенную лунку. Это требует затраты работы АЕ, которая сопровождается переходом энергии в теплоту, что и делает рецепцию необратимой. Физическая энтропия системы увеличивается на величину АЕ/Т, превышаюшую возникшую информацию АЕ/Т > /max- Время запоминания здесь определяется временем нахождения шара в лунке. Ясно, что при достаточной глубине лунки шар не может выйти из нее за счет тепловых флуктуаций. [c.163]

Не претендуя на строгое определение понятия информация , подчеркнем два необходимых ее атрибута 1) информация предполагает выбор одного (или нескольких) вариантов из многих возможных, 2) сделанный выбор должен быть запомнен. Подчеркнем второе условие — запоминание информации — является очень важным. Впервые на это обратил внимание Кастлер 1П261 в 1960. г. В процессах передачи информации запоминаемость играет меньшую роль, чем при рецепции, обработке и хранении информации. Действительно, передающая система обязана запомнить информацию лишь на время передачи, которое в принципе может быть коротким. В биологии условие запоминания на длительный срок, напротив, играет важную роль. [c.266]

Микроинформация, в принципе, может быть превращена в маК-роинформацию путем рецепции ее другой информационной системой. Например, путем фотографирования картины броуновского движения мгновенные координаты частиц могут быть запечатлены (запомнены) на фотопленке. Эта информация затем может использоваться для каких-либо (даже не связанных с движением частиц) [c.271]

Именно этот процесс — превращение микроинформации в макро- и использование ее для управления — лежит в основе парадокса с демоном Максвелла . Разрешение его в том, что процесс рецепции микроинформации и использования ее для управления сопровождается увеличением энтропии всей системы, превосходящем информацию. [c.272]

Способность рецептировать сама зависит от взаимодействия между объектами и может изменяться (и совершенствоваться) с течением времени. Поясним последнее на примерах. При игре в рулетку рецепция информации, возникшей в машине, основана на правилах, согласно которым устанавливается соответствие между выпадением определенного номера и выигрышем (или проигрышем) участников. Именно этим соответствием и определяется ценность [c.273]

Обсудим процесс постепенного накопления ценной информации на уже использовавшемся примере образования алфавита. В современном обществе информация о соответствии между звуками и их символами — буквами обладает большой условной ценностью. Вероятность ее случайного возникновения абсурдно мала. Угадать, что чему соответствует, не зная языка, невозможно. Однако эта информация возникла не сразу. Вначале письменность была иероглифической [12], каждый иероглиф содержал большую и ценную информацию. Вероятность случайного возникновения иероглифа крайне мала — не зная и никогда не видя предмета, невозможно угадать его изображение, тем более упрощенное. Однако вероятность рецепции информации об иероглифе из окружающей среды уже не мала, в интересуюн их нас масштабах [c.275]

Информация, заложенная в ДНК, обладает условной ценностью, поскольку для ее рецепции необходим аппарат трансляции. Первичные последовательности белков содержат информацию, рецептированную в процессе биосинтеза с ДНК. Ценность этой информации безусловна, поскольку для ее рецепции и использования специального аппарата не требуется. Обсудим это подробнее. Современные белки-ферменты содержат около двухсот аминокислотных остатков. В рабочем, нативном, состоянии столь длинный полипептид свернут в глобулу (так называемую третичную структуру). Пространственная структура глобулы зависит от взаимодействий, обусловленных водородными связями, зарядами и т. п. различных аминокислотных остатков, и определяется (практически однозначно) их расположением в первичной последовательности. Функция белка-фермента, т. е. способность катализировать ту или иную реакцию, зависит от наличия вполне определенных аминокислот в активном центре (число их, как правило, [c.277]

Последний этап на рецепторном уровне состоит в перекодировании переданного электротонически ответа рецептора в импульсный разряд в афферентном нервном волокне, который несет в себе информацию для остальных отделов нервной системы. Этот процесс показан на рис. 11.3 на примере клетки рецептора растяжения позвоночного животного. В данном случае стимулом служит растяжение, приложенное к мышце. Существенно различаются динамический (фазический) период стимуляции, когда растяжение нарастает, и статический (тонический) период, когда оно остается постоянным. При искусственном блокировании импульсов (например, введением тетродотоксина) для наблюдения за процессами рецепции видно, что рецепторный потенциал возрастает до пика в конце динамического растяжения, а затем медленно падает до более низкого уровня во время статического растяжения. При регистрации импульсов их частота тоже резко возрастает при динамическом растяжении и снижается при статическом. Рис. 11.3 иллюстрирует тесную корреляцию между рецепторным потенциалом и частотой импульсации. [c.274]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология