В том, что касается информации, нам нужно проверить несколько систем и по очереди задать вопрос: как такая система может работать? 

1. Паутина паука 

На рис. 1 мы видим участок паутины паука циртофора. Размер сетки составляет приблизительно 0,8 х 1,2 мм. Круг в левом изображении указывает на часть, которая была сильно увеличена с помощью электронного микроскопа. Строение и структура этой паутины гениальны, а паук использует имеющийся материал весьма экономично. Необходимая жесткость и прочность получаются при минимальных затратах материала. 

Спиральные нити не просто пересекают радиальные, и два набора не прикрепляются только в точках пересечения. Скорее, они идут параллельно на небольшом расстоянии, где они связываются или «спаиваются» вместе с очень тонкими нитями.

Каждый паук — универсальный гений: он проектирует свою паутину, как архитектор, а затем выполняет этот план, как опытный ткач. Он также — химик, который может синтезировать шелк, используя компьютерный процесс производства, а затем использовать шелк для прядения. 

Паук настолько опытен, что, кажется, окончил курсы по структурной инженерии, химии, архитектуре и информатике, но мы знаем, что это не так. Большинство пауков также активно участвуют в переработке отходов. Они едят свою паутину утром, а затем материал химически обрабатывается и повторно используется для новой паутины. Так кто же его проинструктировал? Где он получил специализированные знания? Кто был его советником? 

Рисунок 1. Паутина паука Cyrtophora.

Ответ на вопрос, почему все работает именно так, однозначно заключается в том, что информация играет существенную роль.

2. Прядильный орган пауков Uroctea 

Рисунок 2. Прядильный орган пауков UrocteaПодвижные парные выросты пауков Uroctea показаны на рисунке 2 (большое увеличение). Самка имеет 1500 прядильных аппаратов. Из каждой пары выростов выходят нити. Шелк, обладающий необходимой прочностью растяжения, производится на «фабриках», расположенных непосредственно под прядками. 

Все эти сложные процессы управляются компьютером, а все необходимое оборудование сильно миниатюризировано. Как возможно, что такой сложный и детализированный производственный процесс может выполняться без сбоев? 

Потому что система содержит управляющую программу, которая имеет всю необходимую информацию для обработки.

3. Бабочка Morpho rhetenor 

На рисунке 3 изображена южноамериканская бабочка Morpho rhetenor при различных степенях увеличения так, что можно увидеть детальную структуру ее крыльевых чешуек (Scientific American, vol. 245, Nov. 1981, p. 106). Крылья имеют чудесные красочные узоры: металлический синий сверху и коричневый снизу. 

Крылья были проанализированы на пигментацию, но ничего не было найдено. Как же тогда объяснить эту красочную красоту?

Детальная структура крыльев становится очевидной в трех шагах увеличения, а именно 50x, 350x и 20,000x. При меньшем увеличении строение крыла напоминает черепицу, но когда увеличение составляет 20,000 крат, секрет раскрывается. 

Рисунок 3. Участки поверхности крыла бабочки Morpho rhetenor под микроскопомСтруктура довольно необычна: регулярная сетка точно построенных клиновидных гребней, расположенных с интервалами около 0,00022 мм. Эта картина повторяется настолько точно, что максимальное отклонение составляет всего 0,00002 мм. 

Ни одна земная мастерская, специализирующаяся на миниатюризации, не смогла бы сделать крыло с такой точностью.  Какова цель этого невероятного сооружения?

Здесь чудесным образом используется определенный физический эффект. Его можно объяснить на простом примере: когда два камня падают в бассейн, концентрические волны распространяются от каждой точки удара. В одних точках эти волны нейтрализуются, а в других — усиливают друг друга. Этот эффект известен как интерференция, и именно он вызывает наблюдаемые цвета. 

Когда солнечные лучи падают на ступенчатую сетку, некоторые цвета нейтрализуются, а другие — усиливаются. Расстояние между гранями сетки и длина волн падающего света точно настроены друг на друга.

Как возникла такое удивительное строение, где все направлено на особый физический эффект? Ответ все тот же — информация!

4. Развитие человеческих эмбрионов 

Рисунок 4. Различные стадии развития человеческого эмбриона.В девятимесячный период беременности женщины происходят удивительные вещи. В течение первых четырех недель образуются миллиарды клеток, и они выстраиваются в соответствии с непревзойденным планом формирования нового человека. 

Примерно на 15-й день происходит значительный поворот событий: появляются первые кровеносные сосуды. 

Через несколько дней происходит еще одно замечательное событие: в крошечной груди эмбриона длиной 1,7 мм соединяются два кровеносных сосуда, образуя сердце, которое начинает перекачивать кровь через крошечное тело уже в конце третьей недели. Крошечное новое сердце обеспечивает развивающийся мозг кровью и кислородом. 

На четвертом месяце сердце плода¹ уже перекачивает почти 30 литров крови в день, а при рождении этот объем составит 350 литров.

В эмбриональной стадии развиваются легкие, глаза и уши, хотя они еще не используются. Через два месяца эмбрион достигает в длину всего трех-четырех сантиметров. Он настолько мал, что мог бы буквально поместиться внутри скорлупы грецкого ореха, но даже на этой стадии все органы уже присутствуют. 

В течение следующих месяцев они увеличиваются в размерах и принимают свою окончательную форму. Различные стадии эмбрионального и фетального развития человека показаны на рисунке 4:

Часть А: четырехнедельный эмбрион длиной 4,2 мм: 1 — граница между спинкой и брюшком, 2 — зарождающаяся плечевая борозда, 3 — выпуклость печени, 4 — выпуклость сердца, 5 — глаз, 6 — тонкая и толстая часть воронки пупка, 7 — паховый канал, 8 — кольцо пуповины, 9 — копчик. 

Часть B: эмбрион в четыре недели, когда он имеет длину 4,2 мм. 

Часть С: нервная система двухмесячного эмбриона длиной 17,7 мм: 1 — теленцефалон (передняя часть первого мозгового пузыря), 2 — оптический нерв, 3 — мозжечок, 4 — продолговатый мозг, 5 — Lobus olfactorius (обоняние), 6 — Nervus ulnaris (локоть), 7 — Nervus obturatorius (область бедра), 8 — Nervus plantaris lateralis (наружная подошва стопы) и Nervus suralis (икра). 

Часть D: плод 75 мм, показан внутри матки: 1 — плацента, 2 — миометрий (мышечная стенка матки), 3 — околоплодная оболочка. Околоплодные воды были удалены.

Как возможно, что эмбриональное развитие не влечет за собой беспорядочного роста клеток, а носит систематический и целенаправленный характер в соответствии с установленным графиком? Точный план, в котором все этапы запрограммированы в мельчайших деталях, лежит в основе всех этих процессов. В этом случае информация также является общим руководящим фактором.

5. Робот, играющий на органе

Рисунок 5. Органный робот был представлен на выставке EXPO' 85 в Японии. Он был разработан профессором Итиро Като из Университета Васедо и построен компанией Sumitomo Electronic Industries. Робот сейчас демонстрируется в официальном японском правительственном здании EXPO' 85 (Цукуба). Он иллюстрирует возможности робототехники, но эта система не может делать ничего, что не было запрограммировано заранее.Возможно ли, чтобы робот играл на органе? На рисунке 5 мы видим именно это. Японский робот, названый Васубот, очаровывает даже любителей музыки. Он имеет две руки и две ноги, которые могут нажимать на клавиши и педали, и он читает ноты с помощью видеокамеры. 

Затем ноты преобразуются в необходимые движения рук и ног. Этот робот может прочитать и воспроизвести любую музыкальную пьесу сразу, ему не нужно ее разучивать. Причиной такой способности является информация, представленная в программе, вместе со всеми необходимыми механизмами. 

Если программу удалить, робот ничего не сможет сделать. Опять же, мы видим, что информация является важным компонентом.

Заключение

Рассмотрев несколько очень разнообразных систем, мы можем сделать вывод, что встроенная информация является общим фактором. Ни одна из этих систем не сможет работать, если сохраненная информация будет удалена. 

Для лучшего понимания процессов, происходящих как в живых, так и в неживых системах, мы должны детально изучить понятие информации. Профессор информатики из Дортмунда кратко сформулировал основную теорему, с которой мы могли бы согласиться:

«Всякий, кто может определить источник информации, имеет ключ к пониманию этого мира».² 

Другая формулировка звучит так:

«Тот, кто может дать отчет о происхождении информации, держит в своих руках ключ к истолкованию этого мира».

Книга американского физика Ричарда П. Фейнмана «Характер физического закона» может считаться классикой в области физики. Из ее предисловия цитируется следующее: 

«Век, в котором мы живем, — это век, в котором мы открываем основные законы природы, и этот день никогда больше не наступит». 

В области физики большинство законов были открыты и сформулированы с тех пор. Однако что касается фундаментальной количественной информации, мы все еще находимся прямо в процессе открытия. С целью оценки объема и смысла разработанных теорем в следующей статье рассматриваются некоторые фундаментальные свойства законов природы.