…ложения автора с участием ученых г.г. Москвы и Санкт-Петербурга в области биологии, информатики и медицины и сообщает заключение по этой работе.

Если автор считает, что это научная статья, то было бы естественно направить ее в научный журнал. Если это философское эссе, то, опять же, существуют стандартные способы публикации таких работ. В любом случае, предлагаемая работа не содержит каких-либо предложений по дальнейшим исследованиям. И потому не является проектом и не может быть рассмотрена в рамках стандартного регламента рассмотрения проектов. Поэтому эксперты исходят из принципов рассмотрения научных статей (поскольку эссе, будучи произведением свободного жанра, в принципе не подлежат научному рецензированию).

В качестве научной статьи предложенная работа не содержит новых научных подходов. В ней отсутствуют какие-либо новые данные или соображения, способствующие прояснению задач, стоящих перед современной биологией. Сами решаемые задачи не сформулированы. Отсутствует сравнение с другими существующими теориями или определениями. Сформулированные определения и развиваемые теории не опираются ни на какой фактический материал. Отсутствует обсуждение, в частности, не сказано, каким образом, хотя бы в мысленном эксперименте, можно было бы проверить формулируемые утверждения. Следует отметить также, что те из высказанных соображений, которые при доброжелательном отношении можно считать разумными, не новы.

Частные замечания.

В работе отсутствует четкое определение ключевого понятия «генетического объекта». Оно заменено перечислением в первом абзаце, в дальнейшем это перечисление пополняется другими объектами. Однако, каков критерий, так и не сказано. В каком смысле рибосомы являются генетическими объектами? – действительно, они участвуют в процессе реализации генетической информации, однако являются лишь механическими приспособлениями» для этой реализации, но никак не думающим объектом. Если же трактовать термин «генетические объекты» расширительно, то к ним придется отнести решительно все ферменты (от ДНК- и РНК-полимераз до метаболических ферментов), ферментативные комплексы, клеточные органеллы – при этом определение становится безразмерным.

Употребление формулы Шеннона в простейшем варианте для оценки информационного содержания белка неправильно: как минимум, следует учесть неравномерность аминокислотного состава природных белков, а также статистические закономерности более высокого порядка. Неясна связь этой формулы с определением на стр. 10 «Информация – это мера определенности, которую генетические объекты вносят во взаимодействия». Следует отметить, что, во-первых, этому вопросу посвящена обширная литература, а во-вторых, сам Клод Шеннон предостерегал от необоснованного распространения понятий теории информации на другие области науки (статья «Бандвагон» в сборнике «Труды по теории информации», М. Изд-во иностранной литературы, 1963, стр. 667-668).

Определение «живой материи» на стр. 2 тавтологично. С одной стороны, «живая материя» определяется как такая, в основе которой «взаимодействие происходит под контролем генетических объектов», с другой – генетические объекты определяются как контролирующие «воспроизводство генетических живых объектов» (стр. 1) и «обязательные для любого живого объекта» (стр. 5). В качестве примера более аккуратного подхода к той же проблеме можно рекомендовать книгу Э. Шредингера «Что такое жизнь с точки зрения физики?» (М., Гос. изд. иностр. лит. 1947; есть и более поздние издания с немного другими названиями: М., «Атомиздат», 1972; Ижевск, «Регулярная и хаотическая динамика», 1999).

Утверждение на стр. 4 о том, что «осуществление определенного взаимодействия из ряда вероятных исходов всегда происходит под воздействием другого объекта (генетического объекта) или взаимодействия» неверное: при этом из рассмотрения исключаются регуляторные взаимодействия, зависящие от изменения условий (например, температуры) и связывания малых молекул (лигандов), спонтанные структурные перестройки в белках и нуклеиновых кислотах и т.п.

Утверждение на той же странице о том, что «величина информации отлична от нуля для живых объектов» также неверно, если исходить из определения информации, данного автором формулой на стр. 1. Энтропия не равна нулю для очень многих систем, о чем известно из курса термодинамики.

На стр. 6 говорится, что «живые объекты эволюционируют в сторону появления генетических объектов, которые вносят большую определенность в процессы получения материальных ресурсов», однако не сказано, каким образом можно оценить эту определенность: таким образом, это важное (выделенное автором жирным шрифтом) положение в принципе невозможно проверить.

На той же странице сказано, что «сначала шла эволюция живых объектов, которые не обладали способностью самовоспроизводства», что противоречит современным представлениям о том, что (биологическая) эволюция начинается только после появления самовоспроизводящихся объектов (репликаторов) (см., например, книгу Ричарда Докинза «Эгоистичный ген», М., «Мир», 1993). Если же автор использует термин «эволюция» в каком-то смысле, отличном от общепринятого. Это надо было оговорить особо.

Неясен рисунок 1. Что отложено по осям? В каких единицах? Как это можно измерить?

На странице 7 среди списка управляющих систем отсутствует иммунная.

На той же странице вся мотивировка графика, приведенного на рисунке 2, сводится к трем словам: «Нетрудно установить, что…» Этого явно недостаточно.

На странице 8 упоминается «эмоциональная (гормональная) оценка». Таким образом, автор сводит всю крайне сложную сферу эмоций к гормональным эффектам, что противоречит данным современной экспериментальной психологии и нейрофизиологии. Кроме того, даже если говорить о чисто химической природе эмоций, она зависит не столько от гормонов, сколько от нейромедиаторов.

Из сказано выше следует, что представленная работа не содержит каких-либо новых данных, способствующих решению проблем, стоящих перед современной эволюционной биологией.

 

Директор центра экспертизы

в сфере науки и инноваций. Ю.С. Севастьянов

 

Анализ автором замечаний, изложенных в Заключении государственной экспертизы.

Замечания, имеющие какое-либо обоснование, содержатся в разделе «Частные замечания».

1. В начале этого раздела Заключения говорится: «В работе отсутствует четкое определение ключевого понятия «генетического объекта».

На стр. 1 моей работы написано: «к существенным свойствам живых систем относится наличие генетических объектов, которые контролируют воспроизводство живых объектов». Здесь зафиксировано фундаментальное, существенное свойство генетических объектов. Далее в работе перечисляются примеры таких объектов: «К генетическим объектам относятся молекулы ДНК, РНК, комплексы рибосом» и написана фраза, которая указывает общее существенное свойство генетических объектов: «и другие материальные объекты, которые участвуют в процессе контроля воспроизводства живых объектов».

Далее, в определении живого объекта конкретизируются свойства генетических объектов: «живой объект - это объект, который содержит набор генетических объектов, обладающий свойством при определенных физико-химических условиях контролировать процесс воспроизводства из потребляемой материи объекта, подобного исходному живому объекту и имеющего подобный набор генетических объектов».

Далее следует еще одно конкретное пояснение свойств генетических объектов: «Действие генетических объектов сводится к тому, что в случаях возможного соединения разного набора молекул генетические объекты, благодаря своим физико-химическим свойствам, определяют процесс взаимодействия конкретных молекул».

На стр. 3 дается ссылка на утверждение авторов «Молекулярной биологии клетки»: «В работе «Молекулярная биология клетки» Б. Албертса и других авторов [5] говорится о том, что нейронные структуры мозга выполняют функции, характерные для генетических объектов, так как они определяют характер взаимодействий живого объекта с другими объектами».

Далее в моей статье утверждается, что к генетическим объектам следует относить все объекты, которые участвуют в процессе воспроизводства человека, общественных систем, т. е. всей биосферы человека, являющейся средой жизни и воспроизводства общества.

Таким образом, в статье есть и определение понятия «генетические объекты» и описание их свойств и видов. Поэтому отрицательное замечание экспертов по этому поводу – ошибочно и не соответствует действительности.

По этому пункту в Заключении есть утверждение сомнительного характера: «действительно, они (рибосомы – А. В.) участвуют в процессе реализации генетической информации, однако являются лишь «механическим приспособлением» для этой реализации, но никак не думающим объектом». С каких пор в живых клетках появились «думающие объекты» и что авторы экспертизы понимают под «генетической информацией»? В клетках нет никакой информации, в них есть различные молекулы и молекулярные комплексы, без которых невозможен процесс воспроизводства новых клеток.

Авторы Заключения против расширения понятия о генетических объектах на все объекты, участвующие в воспроизводстве живых объектов. Но это расширенное понимание неизбежно, потому что из одного набора ДНК невозможно получить живое существо. Даже процесс деления простейшей клетки требует взаимодействия сложного комплекса молекул.

2. В Заключении на стр. 2 говорится: «Употребление формулы Шеннона в простейшем варианте для оценки информационного содержания белка неправильно: как минимум, следует учесть неравномерность аминокислотного состава природных белков…». Это правильно, потому что формула Шеннона в простом варианте справедлива для взаимодействий, имеющий равновероятный характер возможных исходов. Такие взаимодействия встречаются в системах связи, в системах обработки сигналов. Но с допустимой погрешностью использование формулы Шеннона допустимо и для приблизительной оценки «информационной емкости» процесса синтеза белков, хотя бы для выяснения физического смысла явления информации. Поэтому неточность формулы Шеннона для каких-то ситуаций не означает несостоятельность приведенного в статье определения информации.

Авторам экспертизы «неясна связь этой формулы (Шеннона – А. В.) с определением на стр. 10: «Информация - это мера определенности, которую генетические объекты вносят во взаимодействия». Экспертам следовало бы заметить, что определение информации находится на стр. 2: «Информация - это мера определенности, которую живые объекты или их части вносят во взаимодействие с живыми объектами, их частями и с другими материальными объектами в процессе воспроизводства живых объектов». А на стр. 10 приводится только усеченное определение, т. к. на стр.10 обсуждается другая тема, для которой указывается только часть существенных свойств информации. Экспертам следовало бы быть более внимательными и корректными.

Связь формулы Шеннона и определения очевидна. В рамках взаимодействий с равновероятными исходами и приравненных к ним формула Шеннона дает оценку информационной определенности, которую генетические объекты вносят во взаимодействия в процессе воспроизводства живого объекта. Кроме того, анализ формулы Шеннона «в простом и сложном варианте» показывает, что информация не является ни материей, ни энергией, о чем свидетельствует Н. Винер в своей известной книге «Кибернетика» (Издание 1968 г.). Эксперты отмечают, что проблеме определения явления информации посвящено много работ и что К. Шеннон «предостерегал от необоснованного распространения понятий теории информации на другие области науки… в статье «Бандвагон». Этому совету и следует мое определение информации, поскольку оно ограничивает явление информации рамками живой природы. В отличие от этого некоторые ученые ошибочно считают информацию всеобщим свойством материи.

Вывод по этому пункту Замечаний. Приведенные в Заключении замечания не опровергают определение информации, приведенное на стр. 2 статьи.

3. В Заключении далее говорится: «Определение «живой материи» на стр. 2 тавтологично. С одной стороны, «живая материя» определяется как такая, в которой «взаимодействие происходит под контролем генетических объектов», с другой – генетические объекты определяются как контролирующие «воспроизводство генетических живых объектов» (стр. 1) и обязательные для любого живого объекта» (стр. 5)».

На стр. 2 нет определения «живой материи». Такого определения нет в статье вообще. В статье есть определение живого объекта (стр. 1) и определение жизни (стр. 5). В статье нет фразы «воспроизводство генетических живых объектов». Это плод фантазии экспертов.

Вместе с тем интересно приведенное экспертами слово «тавтологично». Слово «тавтология» в буквальном переводе означает «повторение того же самого другими словами». Действительно, существенным признаком живых объектов является «тавтологичность», поскольку каждый живой объект должен воспроизвести себе подобный объект. Это свойство «тавтологичности» отмечено в определении жизни на стр. 5.

Далее в Заключении сказано: «В качестве примера более аккуратного подхода к той же проблеме (определения жизни – А. В.) можно рекомендовать книгу Э. Шредингера « Что такое жизнь с точки зрения физики?»

Шредингер так определил жизнь с точки зрения физики: "Жизнь - это упорядоченное и закономерное поведение материи, основанное не только на одной тенденции переходить от упорядоченности к неупорядоченности, но и частично на существовании упорядоченности, которая поддерживается все время "(Издание 1976 г., с. 71). Это определение не самое выдающееся из ряда неудовлетворительных определений разных авторов. И в серьезной научной литературе на эту тему используется лишь в качестве демонстрации разнообразия определений жизни. Экспертам в качестве положительных примеров следовало бы лучше обратиться к определению Ч. Дарвина.

Вывод по этому пункту Замечаний. Экспертам не удалось выявить недостатки определения жизни. Неизвестно, откуда они взяли «определение живой материи», которого нет в статье. Эксперты приводят фразу о «воспроизводстве генетических живых объектов», которой нет в статье. Предложение экспертов обратиться к определению жизни Шредингера демонстрирует незнание экспертами книги этого автора.

4. В Заключении имеется следующее замечание: «Утверждение на стр. 4 о том, что «осуществление определенного взаимодействия из ряда вероятных исходов всегда происходит под воздействием другого объекта (генетического объекта) или взаимодействия» неверно: при этом из рассмотрения исключаются регуляторные взаимодействия, зависящие от изменения условий… спонтанные структурные перестройки… и т. п.» Правильно, среди взаимодействий, которые обеспечивают жизнедеятельность живых объектов, есть взаимодействия разных типов, в том числе и взаимодействия, чья информационная емкость равна нулю. Например, процесс изменения свойств белков при термической обработке пищи. Вариантов изменения состояния таких белков нет, т. е. информационная емкость этого взаимодействия равна нулю. Но сам процесс получения объекта питания, процесс приготовления пищи имеет очень высокую информационную емкость, которая обеспечивается нейронными структурами мозга и исполнительными системами. Вывод. Процитированная экспертами фраза верна.

5. В Заключении написано далее: «Утверждение на той же странице (стр. 4 – А. В.) о том, что «величина информации отлична от нуля только для живых объектов» также неверно, если исходить из определения информации, данного автором на стр. 1. Энтропия не равна нулю для очень многих систем, о чем известно из курса термодинамики).

Здесь эксперты не следуют советам рекомендованной ими статьи Шеннона «Бандвагон» четко определять границы применения того или иного понятия, чтобы избежать ошибок.

Энтропия в термодинамике характеризует количество состояний, в которых система может находиться. А информация для живых систем, например, в процессе синтеза белка показывает, какая определенность должна быть внесена во взаимодействия, чтобы живой объект существовал. При других возможных исходах живая система существовать в принципе не может, поскольку получится молекула белка с другими свойствами.

Вывод. Данное замечание экспертов ошибочно.

6. Далее в Заключении сказано: «На стр. 6 говорится, что «живые объекты эволюционируют в сторону появления генетических объектов, которые вносят большую определенность в процессы получения материальных ресурсов», однако не сказано, каким образом можно оценить эту определенность: таким образов, это важное (выделенное автором жирным шрифтом) положение в принципе невозможно проверить».

Таких способов достаточно. Самый простой: измерить и сравнить объемы занимаемые самым маленьким живым существом и, например, слоном и их массы. Другой способ приводится в книге Вацлава Крейчи «Мир глазами современной физики» (Изд. «Мир», М., 1984) на стр. 274. «А теперь попытаемся (хотя бы очень грубо) оценить величину генетической информации, необходимой для того, чтобы из 15 перечисленных выше видов атомов мог сформироваться наименьший по размерам (из известных) организм, способный к самостоятельной жизни. Такой организм занимает объем по меньшей мере 10-19 м3 … а средний объем, занимаемый одним атомом, можно принять равным 10-29 м3. Тогда рассматриваемый объем 10-20 м3 можно представить разделенным на 10-20 / 10-29 = 10-9 клеточек, каждая из которых либо содержит атом, либо остается пустой. Если вероятность всех 16 возможностей одинакова, то для «заселения» каждой клеточки потребовалось бы 4 бита информации, а для построения всего организме – гигантское число 4*109 (4 млрд.) бит».

Вывод по замечанию. Эксперты, видимо, либо не являются специалистами данного раздела теоретической биологии, либо халатно отнеслись к процедуре научной экспертизы.

7. В Заключении говорится далее: «На той же странице (стр. 6 – А. В.) сказано, что «сначала шла эволюция живых объектов, которые не обладали способностью самовоспроизводства», что противоречит современным представлениям о том, что (биологическая) эволюция начинается только с появления самовоспроизводящихся объектов».

Эксперты исказили в очередной раз текст статьи. На самом деле на стр. 6 написано следующее: «На рисунке видно, что сначала шла эволюция молекулярных комплексов, которые не обладали способностью самовоспроизводства. Первыми живыми объектами стали простейшие молекулярные комплексы, которые обладали свойством определять синтез подобных себе молекулярных структур».

Вывод по замечанию. Эксперты нашли ошибку, которой не существует в тексте.

8. В Заключении далее написано следующее: «Неясен рисунок 2. Что отложено по осям? В каких единицах? Как это можно измерить?»

Эксперты не читали текст на стр. 6: «Процесс появления живых объектов и их эволюции наглядно показывает диаграмма, параметрами которой являются вероятность случайного образования живого объекта - Р случайного образования и вероятность распада живого объекта - Р распада, на рисунке 2». То же самое можно прочитать на рисунке. По оси Y отложена вероятность распада молекулярного комплекса Р распада, По оси Х отложена вероятность случайного образования молекулярного комплекса. Как известно и та, и другая вероятности изменяются от нуля до единицы, эти величины и отмечены на осях на рисунке. О методах измерения данных вероятностей уже говорилось.

Вывод по замечанию. Эксперты не читали текста статьи и обозначения на рисунке 2.

9. Далее написано в Заключении: «На странице 7 среди управляющих систем отсутствует иммунная».

На стр. 7 сказано: «В процессе эволюции появляются разные механизмы выполнения этих условий (необходимых и достаточных для существования живых объектов – А. В.)». В качестве примеров таких систем приведены нейронная и гормональная системы. В задачу статьи не входило приведение полного перечня управляющих систем.

Вывод. Замечание не имеет существенный характер.

10. Далее в Заключении сказано: «На той же странице вся мотивировка графика, приведенного на рисунке 5, сводится к трем словам: «Нетрудно установит, что…» Этого явно недостаточно».

Действительно, нетрудно установить, глядя на график рис. 5, что фактор, например, ценности питания при недостатке питания возрастает, в чем легко может убедиться любой экспериментатор после некоторого воздержания от приема пищи. После сытной еды ценность данного фактора обесценивается. А при переедании появляется тяжесть в желудке и прочие неприятности, при этом ценность фактора питания становится отрицательной. Требует ли это умозаключение каких-то особенных доказательств?

Вывод. Замечание не имеет существенный характер.

11. Далее в Заключении говорится: «На стр. 8 упоминается «эмоциональная (гормональная) оценка». Таким образом, автор сводит всю крайне сложную сферу эмоций к гормональным эффектам. Что противоречит данным современной экспериментальной психологии и нейрофизиологии. Кроме того, даже если говорить о чисто химической природе эмоций, она зависит не столько от гормонов, сколько от нейромедиаторов».

Здесь слово «гормональный» обозначает разновидность химических веществ, имеющих важное значение для управляющих систем живых существ. Разновидностей таких веществ много. Кстати, некоторые вещества присутствуют как в списках гормонов, так и в списках нейромедиаторов. Эти сходства и различия не имеют для темы статьи существенного значения.

Вывод. Замечание не имеет существенный характер.

На этом замечания, имеющие хоть какое-то обоснование, заканчиваются. Можно подвести общие итоги. Обоснованные замечания содержатся в разделе Заключения «Частные замечания». Всего таких замечаний одиннадцать. В четырех случаях замечания ошибочны и обусловлены искажением экспертами текста статьи (замечания в пунктах 1, 2, 3, 7). Ошибочные утверждения содержатся в пунктах 4, 5. Замечание, обусловленное недостатком информированности экспертов – пункт 6. Невнимательное прочтение текста – пункт 8. Замечания, имеющие несущественный характер для темы статьи – пункты 9, 10, 11.

Несколько слов о необоснованных умозаключениях, которые содержатся в преамбуле Заключения (2 и 3 абзацы) и последнем абзаце Заключения. Во втором абзаце авторы экспертизы рассуждают о том, является ли моя статья научной статьей, философским эссе или проектом. Название моей работы четко определяет, что ее содержанием являются определения информации и жизни и закон эволюции. Они же являются и предметом научной экспертизы, а совсем не жанр статьи. Экспертам должно быть известно, что до сих пор нет общепринятых формулировок по указанным темам. Думается, что решение этих проблем имеет большое значение для таких наук, как биология и информатика.

В третьем абзаце Заключения много ничем не обоснованных умозаключений о якобы существующих недостатках работы. Например: «Сформулированные определения и развиваемые теории не опираются ни на какой фактический материал. Отсутствуют обсуждения, в частности, не сказано, каким образом, хотя бы в мысленном эксперименте, можно было бы проверить формулируемые утверждения».

Определения в статье основаны на фактах существования материи, ее свойства взаимодействовать, на фактах существования известных физике четырех видов взаимодействий, на существовании генетических объектов и очевидном факте воспроизводства живых объектов. О существовании простых экспериментов и методов, подтверждающих формулировки и выводы, изложенные в статье, говорится в Приложении (пункт 6 анализа замечаний).

Ничем не обоснован вывод в последнем абзаце Заключения: «представленная работа не содержит каких-либо новых данных, способствующих решению проблем, стоящих перед современной эволюционной биологией». Такой вывод – яркое свидетельство того, что эксперты плохо владеют материалом, относящимся к теме определения явлений информации и жизни и закона эволюции. Это подтверждается тем, что в Заключении в качестве положительного примера рекомендуется книга Э. Шредингера, которая содержит определение жизни очень низкого качества.

 

Пример заключения научной экспертизы (в кратком варианте), основанного на положениях теории дефиниций и на фундаментальных представлениях науки о материальном мире и живой природе.

Общим положительным моментом предложенных определений является то, что они базируются на фундаментальных и первичных понятиях о материальном мире: понятиях о материи и четырех типах взаимодействия материи.

Из определения информации ясно следует физический смысл этого явления и его существенные признаки, который заключается в том, что информация не является ни материей, ни энергией. Информация всегда отлична от нуля при реализации определенного взаимодействия из ряда возможных исходов. Такое взаимодействие всегда происходит под воздействием другого объекта (генетического объекта). Для такого взаимодействия существенен выбор одного из возможных исходов и несущественен вид или тип взаимодействия. Информация отлична от нуля только при воспроизводстве живых объектов. Поскольку информация есть мера определенности, то точность подсчета количества информации, необходимой для воспроизводства живого объекта, зависит от точности метода вычисления информации.

Из определения жизни следует, что сущность явления жизни заключается в том, что существуют материальные объекты (генетические объекты), которые при определенных физико-химических условиях способны контролировать (определять) процесс синтеза из потребляемой материи объекта, который обладает набором объектов, обладающим таким же свойством самовоспроизводства. Все взаимодействия происходят на основе известных физике типов взаимодействий.

Главное преимущество предложенной формулировки закона эволюции заключено в том, что все возможные причины эволюции живых объектов сводится к двум типам факторов, угрожающих существованию живых объектов: дефициту материальных ресурсов и факторам, разрушающих живые объекты. По сути, в ходе эволюции происходит снижение вероятности распада живого объекта.

 

12.09.2008 г. А. В. Викорук