utorok, 31. januára 2012

Evolúcia a teória informácie


Počul som mnoho kritikov evolúcie tvrdiť, že pre všetko na čo máme dôkazy je len tzv. mikroevolúcia a táto by mala znamenať len znižovanie genetickej informácie oproti jej zvyšovaniu. Tak napríklad existoval pôvodný "druh" medveďa, ktorý - vďaka mutáciám, geografickému oddeleniu a odlišným tlakom prostredia ktorým tieto rozličné populácie tohto druhu čelili - sa v dnešnom svete rozvinul na rozličné druhy medveďov ako sú grizzly, kodiak, polárny medveď. Inými slovami keď sa rôzne skupiny medveďov vzájomne izolovali a tak získali menšiu genetickú výbavu s ktorou mohli žiť, boli tým vyjadrené určité rysy ktoré by sa neprejavili pri väčšej skupine - ako je nedostatok pigmentu na kožušine polárneho medveďa alebo nedostatok určitých génov ktoré umožnili aby ich laby ostali podvyvinutými, ale lepšími pre plávanie.
Považujem za ironické, že toto tvrdenie sa teší priazni prívržencov mladej zeme, keďže je to známa paradigma darwinovskej evolúcie nazvaná alopatická speciácia. To čo títo kritici evolúcie tvrdia je že táto speciácia sa výlučne aplikuje na úroveň rodiny alebo rádu a keďže dovoľuje výlučne iba stratu informácie nie jej zisk, to demonštruje, že inteligentný činiteľ priamo stvoril pôvodné druhy s celou výbavou genetických odchýlok zvláštnych rodov a druhov už na mieste ale ešte neprejavených.
Keďže však všetko pôvode a význame týchto genetických informácii závisí od znalosti aspoň základov teórie informácie, poďme sa pozrieť či sa tento rozpor nevyjasní. Podľa knihy Informácia a pôvod života - Information and the Origin of Life  profesora Bernda-Olafa Küppersa je takýto pohľad na genetické informácie veľkým nepochopením samotných definícií informácie v rámci tejto veľmi dôležitej matematickej disciplíny. Tvrdiť, že tieto scenáre znamenajú stratu informácie je teda nezmyslom. Informácia je, podľa definície, vyjadrením. Ak nie je vyjadrená, nie je to informácia; je to potenciálna informácia (alebo technicky "syntaktická" resp. "Shannonova" informácia). Napríklad reťazec pozostávajúci zo 100 znakov zlátaniny môže mať väčšiu potenciálnu informáciu než reťazec 30 znakov, ktoré tvoria súvislú vetu keďže prvý reťazec obsahuje viac znakov ku ktorým môžeme pripísať nejaký význam. Ale v rámci faktov reťazec 100 znakov zlátaniny nenesie doposiaľ žiadnu informáciu pretože je to nezmyselná zmeť, zatiaľčo reťazec 30 znakov ktorý tvorí súvislú vetu prenáša skutočnú informáciu. Teda ak bezvýznamný reťazec 100 znakov prevedieme na významový reťazec 30 znakov tým že z neho vylúčime 70 znakov, toto bude znamenať vzrast informácie.
Poďme si to ilustrovať na príklade. Ak máme reťazec znakov:
nbdltvewab( sopkhlt&u jsg* pxfädiťsvj,mec nbsjnimv $hfsgvelvd.ecmn
a tento podstúpi mutáciu, takže iba každý tretí znak sa prejaví, táto bude mať za následok nasledovný reťazec:
dva plus päť je sedem
 A teraz podľa kritikov evolúcie - prinajmenšom tých, ktorí argumentujú tak, ako sme naznačili - prvý reťazec obsahuje viac informácie než druhý. Ale to je nesprávne. Prvý reťazec síce má viac znakov ale nemá žiadny význam a preto neprenáša žiadnu informáciu. Na druhej strane, druhý reťazec má význam a prenáša informáciu. Ak prvý reťazec sa premení na druhý, tak ako sme ilustrovali, toto bude znamenať zvýšenie informácie, keďže pochádza z postupnosti znakov ktoré sú bezvýznamu na znakovú postupnosť, ktorá ten význam má.

Potenciálne informácie sú v podstate iba stavebnými blokmi, predtým než sa v skutočnosti usporiadajú v akomkoľvek významovom poradí. Ľubovoľná kombinácia je rovnako pravdepodobná alebo nepravdepodobná ako akákoľvek iná, bez ohľadu na to či majú alebo nemajú význam. Toto neznamená "nič", keďže v konečnom dôsledku sú to skutočné postupnosti stavebných blokov, ale ich sekvencia je irelevantná. Potenciálna informácia môže "niesť" informáciu, ale sama o sebe táto informácia nie je skutočná.
Za týmto sa "schováva" sémantická informácia, v ktorej sa nachádza kód, ktorého význam je pripojený k určitým sekvenciám. Použitím jedného z našich predchádzajúcich príkladov 30 znakov tvoriacich súvislú vetu má väčšiu sémantickú informáciu než 100 znakov hatmatilky, keďže prvý niečo znamená a druhý nie. Ďalšou úrovňou je pragmatická informácia, kde informácia vyvoláva akciu. Zrejme tieto tri dimenzie informácie sú vzájomne poprepájané: pragmatická úroveň predpokladá tú sémantickú, ktorá napokon predpokladá potenciálnu. Naviac, sémantická informácia nemôže existovať sama o sebe bez vyvolania opovede a teda vždy vedie k pragmatickej úrovni. Pointou tohto všetkého je, že títo kritici dávajú rovnítko medzi potenciálnou informáciou na jednej strane a sémantickou resp. pragmatickou informáciou na druhej.
Čo však toto ilustruje je, že skutočná (tj. sémantická alebo pragmatická) informácia vždy vyžaduje kontext. Ak naša bezvýznamová sekvencia 100 znakov stratí 70 znakov a stane sa významovou, súvislou vetou, toto by malo konštituovať zvýšenie informácie. Ak genetická mutácia zabráni syntéze istého druhu proteínu ale jej celkový účinok bude pozitívny, mala by týmto utvárať zvýšenie informácie. Ak mutácia zabráni nejakému menšiemu aspektu v rámci normálneho morfologického vývoja zvieraťa, ale touto zmenou sa zviera stane omoho schopnejším prežiť v jeho partikulárnom prostredí, mohla by konštituovať zvýšenie informácie. Kontext určuje či zmena konštituuje zvýšenie alebo naopak zníženie informácie a vo vyššie zmienených kontextoch, získaný význam alebo vylepšená adaptabilita bunky alebo jednotlivého zvieraťa znamená, že zmeny v konečnom dôsledku priniesli zvýšenie informácie.

Žiadne komentáre:

Zverejnenie komentára