Так мы познакомились со структурой современной ЭВМ и можем сравнить ЭВМ с живой клеткой. Сходство оказывается поразительным.
Живую клетку можно рассматривать как состоящую по меньшей мере из трех частей. Первая часть — память, которая в клетке также имеет иерархическую структуру. Молекулы ДНК, размещенные в хромосомах, реализуют долговременную массовую память клетки. Интересно, что даже объемы совпадают довольно хорошо. Объем памяти хромосом у развитых организмов измеряется гигабайтами с тем отличием, что в биологических системах байт состоит не из восьми, а из двух двоичных символов, поскольку каждый нуклеотид представляет результат выбора из четырех возможностей.
Функции оперативной памяти выполняют молекулы иРНК. Как и в случае ЭВМ, информация здесь хранится в течение относительно небольших отрезков времени и после использования уничтожается. Передача информации между иерархическими уровнями памяти в клетке и в ЭВМ совершается одинаково.
Роль системы переработки информации в клетке выполняют рибосомы. На первый взгляд представляется, что номенклатура выполняемых операций у рибосом гораздо беднее, чем у системы переработки информации ЭВМ. По существу, в клетке выполняется одна-единственная операция, сводящаяся к тому, что очередному триплету РНК ставится в соответствие одна аминокислота. Однако подобная операция есть не что иное, как Булева операция И, выполняемая над тремя переменными (тремя составляющими триплета). Добавьте к тому же обязательно выполняемые правила комплементарности, и станет ясно, что выполняется не только операция И, но и операция отрицания (при желании аденин можно считать отрицанием тимина, а гуанин отрицанием цитозина и наоборот). Какой вывод?
Операции, выполняемые на рибосомах, обладают функциональной полнотой. Комбинируя их (а именно это и делается при репликации РНК и синтезе белков), можно осуществить любой процесс переработки информации. Так же, как в ЭВМ, в клетке каждая операция выполняется на основании команды. Функции команд берут на себя ферменты. Наконец, следует отметить явное сходство между транспортными РНК и ПЗУ в ЭВМ, обеспечивающими переход от команд к микрокомандам. Последовательность команд в клетке задается перемещением вдоль РНК. В биологии имеется такой термин — трансляция. Это комплекс операций, состоящий в актах перемещения вдоль РНК, сопровождающихся транспортировкой и подсоединением очередной аминокислоты к уже построенному полипептиду. Аналогичный термин принят и в вычислительной технике.
Что выполняет в живой клетке функции интерфейса? Рассматривая операции по синтезу полипептидов на молекулах РНК, мы не уделили внимания обмену информацией между клеткой и внешней средой. Такой обмен не только существует, но и поражает своим разнообразием. Как правило, обмен информацией совмещается с обменом химическими веществами и в общем случае известен под названием метаболизма.
Основную роль в реализации метаболизма играют клеточные оболочки — мембраны. Однако известно много случаев, когда связь клетки с внешней средой сводится к чисто информационному обмену. Это, во-первых, нервные клетки.
Кроме того, приведем в качестве примера иммунный механизм живых организмов. Как он действует? Когда в организм попадают посторонние белки, иммунная система вырабатывает антитела. Антитела обладают поразительной способностью распознавать данный белок в любой сколь угодно сложной смеси.
Три объекта: живая клетка, промышленное предприятие и ЭВМ. Какой вывод напрашивается из их сравнения? В функционировании этих объектов много общего. Во всех случаях имеется некий генеральный план, описывающий структуру объекта и его назначение. Этот план, как правило, сам не участвует в отдельных технологических процессах и хранится в условиях, обеспечивающих его защиту от воздействия внешней среды.
Деятельность каждого из объектов регламентируется специальными указаниями, или командами. В каждом случае команда содержит описание объекта, над которым должна выполняться операция, и последовательность действий, составляющих эту операцию. В каждом из трех случаев деятельность объекта совершается в условиях активного обмена с внешней средой, или метаболизма.
Стоит ли повторять, что в основе деятельности всех объектов лежит информация, или, как сейчас говорят, информационная база? Мы выстроили описание предшествующих примеров так, чтобы сущность и роль информации выступали достаточно выпукло.
Теперь о различиях. Продукцией промышленного предприятия является вещество или энергия. Конечно, выработка вещества сопровождается выработкой информации. Чем более организовано вещество, тем больше информации оно содержит. Представьте себе завод, вырабатывающий удобрения. Сопровождающая продукцию такого завода информация сводится к химическому составу продукта. Обычно это обстоятельство игнорируется, но оно сразу дает о себе знать, когда по тем или иным причинам химический состав продукции отличается от требуемого. Другую крайность представляет собой промышленное предприятие, выпускающее сложные приборы, где доля информации в выпускаемой продукции относительно велика. Отклонение информационного содержания от некоторого стандарта сказывается не только в том, что прибор плохо работает или не работает вообще, но и в том, что срок его службы оказывается меньше гарантированного. И еще одно интересное замечание. На любом предприятии функции отдела технического контроля, или, сокращенно, ОТК, а в современных условиях также и госприемки сводятся в основном к проверке именно информационного содержания продукции.