В статье изложен концептуальный подход в обоснованию фактора дуальности представления информации и несущих ее сигналов в биосистемах. Целью работы является исследование соотношения между дискретными и непрерывными биоинформационными сигналами, обеспечивающими все аспекты жизнедеятельности биосистемы, и строгое физико-математическое и биофизическое доказательство сформулированной в статье обобщенной теоремы Котельникова для биосистем. Данный материал является принципиально важным в контексте разработки информационной биофизической модели. Поставленная цель реализуется решением следующих задач. Показано, что структурированный живой организм есть сложная, упорядоченная в своей иерархии функциональная система, информационный обмен в которой осуществляется совокупностью дискретных и непрерывных (аналоговых) сигналов различной физической природы: от позиционных и электрохимических до магнитных и электромагнитных. Выполнен их анализ, сформулирована теорема о двойственности представления информации в биосистемах. С использованием физико-математического аппарата интегральных уравнений, интеграла Лебега, преобразований Фурье и Гильберта и пр. сформулирована и доказана базовая обобщенная теорема Котельникова - Яшина, утверждающая, что в биосистеме информационносодержащий сигнал обладает качеством дуализма, в котором сочетается квантовая потенциальность волновой функции и дискретность коллапсирования. Статья содержит полезное приложение.
биосистема, биоинформация, морфогенез, дискретный сигнал, непрерывный сигнал, теорема Котельникова
Дискретные и непрерывные биоинформационные сигналы. Структурированный живой организм есть сложная функциональная система, строго упорядоченная в своей иерархии. Для поддержания жизнедеятельности такой системы необходима сложная по своей структуре, резервированная информационная связь. Более того, как утверждает Г. Хакен, в биосистеме «ничто не происходит без кооперации отдельных ее частей на высоком уровне». Поэтому, с синергетической точки зрения, роль биоинформационного обмена заключается в своего рода в управлении и контроле за преобразованием энергии на биомолекулярном уровне и проявлением ее действия на макроскопическом уровне, то есть уровне органа, системы, организма в целом [1].
С точки зрения морфогенеза живого фундаментальную роль играет «позиционная информация» (ПИ). Именно эта информация, эволюционно заложенная в биоткани, управляет клеткой, в частности, инициирует ее дифференци-ровку (Diff). То есть здесь процесс идет согласно диаграмме передачу информации в этой цепочке можно рассматривать как «длинные волны», а сам процесс осуществляется в течение жизненного цикла организма.
1. Хакен, Г. Синергетика: Иерархия неустойчивостей в самоорганизующихся системах и устройствах: Пер. с анг. / Г. Хакен.- М: Мир, 1985.
2. Нефедов, Е.И. Взаимодействие физических полей с живым веществом. Под ред. А.А.Хадарцева / Е.И. Нефедов, А.А. Протопопов, А.Н. Семенцов, А.А. Яши- Тула: Изд-во Тульск. гос. ун-та, 1996.
3. Нефедов, Е.И. Электромагнитная основа в концепции единого информационного поля ноосферы. Философские исследования / Е.И. Нефедов, А.А. Яшин// Журнал Московского философского фонда- 1997- №1.-С. 5-74.
4. Яшин, А.А. Информационный обмен в живой и неживой природе и информационная виртуальная реальность /А.А. Яшин// Биомедицинская радиоэлектроника - 2000.-№12.-С. 46-57.
5. Яшин, А.А. Феноменология ноосферы: Заключительные главы - прогностика / А.А. Яшин- Москва - Тверь - Тула: Изд-во «Триада», 2012.
6. Яшин, А.А. Информационная виртуальная реальность / А.А. Яшин.- Тула: Изд-во «Тульский полиграфист», 2003.
7. Яшин, А.А. Феноменология ноосферы: Предтеча ноосферы. Ч. 2: Мышление и виртуальная реальность / А.А. Яшин.- М.: Изд-во ЛКИ/URSS, 2010.
8. Яшин, А.А. Проектирование многофункциональных объемных интегральных модулей СВЧ- и КВЧ-диапазонов / А.А. Яшин, В.В. Кандлин, Л.Н. Плотникова- М.: НТЦ «Ин-формтехника», 1992.
9. Гад, А.Я. Биофизика полей и излучений и биоинформатика. Ч. IV: Биоаналогии в технике и технологиях: Создание систем сверхбыстрой обработки информации / А.Я. Гад, А.Н. Крючков, А.А. Яшин- Тула: Изд-во Тульск. гос. ун-та, 2000.
10. Кадомцев, Б.В. Динамика и информация. 2-е изд. / Б.В. Кадомцев- М.: Редакция журнала «Успехи физических наук», 1999.
11. Ситько, СП. Введение в квантовую медицину / СП. Ситько, Л.Н. Мкртчян.- Киев: «ПАТТЕРН», 1994.
12. Яшин, А.А. Информационно-полевая самоорганизация биосистем / А.А. Яшин / Вестник новых медицинских технологий.- 2000.- Т. 7.- №1.- С.30-8.
13. Котельников, В.А. Теория потенциальной помехоустойчивости /В.А. Котельников-М.: Радио и связь, 1998.
14. Маршл, С.Л. Цифровой спектральный анализ и его приложения / С.Л. Маршл.- М.: Мир, 1990.
15. Вайнштейн. Л.А. Разделение частот в теории колебаний и вон / Л.А. Вайнштейн, Д.Е. Вакман- М.: Наука, 1983.
16. Верлань, А.Ф. Интегральные уравнения: Методы. Алгоритмы. Программы (Справочное пособие) / А.Ф. Верлань, B.C. Сизиков- Киев: Наукова думка, 1986.
17. Розен, Р. Принцип оптимальности в биологии / Р. Розен.- М.: Мир, 1969.
18. Веселовский, В.Н. Введение в информационную теорию вирусов / В.Н. Веселовский, А.А. Яшин - Тула: Изд-во «Тульский полиграфист», 2000.
19. Overman, К.С A novel view of Fourier analysis / K.C. Overman, D.E. Mix // Proceedings of the IEEE.- 1981.-T. 69.-№10.-P. 1372-3.
