Закон Шеннона - Хартли и предел внутренней упорядоченности биологических систем

Автор: Пузаченко Андрей Юрьевич

Рубрика: Материалы конференции 9 октября 2020 г.

Статья в выпуске: 3 (37), 2020 года.

Бесплатный доступ

Биологические системы относятся к особому классу физических систем, которые характеризуются способностью одновременно и к самоорганизации, и к эволюции. Любые взаимодействия материальных систем сопровождаются синтезом - передачей - приемом информации. Закон Шеннона - Хартли ограничивает пропускную способность информационного канала. Вслед за У. Р. Эшби мы связываем саморегуляцию/самоорганизацию с ограничениями пропускной способности системного регулятора. Предполагается, что пропускная способность регулятора может быть косвенно определена на основе величины избыточности Шеннона (= мера организованности, R). Теоретическая величина R для точки перегиба графика пропускной способности составляет около 0.31. Предполагается, что самоорганизация сопровождается ростом упорядоченности. Эта гипотеза была проверена на примерах сильной внутренней организации (черепа и метаподиальные кости млекопитающих). Показано, что регулятор не обеспечивает жесткого контроля размеров/формы черепа и костей посткрания, но поддерживает неожиданно высокое разнообразие этих морфологических систем (R

Еще

Закон шеннона - хартли, самоорганизация, биологические системы

Короткий адрес: https://sciup.org/147231302

IDR: 147231302

Список литературы Закон Шеннона - Хартли и предел внутренней упорядоченности биологических систем

Бир С. Кибернетика и управление производством . М.: Физматгиз, 1963. 275 с.
Бриллюэн Л. Наука и теория информации . М.: Гос. изд-во физико-математической лит-ры, 1960. 392 с.
Винер Н. Кибернетика, или управление и связь в животном и машине . 2-е изд. М.: Наука, 1983. 344 с.
Зотин А. И., Зотин А. А. Направление, скорость и механизмы прогрессивной эволюции: Термодинамические основы . М.: Наука, 1999. 317 с.
Майнцер К. Сложносистемное мышление: Материя, разум, человечество. Новый синтез . М.: Книжный дом «ЛИБРОКОМ», 2009. 464 с.
Пузаченко А. Ю. Внутрипопуляционная изменчивость черепа обыкновенного слепыша Spalax microphthalmus (Spalacidae, Rodentia). 1. Методика анализа данных, невозрастная изменчивость самцов // Зоологический журнал. 2001. Т. 80 (3). С. 1–15.
Пузаченко А. Ю. Инварианты и динамика морфологического разнообразия (на примере черепа млекопитающих) : Дис. … д-ра биол. наук. М., 2013. 417 с.
Пузаченко А. Ю. Информационные переменные морфометрического разнообразия млекопитающих // Териофауна Россия и сопредельных территории: Материалы Междунар. совещ. (IX Съезд Териологического общества при РАН). М.: Товарищество научных изданий КМК, 2011. С. 384.
Пузаченко А. Ю. Количественные закономерности морфологического разнообразия черепа млекопитающих // Сборник трудов Зоологического музея МГУ. Т. 54 / Под ред. И. Я. Павлинова, М. В. Калякина, А. В. Сысоева. М.: Товарищество научных изданий КМК, 2016. С. 229–268.
Пузаченко А. Ю. Применение многомерного шкалирования в анализе структуры морфологической изменчивости // Систематика и филогения грызунов и зайцеобразных / Под ред. А. К. Агаджаняна, В. Н. Орлова. М.: РАСХН, 2000. С. 137–140.
Пузаченко Ю. Г. Проблемы исследования биологического разнообразия горных территорий // Млекопитающие горных территорий: Материалы Междунар. конф. М.: Товарищество научных изданий КМК, 2007. C. 256–266.
Пузаченко Ю. Г. Биологическое разнообразие в биосфере: системологический и семантический анализ // Биосфера. 2009. Т. 1 (1). С. 025–038.
Пузаченко Ю. Г. Биологическое разнообразие, устойчивость и функционирование // Проблемы устойчивости биологических систем. М.: ИЭМЭЖ АН СССР, 1982. С. 5–32.
Пузаченко Ю. Г. Глобальное биологическое разнообразие и его пространственно-временная изменчивость // Современные глобальные изменения природной среды. Т. 2. М.: Научный мир, 2006. С. 306–377.
Пузаченко Ю. Г. Общие метологические вопросы информации // Экоинформатика. Теория. Практика. Методы и системы / Под ред. акад. В. Е. Соколова. СПб.: Гидрометеоиздат, 1992. С. 7–84.
Пузаченко Ю. Г. Принципы анализа информации // Статистические методы исследования геосистем. Владивосток, 1976. С. 38–46.
Пузаченко Ю. Г. Ранговые распределения в экологии и неэкстенсивная статистическая механика // Сборник трудов Зоологического музея МГУ. Т. 54 / Под ред. И. Я. Павлинова, М. В. Калякина, А. В. Сысоева. М.: Товарищество научных изданий КМК, 2016. С. 42–71.
Хакен Г. Информация и самоорганизация: Макроскопический подход к сложным явлениям . М.: Мир, 1991. 240 с.
Abramov A. V., Puzachenko A. Y. Species Co-Existence and Morphological Divergence in West Siberian Mustelids (Carnivora, Mustelidae) // Mammal Study. 2012. Vol. 37 (3). P. 255–259.
Ashby W. R. Principles of the self-organizing system // Principles of Self-organization: Transactions of the University of Illinois Symposium / Eds. H. Von Foerster, G. W. Zopf. London: Pergamon Press, 1962. P. 255–278.
Ashby W. R. An introduction to cybernetics. London: Chapman & Hall, 1956. 295 p.
Ashby W. R. Requisite variety and its implications for the control of complex systems // Cybernetica. 1958. Vol. 1 (2). P. 83–99.
Ashby W. R. Principles of the self-organizing dynamic system // Journal of General Psychology. 1947. Vol. 37. P. 125–128.
Atlan H. Sources of Information in Biological Systems // IFAC Proceedings Volumes. 1977. Vol. 10 (12). P. 177–184.
Collier J. Information in Biological Systems // Handbook of Philosophy of Science. Vol. 8: Philosophy of Information. Amsterdam: Elsevier, 2008. P. 763–787.
Conant R. C., Ashby R. W. Every good regulator of a system must be a model of that system // International Journal of Systems Science. 1970. Vol. 1 (2). P. 89–97.
Foerster H. von. On Self-Organizing Systems and Their Environments // Self-Organizing System. 1960. Vol. 50. P. 31–50.
Hartley R. V. L. Transmission of Information // Bell System Technical Journal. 1928. Vol. 7 (3). P. 535–563.
Hawking S. The Theory of Everything: The Origin and Fate of the Universe. California, Beverly Hills: New Millenium Press, 2002. 176 p.
Mayr E. What evolution is. NY: Basic Books, 2001. 318 p.
McCowan B., Hanser S. F., Doyle L. R. Using information theory to assess the diversity, complexity, and development of communicative repertoires // Journal of Comparative Psychology. 2002. Vol. 116 (2). P. 166–172.
Nyquist H. Certain Factors Affecting Telegraph Speed // Bell System Technical Journal. 1924. Vol. 3 (2). P. 324–346.
Nyquist H. Certain Topics in Telegraph Transmission Theory // Transactions of the American Institute of Electrical Engineers. 1928. Vol. 47 (2). P. 617–644.
Puzachenko A. Y., Korablev N. P. Morphological diversity in the postnatal skull development in representatives of two families of rodents (Spalacidae, Castoridae, Rodentia) // Russian Journal of Developmental Biology. 2014. Vol. 45 (3). P. 149–162.
Puzachenko A. Y., Markova A. K. Using multidimensional analysis and information functions for macro description of European natural complexes in the second part of the Late Pleistocene and the Holocene // Doklady Earth Sciences. 2011. Vol. 437 (1). P. 380–382.
Puzachenko J. G. Information and information flows in the biosphere // Encyclopedia of Ecology / Eds. S. E. Jørgensen, B. D. Fath. Oxford: Elsevier, 2008. P. 108–110.
Schneider T. D. Evolution of biological information // Nucleic Acids Research. 2000. Vol. 28 (14). P. 2794–2799.
Schrödinger E. What is Life? The Physical Aspect of the Living Cell. N. Y.: Cambridge University Press, 2012. P. 1–90.
Shannon C. E. A Mathematical Theory of Communication // Bell System Technical Journal. 1948. Vol. 27. P. 379–423, 623–656.
Shannon C. E. Communication in the Presence of Noise // Proceedings of the IRE. 1949. Vol. 37 (1). P. 10–21.
Shannon C. E., Weaver W. The mathematical theory of communication. Urbana, IL: University of Illinois Press, 1949. 35 p.
Tkačik G., Bialek W. Information Processing in Living Systems // Annual Review of Condensed Matter Physics. 2016. Vol. 7 (1). P. 89–117.

Еще

Статья научная