vak | Точная компьютерная модель искусственной бактерии

(репост)

А помните, в 2010 году была создана первая синтетическая бактерия с минималистичным геномом — Mycoplasma laboratorium JCVI-syn1.0? Оказывается с тех пор было несколько обновлений, при которых геном всё уменьшали, а бактерия оставалась способной жить и размножаться. Нынешняя версия — JCVI-syn3A, в её геноме всего 493 гена, 543 тысячи спаренных оснований, то бишь примерно 130 килобайт информации. Полностью известен точный молекулярный состав и структурное устройство этих бактерий во все фазы их стандартного жизненного цикла. Почти про все макромолекулы известны их трёхмерные структуры, про большую часть — ещё и функциональные свойства. В частности, про 401 ген из 493 известна их функция: http://synwiki.uni-goettingen.de/

Так вот, я пропустил важную новость — в январе 2022 года была создана работающая компьютерная модель всей клетки JCVI-syn3A!
https://github.com/Luthey-Schulten-Lab/Minimal_Cell

И она очень точно соответствует экспериментальным наблюдениям. То есть теперь можно утверждать, что поняты ещё и все процессы (физические и биохимические) происходящие внутри бактерии во всех фазах её стандартного жизненного цикла.

На подходе версия JCVI-syn4, где количество генов в геноме будет ещё немного уменьшено (примерно до 400 штук), и про все имеющиеся гены будет известна из функциональность.

Flat | Top-Level Comments Only

From:

euthanasepam

> в её геноме всего 493 гена, 543 тысячи спаренных оснований, то бишь примерно 130 килобайт информации

Зачем это называют информацией? Это в лучшем случае набор данных. Информацией они никогда не станут, даже если их пересчитать на биты и даже байты (что как бы совсем неуместно).

From:

spamsink

Вот именно. Информации там явно меньше. Во сколько раз обычно сжимаются геномы с помощью программ, специализирующихся на сжатии геномов?

From:

vak

Вы заблуждаетесь.

Из википедии: «Information is not knowledge itself, but the meaning that may be derived from a representation through interpretation.»

«Информация — это не само знание, а смысл, который может быть получен из представления посредством интерпретации.»

Геном это программа. Её смысл - жизнедеятельность клетки, которая может быть получена посредством «интерпретации», либо вживую в пробирке, либо моделированием на компьютере.

Мало того, геном пожалуй наиболее чистый вид информации, который можно наблюдать в природе.

From:

euthanasepam

Информация — это сведения. То знание, которое образуется из данных в голове человека. Человеческий разум как бы собирает что-нибудь осмысливаемое в кучку и затем превращает эту кучку компонентов в некий цельный смысл, становящийся предметом знания и мышления. Это и будет информация.

В геноме нет никакого смысла. В клетке нет никакого смысла. В эволюции нет смысла. В живой природе нет его. Вне нашего разума во Вселенной существуют лишь процессы без цели, смысла и прочих наших «очеловечивающих» домыслов. Информации в природе тоже не существует. Она возникает и умирает в нас в процессе осмысления нами тех или иных явлений.

From:

dijifi

Я что-то запутался. Мы рассматриваем информацию с формальной или интуитивной точки зрения? То есть соответственно — с точки зрения математики или психологии?

From:

euthanasepam

С какой вам угодно.

Выше я достаточно полно и точно написал, в обобщённом виде, что такое информация. Не в том просторечном употреблении понятия, которое бытует в медиях и почти всегда понимается людьми ошибочно, а как она есть в натуре. Информация возможна исключительно в нашем сознании, это результат осознания набора признаков чего-нибудь по заранее освоенным нами правилам (которые мы можем и не замечать, ибо привыкли к ним).

Для иллюстрации возьмём, например, видеоданные — фильм. Когда вы смотрите киношечку, то благодаря ранее приобретённому навыку конструирования по опредлённым правилам из данных, получаемых органами чувств, преимущественно зрения и слуха, в голове созидается уже не набор данных, а картинка (последовательность картинок, если быть точными) со звуковым сопровождением, содержащая в себе некоторое содержание, извините за тавтологию. А для мухи, которая сидит рядом и «смотрит» это же кино, ничего не конструируется в её скудной нервной системе. И для кошки, сидящей рядом с вами, тоже ничего не конструируется, хотя может показаться, что она всё видит и «такая умная, что всё понимает». Вы с мухой и кошкой видите примерно одно и то же, с точки зрения передачи фотонов и звуковых колебаний, но муха и кошка на самом деле ничего не видят из того целостного произведения, которое для вас является произведением.

Или ещё один пример. Египетские иероглифы, взятые сами по себе и показанные, допустим, ребёнку, не содержат в себе той информации, которую содержит надпись ими для человека, знающего египетскую письменность или язык; для ребёнка это просто картинки.

Или ещё пример. Печатные буквы в книге — это ещё не информация. Это просто наляпанная краска на бумаге. В микроскоп это хорошо видно. Для неграмотного человека они такая же белиберда. Для иностранца, для инопланетянина, для сенбернара, для птички, для мышки — для всех их это просто пёстрый орнамент на плоском. А для слепых и орнамента нету. Информацией это становится только для такого человека, который знает язык этого орнамента. Вне сознания смертного человека, ранее освоившего, познавшего этот язык, информации в напечатанном тексте нет.

Информацию можно сравнить ещё с фотографическим изображением на плёнке, которое проявляется лишь при соблюдении определённого порядка процедур. Если проявка проведена неправильно, то картинка не появится. Если человек не «проявит» внутри своего мышления некий набор полученных откуда-нибудь данных о каком-то явлении, то явление это не получит в его мышлении места, не опредметится, не начнёт существовать.

Дополню. Иногда бывает, что после проявки не появляется картинка. По каким-то причинам её там и не было. С моделями такое бывает, потому что GIGO довольно универсальный принцип. Если модель неверна, хоть и похожа на то, что призвана моделировать, то вместо информации в ней фигурирует мусор, иногда красивый. Флогистон какой-нибудь или теплород.

Edited Date: 2022-11-29 12:49 (UTC)

From:

dimorlus

Как-то очень узко. Для человека последовательность бит - просто мусор, едва отличающийся от шума. А какой-нибудь робот по этой программе делает вполне реальные вещи. Видит кошка кино на экране или не видит (когда она "ловит" предмет, изображенный на экране очень трудно предполагать, что она его не видит, а видит только свет), но реальные предметы она несомненно видит, причем воспринимают ее (ровно как и наши) рецепторы свет, несущий информацию о предметах. И видит она их всегда, и когда человек наблюдает, и когда никакого человека вообще нет. Трудно предположить, что в том свете нет никакой информации, и что она появляется только когда мы наблюдаем этот свет. Разве что считая вообще весь окружающий мир не существующим иначе, чем в моем сознании. Это неопровержимая теория, но ни к чему и не ведущая.

From:

dijifi

Спасибо, это очень интересный гносеологический аспект познания. Не со всем я согласен, например о том что познает кошка или сенбернар — это весьма спорно. Однако Вы полностью игнорируете то, что традиционно называется математической теорией информации, т.е. формализм о возможности определенных наблюдаемых состояний системы и информации как мере уменьшения этого пространства возможностей.

From:

euthanasepam

Мы для себя антропогенизируем всё живое, а зачастую и неживое («моя машинка такая хорошая»), отсюда представление о том, что кошка или сенбернар тоже умные. Однако в кошке или сенбернаре уму, подобному нашему, просто негде вместиться, там кот наплакал мозгов, кора в сравнении с нашей крайне примитивна, второй сигнальной системы вовсе нет. И там, где мы видим действие инстинктивных или рефлекторных ~~программ~~ ответов у животных, у нас для решения похожих задач работает интеллект и основанное на нём произвольное поведение, а инстинктов и близко нет. В похожих обстоятельствах похожие действия разных живых существ мы самообманчиво и близоруко квалифицируем как вызванные схожими причинами.

О математических абстракциях, о числе, о даже несомненном для кое-кого из нас «математизме» всех вещей и самой сущности любых сущностей тоже можно сказать, что вне нас этого нет. Числа точно. Точных размерностей и соотношений даже в микромире нет. Это хорошо видно в мощные микроскопы: оказывается, даже две одинаковые бактерии, потомки одного предка, не очень одинаковы на самом деле, они даже не очень похожи на те разноцветные картинки, которые рисуют в учебниках и на моделях, иногда совсем непохожи; затем оказывается, что два одинаковых кристалла не так уж одинаковы (кто интересуется, например, производством электроники, тот видел эти фоточки: по мере детализации изображения куда-то пропадает стройность рисунка); затем оказывается, что и одинаковые молекулы не совсем одинаковы. Буквально всюду в природе вместо точной размерности, где мы её ожидаем согласно моделям — приблизительность. С запятой и знаками после неё. В системе Си это учтено и записано прямо в базовые константы. :) Числа́ и вовсе не существует вне сознания человека, хотя говорят, что некоторые высшие приматы умеют считать. То есть это свойство не природы вообще, но свойство познающего разума, разум некоторых существ нашей Земли почему-то представляет себе природу именно так. А вдруг это (математика) не единственный способ её представления и формализации? Где вы видели в натуре тензоры, в которых мы описываем свойства физического существования всего, кто их хотя бы раз пощупал? Мы можем и не подозревать о неких иных описаниях сущностей, которые бы породил интеллект иной природы, для которого не существует абстракций размера, числа и так далее. В школе эти сложности наших представлений о вещах описывают на разнице между планиметрией и стереометрией.

Очень большие числа — прекрасная иллюстрация тому, что я пишу. Число Грэма и другие, превышающие его, содержат в себе некое счётное множество, которого не существует в природе и которое непредставимо, однако мы можем о нём помыслить и записать его в нескольких разных нотациях. Это чистая идея, так сказать, она рождается в человеке и вне человеческого разума её нет. И, более того, во всей Вселенной не хватит объектов, которым бы можно было сопоставить одно такое число. Что же, в таком случае, есть это число? Что есть бытие этого числа? Отож. :)

Edited Date: 2022-11-29 19:37 (UTC)

From:

dijifi

Я написал «формализм» неспроста. Математика отражает то как мы думаем, в роли формализованной философии. Так что вы правы, большие числа — это игра ума.

Считать что мы так уж сильно отличаемся от собак, тоже неверно. Я интересуюсь тренировкой собак, мне это нужно по жизни. Где-то наблюдения за собаками объясняет поведение людей, где-то наблюдения за людьми объясняет поведение собак, где-то понимание заморочек нейросетей помогает и тому и другому. Практика — критерий истины, не?

From:

euthanasepam

У вас это когнитивное искажение, как у большинства собачников, кошатников и прочих любителей фауны. Поведение большинства животных и человека устроено по-разному. А похоже выглядит потому, что похожи ситуации, к которым мы привязываем последовательность действий (поведение). Но это иллюзия. Когда-то где-то в комментах я приводил для иллюстрации такую умозрительную ситуацию: есть три стадиона с беговыми дорожками. На первом на старте стоят дважды сапиенсы. На втором на старте — пусть собаки. На третьем — тараканы. По сигналу все три группы спортсменов начинают забег. Если отбросить «флуктуации» и представить, что все три группы существ бегут по дорожкам, а не куда попало, то получится модельная ситуация и иллюстрация. Это выглядит одинаково. Но в самом ли деле побудительные причины комплекса действий одни и те же для всех групп? Я думаю, вполне ясно, что нет, это будут очень разные причины. У человеков это будет, например, побег за славой. У собак это выученное поведение для получения от своего дрессировщика еды в награду и поощрительную ласку от него же и, может быть, ещё каких-то двуногих. А в случае тараканов это просто случайное (и в реальности невозможное без специальных внешних ограничений) совпадение, что бегут они на своих дорожках.

> Практика — критерий истины, не?

Да и нет. Иногда практика кажется чем-то тем, чем она не является на самом деле. «Не верь глазам своим». Иногда практика убеждает в существовании эфира, флогистона и теплорода.

Edited Date: 2022-11-29 20:16 (UTC)

From:

dijifi

У меня что? Ну я к вам на прием не ходил. Я так вижу у вас предвзятость, в списке когнитивных искажений часто номер один. Я знаю чем собаки отличаются от людей; но собаки и люди и не слишком разные чтобы было нельзя обобщить опыт.
Я знаю что такое одурачивание случайностью; но для того чтобы получить надежную рабочую собаку приходится копать глубже.

From:

euthanasepam

У вас иллюзия, когнитивное искажение. Вы не понимаете, что собака не имеет в своей голове, упрощённо говоря, некоторых возможностей, которые имеются у вас и любых взрослых здоровых людей. Просто нету — и точка. Вы далеко не первый собачник на этой планете, которому кажется, что собаки и люди похожи и близки по устройству.

From:

dijifi

Если слишком буквально понимать то, что написано по ссылке, а написано там хреново, то собака на речь вообще не реагирует. Интересная точка зрения.

From:

euthanasepam

Это слишком объёмная и сложная тема, чтобы к ней было достаточно подойти поверхностно — для слишком буквального понимания. Вас оно только что привело к ошибке.

From:

dijifi

Ну заведите себе большую овчарку и объясните ей как себя вести. Или она вам объяснит.

From:

euthanasepam

Ну и о достигнутой понятности процессов — тоже смешно. Сколько молей каких веществ и почему задействованы в том, что происходит в клетке? Почему органеллы устроены именно так, а не как-то иначе? Почему клетки различаются между собой? И так далее. Уйма вопросов.

From:

vak

У вас куча вопросов, в вышеуказанной модели - куча ответов. Тем и ценна модель, если проверено, что она точная.

From:

vit_r

Что понимаем, то и измеряем. Тут с моделями никаких проблем нет, надо только где нужно параметры подкрутить. Даже, с климатом получилось. Главное -- побольше из модели выкинуть.

From:

euthanasepam

«<…> Голова пухнет. Взять всё, да и поделить…»

From:

borisk

Красиво. Биологический EICAR

From:

dimorlus

Охренительно круто, я вот тогда, в 10 году впечатлился, оказывается с тех пор огромный прогресс произошел. Вот где и наука и технология, а вовсе не на Марсе.