БИОЭНЕРГОИНФОРМАТИКА И ПОВЫШЕНИЕ УРОВНЯ ЗДОРОВЬЯ И ОБРАЗОВАННОСТИ РОССИЯН

Аннотация: Исследуется специфика развития биоэнергоинформатики, её применение в диагностике, лечении людей,  сферах образования и управления.

Ключевые слова:  биоэнергоинформатика, волновые процессы, энергетичность, живые системы, самоорганизация, влияние электромагнитных полей на здоровье и образование людей.

Приоритет в развитии современных наук о человеке, его здоровье и интеллекте связан с интенсификацией исследований в областях биологии, психологии, когнитологии, образования, теоретической и клинической медицины и т.п. Человеку важно познать сущность функционирования своего организма (метаболизм, гомеостаз, душа, сердце, центральная нервная система, мозг и т.д.), ощущать его действие по возможности дольше с продлением самой жизни. В России крайне актуальна подготовка профессионалов на стыках наук - математики и физики, информатики и биологии, биофизики, биохимии и экологии, адаптации и физиологии организма человека, клинической и диагностической медицины, различных отраслей техники - от материаловедения до электродинамики сверхвысоких частот, а также психологии и педагогики. Синергетический эффект развитию цивилизации обещают обеспечить в скором будущем исследования в научном направлении НБИКС (нано-, био-, инфотехнологии, когнитивные и социальные технологии), его тесная связь с новой наукой – биоэнергоинформатикой (энергоинформатикой), использующей терминологию современной биологии, биофизики, фундаментальной и прикладной физики, электродинамики, медицины и др. .

Известно, что волновой процесс - одновременно энергетический и информационный процессы. Если фотон с энергетической характеристикой hv (энергия кванта) распространяется (L) в глобальной ситуации, и на «тормозящем» переходе взрывается (коллапсирует), то он передает тем самым на расстояние некоторый квант информации (I), т.е. hv I(L).

Базовое условие любого волнового процесса - соотношение баланса объема энергии Е и информации I: E – I = const. Данные процессы характеризуются как преобладанием энергетического (E&gt;&gt;I) или информационного переноса (E&lt;&lt;I), так и иногда равенством энергоинформационного переноса (E  I). Преобладающий энергетический перенос E&gt;&gt;I аналогичен процессам излучения Солнца. Энергоинформационный перенос E  I слабо востребован на практике (в этом переносе важны информационные параметры - фаза, поляризация, киральность - право- или левостороннее вращение плоскости поляризации электромагнитной волны). Наибольшее информационное содержание имеет нелинейный пространственно-временной дисперсионный солитонно-голографический процесс при спектральных, фазовых, поляризационных параметрах. Информационный перенос E&lt;&lt;I присущ любому динамическому процессу с участием хотя бы микроэнергии в передаче информации, что присуще биоинформационным процессам.

Физическая интерпретация информации тесно связана с энергетичностью. Информация переносится формой излучения на очень низком уровне. Согласно Н. Винеру, в любой связи участвует энергия, и системе, находящейся в статистическом равновесии, присуще равновесие по отношению к энтропии и энергии. Отсюда вытекает, что перенос, накопление и хранение информации - энергозатратные процессы, а способность восприятия, использования и хранения информации - важнейший признак интеллектуальных систем. Интеллект человека, применимый в технических и социальных системах, связан с восприятием им смысловой (семантика) информации о совокупности окружающих объектов.

Различие энергетичности живых и искусственных систем имеет качественный порядок. В технических системах энергетичность достигает высоких значений. Например, плотность мощности энергии для лазерных технологий и термоядерных установок достигает 1010...1020 Вт/см2, в космических лучах и синхрофазотронах - &gt; 1012 эВ. В живых системах, адекватных по мощности техническим системам, энергетичность весьма малая. Так, энергетичность клеточных структур при нетепловых воздействиях 1010...10-19 Вт/(см2*Гц), что соответствует энергии &lt; 10-5 эВ. По информативности же картина получается обратной: информативность в лазерных технологиях и синхрофазотронах составляет несколько сотен бит, в суперкомпьютерах ограничивается пределом Бреммермана. Для живых систем информативность неизмеримо более высокая (по заниженной оценке Дж. фон Неймана емкость мозга человека составляет 1019 Мбайт).

Биоэнергоинформатика подчиняется основным физическим законам с учетом специфики живой материи, сложным образом организованной из биомолекул или биополимеров со структурой, поддерживаемой полями, создаваемыми физическими взаимодействиями. Выделяются поля сильное, электромагнитное, слабое, гравитационное, соотносящиеся 1047:1046:1040:105. Электромагнитное поле пронизывает весь материальный мир, воздействует глобально, вплоть до молекулярного уровня. В то же время электромагнитное взаимодействие на порядок отличается от сильного, т.е. ядерного, поля.

Современные интеллектуальные системы в технических приложениях активно заменяют собой системы типа «субъект – объект». Соотношение между кибернетикой и информатикой выступает аналогией соотношения первой и второй сигнальных систем человека (рефлексов и речи). Главные проблемы исследований в биологии - клеточная дифференцировка, молекулярная биология клетки, биоинформатика, взаимодействие физических полей с живым веществом, волновой геном, процессы и физика мышления, лингвистическая генетика, информационная безопасность и др.

Живой организм представляет совокупность клеточных и субклеточных структур, объединенных в органы и далее – в целостный организм. Их совместные действие, существование и взаимодействие управляется сложной системой физических полей, преимущественно нетепловой биоинформационной интенсивности. «Полевой» подход к изучению структуры и функций живого организма, предложенный российскими учеными, принят мировой наукой, как методологическая основа объяснения самых «тонких» и парадоксальных эффектов строения, существования, функционирования и развития разнообразных живых организмов. Человек, создавая искусственные объекты, применяет аналогию с живым миром: физиологических процессов в организме и процессов в технических устройствах, в работе живых органов и систем важны физические поля, влияющие на клеточном и субклеточном уровне.