揭秘信息動態(tài)保存

摘要：本文依據(jù)仿生學(xué)和基因?qū)W的方法與成果，提出了信息動態(tài)保存的概念，并且描述了自然狀態(tài)下動態(tài)保存的一些重要特點(diǎn)。由此揭示了信息長久保存的秘密。雖然動態(tài)保存的概念是新的，但是其方法卻早已被普遍使用。另外揭秘也是意在為檔案信息的長久保存提供新的視野與思路。

關(guān)鍵詞：動態(tài)保存 靜態(tài)保存 長久保存

檔案長久保存的實(shí)質(zhì)是檔案信息的長久保存。檔案介質(zhì)作為檔案信息的載體，其保存時間終究有限。如果人們希望檔案信息不隨檔案介質(zhì)的自然損毀而消失，希望檔案發(fā)揮作用的時間更長久，就需要找到更能有效延長檔案信息保存時間的方法。

一、以不同的視角看信息保存

信息是廣泛存在的。相對于人的認(rèn)識活動而言，信息是對象之間相互區(qū)別的、復(fù)雜多樣的表現(xiàn)形式。例如：由氫和氧構(gòu)成的水是最常見的物質(zhì)。水通過固體、液體和氣體三種狀態(tài)表現(xiàn)出不同信息。雨露滋潤傳遞出水為生命之源的信息，洪水猛獸傳遞出水的可怕信息。記錄人類活動的檔案是一種特殊類型的信息。

物質(zhì)對象是信息的載體，信息依賴物質(zhì)對象而存在。存在時間越長的物質(zhì)對象，其信息保存時間也越長。例如地球形成已經(jīng)有45億年左右的時間。已知構(gòu)成地球的最古老巖石存在了近40億年，其中保存了地球形成演化的信息。質(zhì)地堅(jiān)固的載體有助于信息的長久保存。但是堅(jiān)固的巖石也可以被風(fēng)化水蝕，使其保存時間大大縮短，并且一旦被破壞就難以再生復(fù)原。那么質(zhì)地相對柔弱的載體能否長久保存信息呢？這是自然進(jìn)化過程中提出的問題。檔案長久保存面臨的其實(shí)是類似的問題。

自然的令人敬畏之處就在于它不僅提出問題，也在解決問題。在上世紀(jì)60年代誕生的仿生學(xué)看來，人類今天面臨的種種技術(shù)難題，有許多是生物曾經(jīng)面臨并且已經(jīng)解決的生存問題。例如人類曾在很長一段時間內(nèi)羨慕鳥類的飛行，因?yàn)轱w行可以極大地?cái)U(kuò)展生存空間。但是當(dāng)人類發(fā)明了能夠飛得更高、更快、更遠(yuǎn)的飛機(jī)之后，對鳥類的飛行就不屑一顧了。然而仿生學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，鳥類飛行時的能量轉(zhuǎn)換效率遠(yuǎn)比人類的飛行器要高。這使得人類重新對鳥類的飛行刮目相看。原來在億萬年的進(jìn)化過程中，自然對問題的解決總有更高明之處！面對自然、向生物進(jìn)化尋找答案，這是仿生學(xué)對檔案面臨的長久保存問題的啟示。

相對于堅(jiān)固的巖石，質(zhì)地柔弱的生物對信息長久保存做得又如何呢？有些生物被人們稱為活化石。由于適應(yīng)了生存環(huán)境，它們在漫長的年代中變化很少。例如鱷魚已經(jīng)存在了約2.3億年，其間幾乎沒有發(fā)生多少變化。生活在海中的鸚鵡螺甚至在近5億年間沒有發(fā)生變化。這些活化石今天的形態(tài)和習(xí)性與數(shù)億年前的幾乎相同。這意味著它們攜帶的信息保存延續(xù)了數(shù)億年。可這又是怎么做到的呢？現(xiàn)代生物遺傳學(xué)的分支基因?qū)W說告訴我們，是一種特殊的物質(zhì)使然，這就是遺傳基因。遺傳基因通過“代代相傳”來長久保存信息，而不是依靠某種質(zhì)地堅(jiān)固的載體。質(zhì)地堅(jiān)固的載體能夠長久保存信息離不開環(huán)境的穩(wěn)定少動，因此這種保存方式可以被稱為“靜態(tài)保存”。而與之相對的是以“代代相傳”為特征的保存方式，我們可稱之為“動態(tài)保存”。

二、信息動態(tài)保存與其特點(diǎn)

用圖形能夠直觀地表示信息動態(tài)保存?？梢钥吹綀D中處在橫豎軸上的是一組隨時間推移而延續(xù)的波浪形曲線。其中每條曲線表示一個攜帶遺傳信息的生物個體的生命周期。一組曲線則表示一個代代相傳的生命傳承。通過圖形可以看到，當(dāng)一個生物載體的活力將要減退時，它已經(jīng)將遺傳信息傳遞給新一代更具活力的載體。值得特別注意的是，在看來起伏很大的個體生命曲線的波峰頂部，可以模擬出一條跨越數(shù)代、接近平直的長曲線。為了讓這條長曲線更容易理解，圖中在它原來的位置稍稍抬高并且以虛線表示。由每一個體的最佳狀態(tài)接力組成的長曲線不僅模擬了生命的傳承，更模擬了承載信息的保存狀態(tài)。長曲線在豎軸上的位置表示信息保存狀態(tài)良好，而在橫軸上只有小幅度的波動，這意味著信息得到相當(dāng)穩(wěn)定的長久保存。如果考慮到在自然狀態(tài)下有無數(shù)條峰谷并行或交錯的生命傳承，那么對一個物種模擬出的曲線就愈加平直，其信息保存狀態(tài)就更為穩(wěn)定。動態(tài)保存可以大大超越載體質(zhì)地的保存局限。這是靜態(tài)保存不可比擬的。從低等的單細(xì)胞生物到高等生物乃至人類，無不以動態(tài)保存的方式延續(xù)著各自的遺傳信息。

下面將以有限的篇幅描述信息動態(tài)保存的一些重要特點(diǎn)。

動態(tài)保存的必要條件是信息可以與其載體分離。如果二者不能分離，再堅(jiān)固的載體也難免在極端災(zāi)難性事件中被損毀，結(jié)果導(dǎo)致承載信息的消失。既然信息可以與其載體分離，載體本身的堅(jiān)固與否就不再重要。在進(jìn)化過程中，自然終于選擇了柔弱的物質(zhì)作為信息長久保存的另一種載體。信息與載體的關(guān)系從此不再唯一。在自然狀態(tài)下能夠代代相傳的柔弱物質(zhì)可能只有生命物質(zhì)。生物的柔弱質(zhì)地導(dǎo)致個體壽命的短促，例如蜉蝣的成熟期壽命僅有數(shù)小時。但是，選擇柔弱反而換來了生機(jī)與活力。這為生物帶來可以逃避災(zāi)變的優(yōu)勢。億萬年來歷經(jīng)災(zāi)難依然生機(jī)盎然、豐富多樣的生物世界，已經(jīng)證明信息與其載體分離的必要。

動態(tài)保存的關(guān)鍵機(jī)制是遺傳信息的復(fù)制。遺傳信息精確決定著生物個體生老病死的過程和生物的各種性狀?；蚴羌?xì)胞核內(nèi)DNA大分子中攜帶遺傳信息的功能片段。將遺傳信息傳遞給下一代是基因的基本功能。每個基因中有4種堿基的不同成對組合，以此保存不同的遺傳信息。它們排列成雙螺旋長鏈，并且盤繞緊縮。在細(xì)胞分裂的過程中，基因復(fù)制開始于堿基長鏈從盤繞狀態(tài)的展開，隨后長鏈像拉鎖一樣拆開，兩個半邊的堿基長鏈依據(jù)互補(bǔ)配對原則分別復(fù)制出自己的另一邊。生物的柔弱質(zhì)地為復(fù)制帶來便利。復(fù)制出的兩對完整堿基長鏈再各自盤繞緊縮為兩個基因，完成基因復(fù)制。結(jié)果是遺傳信息被復(fù)制到新的將更具活力的載體。那些活化石表明歷經(jīng)億萬年、難以計(jì)次的基因復(fù)制完整可靠。

動態(tài)保存的顯著特點(diǎn)是趨于長久。時間本來就是存在的基本屬性。在生存競爭中，基因能夠得到長久保存的物種具有無可置疑的優(yōu)勢。因此每個物種的基因都自然趨向于長久保存，就像它們有一個共同目的。以至于有一種觀點(diǎn)認(rèn)為，基因才是不朽的，生物個體不過是它的一件件外套；基因通過不斷更換外套，實(shí)現(xiàn)保存自己的目的。其實(shí)，通過不斷變化實(shí)現(xiàn)長久保存才是自然的真正高明之處。基因中的堿基構(gòu)成不斷更新也表明，它并不需要什么恒久不變。但是，無數(shù)基因長久保存的共同趨勢在人腦中的反映形成所謂目的性。而目的性恰恰是人類活動的重要屬性。有意識的強(qiáng)化目的性，對人類活動信息的長久保存將大有裨益。

動態(tài)保存的重要組成是需要付出代價。原因一方面在于動態(tài)保存的載體質(zhì)地原本就柔弱，另一方面動態(tài)保存是由處于食物鏈某一環(huán)節(jié)的各種生物來實(shí)現(xiàn)的。這使許多生物個體面臨覆滅的可能，而不能走完正常的生命全程。前面圖形中的尖峰曲線就表示了這種情況。生物應(yīng)對險惡環(huán)境的方法之一就是大量復(fù)制。例如一條翻車魚一次產(chǎn)卵的數(shù)量可以達(dá)到驚人的3億個，其中只有極少數(shù)能夠長大到繁殖下一代。遺傳信息動態(tài)保存的不惜一切代價，由此可見一斑。所幸隨著物種進(jìn)化程度的提高，需要付出的代價也在相對降低。但無論如何，不付出代價，遺傳信息就不能長久保存，令人驚艷的生物世界就不能持久繁榮。同樣也很難設(shè)想，不付出代價就能長久保存人類活動的信息。

三、人類活動中類似動態(tài)保存的蹤跡

動態(tài)保存的概念是以生物實(shí)例為基礎(chǔ)提出的。那么在人類活動中能否找到動態(tài)保存的些許蹤跡呢？

人類活動中確有某些現(xiàn)象與動態(tài)保存存在不謀而合之處。例如信息技術(shù)發(fā)展了使用多塊磁盤存儲信息的陣列技術(shù)。當(dāng)陣列中一塊硬盤出現(xiàn)故障時，通過人工更換故障盤，可以保證存儲信息的完整可靠。這類似于遺傳信息從一個生物個體轉(zhuǎn)移到另一個體。但是二者之間至少存在三大差異：陣列技術(shù)的復(fù)制只是局部復(fù)制，并非整體復(fù)制；另外陣列技術(shù)更看重信息存儲的可靠性，而不是要長久保存信息；由于磁盤更新不是系統(tǒng)的內(nèi)在機(jī)制，它需要外部人工干預(yù)才能實(shí)現(xiàn)，結(jié)果降低了系統(tǒng)設(shè)計(jì)預(yù)期的可靠性。雖然陣列存儲與動態(tài)保存之間遠(yuǎn)不具有可比性，但是二者的某種相似性還是值得關(guān)注。

在收藏中，古舊字畫由于存世年代久遠(yuǎn)，往往出現(xiàn)紙張以至畫面缺損。這時不僅要補(bǔ)上缺失的紙，甚至還要重繪缺失的那部分字畫。這也類似基因復(fù)制，不過同樣只是局部復(fù)制。隨著時間推移，字畫的其他部分也將逐漸破損，局部復(fù)制積累而成全局復(fù)制。但是對真跡與否重于信息真?zhèn)蔚淖之嬍詹貋碚f，越是完整復(fù)制越可能是一種災(zāi)難。對于檔案信息長久保存來說，這兩個實(shí)例具有不同的借鑒意義。

四、結(jié)束語

本文從更為一般的角度探討了信息的重要屬性——動態(tài)保存。這種探討也有助于檔案信息的長久保存。因?yàn)樾畔⒌囊话銓傩跃哂懈毡榈囊饬x。信息的其他特殊屬性則依托于長久保存這個一般屬性。這讓精彩紛呈的世界持續(xù)了億萬年。從這個意義上說：信息越持久，世界越精彩！如果記錄人類活動的檔案信息能夠得到長久保存，就能夠?yàn)檫@個世界增加更多一份精彩。

作者單位：北京市檔案館網(wǎng)管處