东京工业大学的伊藤宗介研究员与东京大学佐川隆弘副教授合作,阐明了大肠杆菌寻找食物时的信息处理机制。细胞中的信息处理是在分子水平上进行的。有人指出,它的作品类似于 19 世纪构思的麦克斯韦妖。
麦克斯韦妖是一个虚构的实体,它“在分子水平上观察现象,并根据分子的状态操纵分子”。例如,通常情况下,如果热空气(分子速度快)和冷空气(分子速度慢)混合,温度会处于中间值,无法分离到混合前的状态。但如果一个小恶魔观察空气中分子的运动速度,把它们分为快慢,那不可能的事情就会发生。
恶魔本身被认为是完全虚构的,但随着对生物体细胞的研究的进展,很明显存在这种恶魔这样的现象,它根据分子的状态进行不同的控制。例如,已发现大肠杆菌向更高营养浓度的方向移动。据说它“在分子水平上记录了细胞周围营养物质的浓度”,并“根据结果确定了前进的方向”。这与恶魔根据定力状态决定其行为的功能完全相同。对该功能的详细分析表明,大肠杆菌非常有效地处理信息。
如果能够完全阐明生物体在细胞中进行何种信息处理的机制,就可以人为地加以利用。也许未来会出现应用大肠杆菌机制进行高效信息处理的计算机。
资料来源:[东京工业大学] 阐明隐藏在大肠杆菌中的“麦克斯韦恶魔”的功能-通过融合信息和热力学分析生物特征信息处理的第一步-