揭秘信息動態保存

摘要：本文依據仿生學和基因學的方法與成果，提出了信息動態保存的概念，并且描述了自然狀態下動態保存的一些重要特點。由此揭示了信息長久保存的秘密。雖然動態保存的概念是新的，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。

關鍵詞：動態保存 靜態保存 長久保存

檔案長久保存的實質是檔案信息的長久保存。檔案介質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的自然損毀而消失，希望檔案發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。相對于人的認識活動而言，信息是對象之間相互區別的、復雜多樣的表現形式。例如：由氫和氧構成的水是最常見的物質。水通過固體、液體和氣體三種狀態表現出不同信息。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。

物質對象是信息的載體，信息依賴物質對象而存在。存在時間越長的物質對象，其信息保存時間也越長。例如地球形成已經有45億年左右的時間。已知構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。質地堅固的載體有助于信息的長久保存。但是堅固的巖石也可以被風化水蝕，使其保存時間大大縮短，并且一旦被破壞就難以再生復原。那么質地相對柔弱的載體能否長久保存信息呢？這是自然進化過程中提出的問題。檔案長久保存面臨的其實是類似的問題。

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60年代誕生的仿生學看來，人類今天面臨的種種技術難題，有許多是生物曾經面臨并且已經解決的生存問題。例如人類曾在很長一段時間內羨慕鳥類的飛行，因為飛行可以極大地擴展生存空間。但是當人類發明了能夠飛得更高、更快、更遠的飛機之后，對鳥類的飛行就不屑一顧了。然而仿生學研究發現，鳥類飛行時的能量轉換效率遠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、向生物進化尋找答案，這是仿生學對檔案面臨的長久保存問題的啟示。

相對于堅固的巖石，質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。由于適應了生存環境，它們在漫長的年代中變化很少。例如鱷魚已經存在了約2.3億年，其間幾乎沒有發生多少變化。生活在海中的鸚鵡螺甚至在近5億年間沒有發生變化。這些活化石今天的形態和習性與數億年前的幾乎相同。這意味著它們攜帶的信息保存延續了數億年。可這又是怎么做到的呢？現代生物遺傳學的分支基因學說告訴我們，是一種特殊的物質使然，這就是遺傳基因。遺傳基因通過“代代相傳”來長久保存信息，而不是依靠某種質地堅固的載體。質地堅固的載體能夠長久保存信息離不開環境的穩定少動，因此這種保存方式可以被稱為“靜態保存”。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“動態保存”。

二、信息動態保存與其特點

用圖形能夠直觀地表示信息動態保存。可以看到圖中處在橫豎軸上的是一組隨時間推移而延續的波浪形曲線。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，當一個生物載體的活力將要減退時，它已經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。長曲線在豎軸上的位置表示信息保存狀態良好，而在橫軸上只有小幅度的波動，這意味著信息得到相當穩定的長久保存。如果考慮到在自然狀態下有無數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，其信息保存狀態就更為穩定。動態保存可以大大超越載體質地的保存局限。這是靜態保存不可比擬的。從低等的單細胞生物到高等生物乃至人類，無不以動態保存的方式延續著各自的遺傳信息。

下面將以有限的篇幅描述信息動態保存的一些重要特點。

動態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，再堅固的載體也難免在極端災難性事件中被損毀，結果導致承載信息的消失。既然信息可以與其載體分離，載體本身的堅固與否就不再重要。在進化過程中，自然終于選擇了柔弱的物質作為信息長久保存的另一種載體。信息與載體的關系從此不再唯一。在自然狀態下能夠代代相傳的柔弱物質可能只有生命物質。生物的柔弱質地導致個體壽命的短促，例如蜉蝣的成熟期壽命僅有數小時。但是，選擇柔弱反而換來了生機與活力。這為生物帶來可以逃避災變的優勢。億萬年來歷經災難依然生機盎然、豐富多樣的生物世界，已經證明信息與其載體分離的必要。

動態保存的關鍵機制是遺傳信息的復制。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。基因是細胞核內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。在細胞分裂的過程中，基因復制開始于堿基長鏈從盤繞狀態的展開，隨后長鏈像拉鎖一樣拆開，兩個半邊的堿基長鏈依據互補配對原則分別復制出自己的另一邊。生物的柔弱質地為復制帶來便利。復制出的兩對完整堿基長鏈再各自盤繞緊縮為兩個基因，完成基因復制。結果是遺傳信息被復制到新的將更具活力的載體。那些活化石表明歷經億萬年、難以計次的基因復制完整可靠。

動態保存的顯著特點是趨于長久。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。以至于有一種觀點認為，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，實現保存自己的目的。其實，通過不斷變化實現長久保存才是自然的真正高明之處。基因中的堿基構成不斷更新也表明，它并不需要什么恒久不變。但是，無數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。有意識的強化目的性，對人類活動信息的長久保存將大有裨益。

動態保存的重要組成是需要付出代價。原因一方面在于動態保存的載體質地原本就柔弱，另一方面動態保存是由處于食物鏈某一環節的各種生物來實現的。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。生物應對險惡環境的方法之一就是大量復制。例如一條翻車魚一次產卵的數量可以達到驚人的3億個，其中只有極少數能夠長大到繁殖下一代。遺傳信息動態保存的不惜一切代價，由此可見一斑。所幸隨著物種進化程度的提高，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保存的蹤跡

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

人類活動中確有某些現象與動態保存存在不謀而合之處。例如信息技術發展了使用多塊磁盤存儲信息的陣列技術。當陣列中一塊硬盤出現故障時，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移到另一個體。但是二者之間至少存在三大差異：陣列技術的復制只是局部復制，并非整體復制；另外陣列技術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的內在機制，它需要外部人工干預才能實現，結果降低了系統設計預期的可靠性。雖然陣列存儲與動態保存之間遠不具有可比性，但是二者的某種相似性還是值得關注。

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

四、結束語

本文從更為一般的角度探討了信息的重要屬性——動態保存。這種探討也有助于檔案信息的長久保存。因為信息的一般屬性具有更普遍的意義。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，就能夠為這個世界增加更多一份精彩。

作者單位：北京市檔案館網管處