Московской государственной консерватории им. П.И. Чайковского (Главный научный сотрудник)
Россия
УДК 57.01 Общие законы, теоретические аспекты, общие характеристики и свойства
УДК 7.05 Применение и назначение искусства (в промышленности, торговле, домашнем быту, повседневной жизни)
Статья посвящена проблеме генетического наследования ансамблей взаимно согласованных циклических процессов, огромный хор которых является основой каждого живого организма. Показано, что структурная организация системы генетического кодирования сопряжена с циклическими кодами Грея и картами Карно из булевой алгебры логики. В связи с этим данная система может рассматриваться как система циклического кодирования, связанная с булевыми функциями. На базе фактических данных выдвигается и обосновывается положение о том, что генетическая система несет на себе помимо известного генетического кода аминокислотных последовательностей белков, также генетический код булевых функций, кодируемых n-плетами ДНК и РНК, для наследуемого обеспечения логически согласованных взаимодействий частей организма. Учет этого второго, булево-логического кода, позволяет естественным образом объяснить целый ряд трудных проблем генетики, а также открывает путь к пониманию логического сопряжения множества наследуемых физиологических процессов. Предлагается новый взгляд на вековечное использование ритмов и циклов в творчестве людей — музыке, поэзии, архитектуре и пр., как отражение неосознанного стремления людей воспроизвести в своих творениях те принципы структурирования, в соответствии с которыми они построены сами.
алфавиты ДНК, генетический код, циклические биоструктуры, циклический код Грея, булева алгебра логики, карты Карно
1. Дубров А.П. Музыка и растения. Москва, Знание, 1990, 63 с. [Dubrov A.P. Music and plants. Moscow, Znanie, 1990, 63 p.]. (in Russian).
2. McFadden J., Al-Khalili J. The origins of quantum biology. Proceedings of the Royal Society A, 2018, Vol. 474, Issue 2220, pp. 1-13. (https://doi.org/10.1098/rspa.2018.0674).
3. Яглом И.М. Булева структура и ее модели. Москва, Советское Радио,1980. [Yaglom I.M. Boolean structure and its models. Moscow, Soviet Radio, 1980].
4. Kaczmarek L.K., Levitan I.B. Neuromodulation: The Biochemical Control of Neuronal Excitability. Oxford University Press, 1987.
5. Martini F.H. Anatomy and Physiology. New York, Prentice Hall, 2005.
6. Гурвич А.Г. Избранные труды. Москва, Медицина, 1977. [Gurvich A.G. Selected works. Moscow, Medicine, 1977]. (in Russian).
7. Neupane P., Bhuju S., Thapa N., Bhattarai H.K. ATP Synthase: Structure, Function and Inhibition. - BioMol Concepts 2019; 10, pp. 1–10, https://doi.org/10.1515/bmc-2019-0001.
8. Фритьоф Капра. Дао физики. Исследование параллелей между современной физикой и восточной философией. Издательство: Манн, Иванов и Фербер, 2017, ISBN 978-5-00100-814-9. [Fritjof Capra. The Tao of Physics: An Exploration of Parallels between Modern Physics and Eastern Philosophy. Publisher: Mann, Ivanov and Ferber, 2017, ISBN 978-5-00100-814-9].
9. Brown F.M. Boolean Reasoning - The Logic of Boolean Equations (reissue of 2nd ed.).Mineola, New York, 2012: Dover Publications Inc., ISBN 978-0-486-42785-0.
10. Dodge N.B. Simplifying Logic Circuits with Karnaugh maps. – The University of Texas at Dallas, Erik Jonsson School of Engineering and Computer Science. September 2015.
11. Франк-Каменецкий М.Д. Самая главная молекула. Москва, Наука, 1988. [Frank-Kamenetsky M.D. The Most Important Molecule. Moscow, Nauka, 1988]. (in Russian).
12. Boole G. An Investigation of the Laws of Thought on Which are Founded the Mathematical Theories of Logic and Probabilities. Macmillan. Dover Publications, New York, NY (reissued by Cambridge University Press, 2009, ISBN 978-1-108-00153-3).
13. Румер Ю.Б. Систематизация кодонов в генетическом коде. Доклады АН СССР, 183(1), pp. 225-226, 1968. [Rumer Yu.B. Systematization of codons in the genetic code. Reports of the USSR Academy of Sciences, 183(1), pp. 225-226, 1968]. (in Russian).
14. Петухов С.В. Матричная генетика, алгебры генетического кода, помехоустойчивость. Москва, РХД, 2008. [Petoukhov S.V. Matrix genetics, algebras of genetic code, noise immunity. Moscow, RKhD, 2008]. (in Russian).
15. Fimmel E., Strüngmann. Yury Borisovich Rumer and his ‘biological papers’ on the genetic code. Phil. Trans. R. Soc. A, 374, 2016. http://dx.doi.org/10.1098/rsta.2015.0228.
16. Petoukhov S.V. Cyclic Gray Codes in Modeling Inherited Cyclic Biostructures and Analysis of Statistical Rules of Genomic DNAs. – Preprints 2024, 2024020713, from 13 February 2024, 40 pages, https://doi.org/10.20944/preprints202402.0713.v1.
17. Karzel H., Kist G. Kinematic Algebras and their Geometries. In: Rings and Geometry, eds. R. Kaya, P. Plaumann, and K. Strambach, pp. 437–509, 1985
18. Petoukhov S.V. Non-Euclidean geometries and algorithms of living bodies. Computers & Mathematics with Applications, v.17, № 4-6, pp. 505-534, 1989.
19. Luneburg R. The metric of binocular visual space. J. Opt. Soc. Am. 1950, 40, 627–642.
20. Kienle G. Experiments concerning the non-Euclidean structure of visual space. In Bioastronautics; Pergamon Pree: New York, NY, USA, 1964; pp. 386–400.
21. Смолянинов В.В. Пространственно-временные задачи локомоторного управления. - Успехи физических наук, 2000, том 170, № 10, стр. 1063-1128. [Smolyaninov V.V. Spatio-temporal problems of locomotor control. Uspekhi Fizicheskikh Nauk, 2000, Vol. 170, No. 10, pp. 1063-1128.]. (in Russian).
22. Боднар О.Я. Геометрия филлотаксиса. Доклады Академии Наук Украины, 1992, № 9, с. 9-15. [Bodnar O.Ya. Geometry of phyllotaxis. Reports of the Academy of Sciences of Ukraine, 1992, No. 9, pp. 9-15]. (in Russian).
23. Боднар О.Я. Золотое сечение и неевклидова геометрия в природе и искусстве. Львов, Свет, 1994. [Bodnar O.Ya. Golden Section and Non-Euclidean Geometry in Nature and Art. Lvov, Svet Publishing House, 1994.]. (in Russian).
24. Zhou Y., Smith B.H, Sharpee T.O. Hyperbolic geometry of the olfactory space. – Sci Adv., 4(8): eaaq1458 (2018, Aug 29). DOI:https://doi.org/10.1126/sciadv.aaq1458. PMID: 30167457; PMCID: PMC6114987.
25. Petoukhov S.V. Modeling inherited physiological structures based on hyperbolic numbers. – Biosystems, vol. 199, 2021, 104285, ISSN 0303-2647, https://doi.org/10.1016/j.biosystems.2020.104285.
26. Шульц Е. Организм как творчество. - В кн.: Вопросы теории и психологии творчества, 1916, т.7, Харьков, с.108-190. [Schulz E. The organism as creativity. - In the book: Questions of the theory and psychology of creativity, 1916, v.7, Kharkov, pp.108-190.]. (in Russian).
27. Nickel M., Kiela D. Poincare embeddings for learning hierarchical ´ representations. - In Advances in neural information processing systems, 2017, pp. 6338–6347.
28. Peng W., Shi J, Xia Z., Zhao G. Mix dimension in poincare´ geometry for 3d skeleton-based action recognition. – In: Proceedings of the 28th ACM International Conference on Multimedia, 2020, pp. 1432–1440.
29. Tifrea A., Becigneul G., Ganea O.-E. Hyperbolic word embeddings. - International Conference on Learning Representations (ICLR), 2019.
30. Petoukhov S. Nucleotide Epi-Chains and New Nucleotide Probability Rules in Long DNA Sequences. Preprints 2019, 2019040011, 41 pages, 2019 (doi:https://doi.org/10.20944/preprints201904.0011.v2).
31. Мамфорд Д., Райт Д., Сирис К. Ожерелье Индры. Видение Феликса Клейна. Москва, Изд-во «Московский центр непрерывного математического образования (МЦНМО)», 2011, 416 с. [Mumford D., Wright D., Siris K. Indra’s Necklace. The Vision of Felix Klein. Moscow, Publishing House «Moscow Center for Continuous Mathematical Education (MCCME)», 2011, 416 p.]. (in Russian).
32. Lieberman-Aiden E., van Berkum N.L., Williams L., et al. Comprehensive mapping of longrange interactions reveals folding principles of the human genome. Science, 326, 289, 2009.
33. Хармут Х. Применение методов теории информации в физике. Москва, Мир, 1989. [Harmuth H. Application of methods of information theory in physics. Moscow, World, 1989]. (in Russian].
34. Хармут Х. Передача информации ортогональными функциями. Москва, Связь, 1975. [Harmuth H. Information transmission by orthogonal functions. Moscow, Svyaz, 1975]. (in Russian).
35. Хармут Х. Несинусоидальные волны в радиолокации и радиосвязи. – Москва, Радио и связь, 1985. [Harmuth H. Non-sinusoidal waves in radar and radio communications. – Moscow, Radio and Communications, 1985]. (in Russian).
36. Сороко Л.М. Рецензия на книгу Хармута Х. «Transmission of Information by Orthogonal Functions». – Успехи физических наук, 1973, т.111, вып. 3, с. 80. [Soroko L.M. Review of the book by Harmuth H. «Transmission of Information by Orthogonal Functions». – Uspekhi Fizicheskikh Nauk, 1973, v.111, issue 3, p.80]. (in Russian).
37. Сороко Л.М. Секвентный анализ в технике и физике. – Успехи физических наук, 1979, 129(10), c. 353. [Soroko L.M. Sequency analysis in engineering and physics. – Uspekhi fizicheskikh nauk, 1979, 129(10), p. 353]. (in Russian).
38. Petoukhov S.V., He M. Algebraic Biology, Matrix Genetics, and Genetic Intelligence. – Singapore, World Scientific, 2023, https://doi.org/10.1142/13468 .
39. Morita Y., Sakurai Y. Holography by Walsh Waves. - Proceedings of the IV Symposium «Application of Walsh functions» Held at the Catholic University of America, Washington, D. C. on 16-18 April, 1973, pp. 122-126.
40. Petoukhov S.V. The Genetic Code, 8-Dimensional Hypercomplex Numbers and Dyadic Shifts. 11th Version of the Article. //Available online: http://arxiv.org/abs/1102.3596, 2016.
41. Petoukhov S.V. Symmetries of the genetic code, Walsh functions and the theory of genetic logical holography. - Symmetry Cult. Sci. 2016, 27, 95–98.
42. Petoukhov S.V., Petukhova E.S. «I-Ching», the doctrine of geno-logic code and genetic music». – Acupuncture and Natural Medicine, № 3, vol. 4, 2016, p. 22-34.
43. Petoukhov S.V., Petukhova E.S. Resonances, Walsh functions and logical holography in genetics and musicology. – Symmetry: Culture and Science, 2017, v.28, №1, p. 21-40 (the lecture on the «Symmetry Festival-216», 18-23 July 2016, Vienna, Austria, festival.symmetry.hu).
44. Petoukhov S.V., Petukhova E.S. Symmetries in genetic systems and the concept of geno-logical coding. – Information, 2017, 8(1), 2; doihttps://doi.org/10.3390/info8010002, http://www.mdpi.com/2078-2489/8/1/2/htm, http://www.mdpi.com/2078-2489/8/1/2/pdf.
45. Логачёв О. А., Сальников А. Л., Ященко В. В. Булевы функции в теории кодирования и криптологии. – Москва, Московский центр непрерывного математического образования (МЦНМО), 2004. [Logachev O. A., Salnikov A. L., Yashchenko V. V. Boolean functions in coding theory and cryptology. Moscow, Publishing House «Moscow Center for Continuous Mathematical Education (MCCME)», 2004]. (in Russian).
46. Либерман Е.А. Клетка как молекулярный компьютер. Биофизика, 17, с. 932-943, 1972. [Liberman E.A. The cell as a molecular computer. Biophysics, 17, pp. 932-943,1972,]. (in Russian).
47. Hameroff S., Penrose R. Consciousness in the universe: A review of the «Orch OR» theory. Phys. Life Rev., 2014, 11, 39–78.
48. Igamberdiev A.U., Shklovskiy-Kordi N.E. Computational power and generative capacity of genetic systems. Biosystems, 2016, 142–143, 1–8.
49. Ji S. Molecular Theory of the Living Cell: Concepts, Molecular Mechanisms, and Biomedical Applications; Springer: New York, NY, USA, 2012.
50. Petoukhov S.V. The system-resonance approach in modeling genetic structures. - Biosystems, 139, 1–11, 2016а.
51. McClintock B. The origin and behavior of mutable loci in maize. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 36, 344–355, 1950.
52. Karpovsky M.G., Stankovic R.S., Astola J.T. Spectral Logic and Its Applications for the Design of Digital Devices. John Wiley & Sons, Inc.: Hoboken, NJ, USA, 2008.
53. Stankovic R., Astola J. Spectral Interpretation of Decision Diagrams. New York, Springer, 2003.
54. Zalmanzon L.A. Transforms of Fourier, Walsh, Haar and Their Application in Management, Communications and Other Fields. Moscow, Nauka, PhysMatLit, 1989.
55. Ахмед Н., Рао К.Р. Ортогональные преобразования при обработке цифровых сигналов. Москва, Связь, 1980. [Ahmed N., Rao K.R. Orthogonal transformations in digital signal processing. Moscow, Svyaz, 1980]. (in Russian).
56. Petoukhov S.V. The Genetic Code, 8-Dimensional Hypercomplex Numbers and Dyadic Shifts. 11th Version of the Article. // Available online: http://arxiv.org/abs/1102.3596, 2016.
57. Шушарджан С.В., Еремина Н.И., Шушарджан Р.С. Перспективы применения инновационных технологий научной музыкотерапии в реабилитации пациентов, перенесших Covid-19. В сборнике: АРБАТСКИЕ ЧТЕНИЯ. Сборник научных трудов. Москва, 2021. С. 83-91. [Shushardzhan S.V., Eremina N.I., Shushardzhan R.S. Prospects for the application of innovative technologies of scientific music therapy in the rehabilitation of patients after Covid-19. In the collection: ARBAT READINGS. Collection of scientific papers. Moscow, 2021. pp. 83-91.]. (In Russian).
58. Шушарджан С.В. Генетически аффилированная музыка и живая клетка. – Видеоролик, 2023, https://youtu.be/s-h2dUZkhgQ?si=z-57-LWWFVxVlew1. [Shushardzhan S.V. Genetically affiliated music and a living cell. - Video, 2023, https://youtu.be/LHfKsz9zNBU?si=EiFbFnWWhtQYSxXw]. (in Russian and English).
59. Рид Д.С. Терапевтическая сила вокального звука, или каким образом вокальный звук может положительно влиять на клетки вашего тела и клетки тех, кто находится рядом с вами. Медицина и искусство, 2024, т.2, №2, с. 43-68, https://doi.org/10.60042/2949-2165-2024-2-2-43-68 . [Reid J.S. The therapeutic power of vocal sound or how vocal sound can positively influence the cells of your body and the cells of those around you. Medicine and Art, 2024, v.2, no.2, pp.43-68]. (in Russian).
60. Тарасенко В.В. Фрактальная логика. Предисловие С.П. Капица. Изд. 5. Москва, URSS, 2018, 200 с. ISBN 978-5-9710-5541-9. [Tarasenko V.V. Fractal logic. Preface by S.P. Kapitsa. Ed. 5. Moscow, URSS, 2018, 200 pp. ISBN 978-5-9710-5541-9]. (in Russian).
61. Шредингер Э. Что такое жизнь? С точки зрения физики. Москва, 1972. [Schrödinger E. What is Life? From the Point of View of Physics. Moscow, 1972]. (in Russian).
62. Варфоломеев С.Д. Химическая энзимология. Москва, Академия, 2005. [Varfolomeev S.D. Chemical enzymology. Moscow, Academy, 2005.]. (in Russian).
63. Beloussov L.V. Morphomechanics of Development. - NEW YORK, USA, Springer International Publishing Switzerland, 2015.
64. Pribram K. The holographic brain. // 1998, (https://web.archive.org/web/ 20060518075852/http://homepages.ihug.co.nz/~sai/pribram.htm
65. Wigner E.P. The unreasonable effectiveness of mathematics in the natural sciences. -Richard Courant lecture in mathematical sciences delivered at New York University, May 11, 1959. - Communications on Pure and Applied Mathematics. 13: 1—14, 1960.
66. Петухов С.В. Высшие симметрии в биомеханике формообразования. – Диссертация доктора физ.-мат. наук по специальностям «биомеханика» и «кристаллография и кристаллофизика», Институт кристаллографии РАН, Москва, 1987 [Petoukhov S.V. Higher symmetries in the biomechanics of morphogenesis. – Dissertation of Doctor of Physical and Mathematical Sciences in the specialties of «Biomechanics» and «Crystallography and Crystal Physics», Institute of Crystallography of the Russian Academy of Sciences, Moscow, 1987]. (in Russian).
67. Петухов С.В. Геометрии живой природы и алгоритмы самоорганизации. Москва, Знание, 1988, 48 стр. [Petukhov S.V. Geometries of living nature and algorithms of self-organization. – Moscow, Znanie, 1988, 48 pp.]. (in Russian).
68. Притчард Р. Стабилизированные изображения на сетчатке. - Восприятие. Механизмы и модели. Москва, Мир, 1974. С. 194-203. [Pritchard R. Stabilized images on the retina. - Perception. Mechanisms and models. Moscow, Mir, 1974. P. 194-203]. (in Russian).
69. Maturana H.R., et al. Anatomy and physiology of vision in the frog (Rana pipiens). - The Journal of General Physiology, Rockefeller University Press, 1960, No. 43, p. 129.
70. Петухов С.В. Связь генетического кодирования с циклическими кодами Грея. Проблема наследования биоциклов. – Биоинформатика регуляции и структуры геномов / системная биология. Четырнадцатая международная мультиконференция. Тезисы докладов. (Россия, Новосибирск, 5–10 авг. 2024 г.) / Ин-т цитологии и генетики СО РАН; Новосиб. нац. исслед. гос. ун-т. – Новосибирск: ИЦиГ СО РАН, 2024. – Стр. 2051-2054. – DOIhttps://doi.org/10.18699/bgrs2024-12.1-03. [Petukhov S.V. Relationship of genetic coding with cyclic Gray codes. The problem of inheritance of biocycles. – Bioinformatics of regulation and structure of genomes / systems biology. - Fourteenth international multi-conference. Abstracts of reports. (Russia, Novosibirsk, August 5–10, 2024) / Institute of Cytology and Genetics SB RAS; Novosibirsk National Research State University. – Novosibirsk: ICG SB RAS, 2024. – Pp. 2051–2054]. (in Russian). – DOIhttps://doi.org/10.18699/bgrs2024-12.1-03.
71. Петухов С.В. Бинарно-геномные числа и симметрии универсальных правил статистической организации геномных ДНК. – Биоинформатика регуляции и структуры геномов / системная биология. - Четырнадцатая международная мультиконференция. Тезисы докладов. (Россия, Новосибирск, 5–10 авг. 2024 г.) / Ин-т цитологии и генетики СО РАН; Новосиб. нац. исслед. гос. ун-т. – Новосибирск: ИЦиГ СО РАН, 2024. – Стр. 2160-2162. DOIhttps://doi.org/10.18699/bgrs2024-12.3-09. [Petukhov S.V. Binary-genomic numbers and symmetries of universal rules of statistical organization of genomic DNA. – Bioinformatics of regulation and structure of genomes / systems biology. - Fourteenth international multiconference. Abstracts of reports. (Russia, Novosibirsk, August 5–10, 2024) / Institute of Cytology and Genetics SB RAS; Novosibirsk National Research State University. – Novosibirsk: ICG SB RAS, 2024. – Pp. 2160–2162]. (in Russian). DOIhttps://doi.org/10.18699/bgrs2024-12.3-09.
72. Белецкий А.Я. Комбинаторика кодов Грея. Киев, КВІЦ, 2003, 506 с. [Beletsky A.Ya. Combinatorics of Gray codes. Kyiv, KVIC, 2003, 506 p.]. (in Russian).
73. Белецкий А.Я., Белецкий А.А., Белецкий Е.А. Преобразования Грея. - В двух томах. Т. 1. Основы теории. Киев, издательство НАУ, 2007. – 412 с., Т. 2. Прикладные аспекты. Киев, издательство НАУ, 2007. 644 с. [Beletsky A.Ya., Beletsky A.A., Beletsky E.A. Gray transformations. - In two volumes. Vol. 1. Fundamentals of the theory. Kyiv, NAU Publishing House, 2007. - 412 p., Vol. 2. Applied aspects. Kyiv, NAU Publishing House, 2007. 644 p.]. (in Russian).
74. Белецкий А.В. Обобщенные коды Грея. 2014 год. 208 стр. ISBN: 9783639683899. [Beletsky A.V. Generalized Gray codes. 2014. 208 p. ISBN: 9783639683899]. (in Russian).
75. Пережогин А. Л., Быков И. С. Обзор конструкций и свойств кодов Грея. Математические вопросы кибернетики. Вып. 20. - Москва, Физматлит, 2022, c. 41–60. URL: http://library.keldysh.ru/mvk.asp?id=2022-41 DOIhttps://doi.org/10.20948/mvk-2022-41. [Perezhogin A. L., Bykov I. S. Review of constructions and properties of Gray codes. Mathematical issues of cybernetics. Issue 20. - Moscow, Fizmatlit, 2022, pp. 41–60. URL: http://library.keldysh.ru/mvk.asp?id=2022-41].(in Russian). DOI:10.20948/ mvk-2022-41
