无目的的物理学,如何涌现出有目的生命?
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经过自然选择,“演化”无与伦比地描述了生命的复杂性是如何发展的——但它可以用物理学来解释吗?一种新的方法表明它可以。近日,Nature 杂志发表了题为“组装理论解释并量化选择和演化”的最新研究,文章认为,一种被称为“组装理论”(Assembly theory)的方法为横跨物理学和生物学的进化选择提供了统一框架。著名理论物理学家、南非开普敦大学复杂系统科学家 George Ellis 撰文评论了这项工作,认为组装理论是统一物理学和生物选择的普适框架,但如何应用于复杂环境,比如解释涌现的生物层级结构,则需要继续探索。
翻译 | 余凡尘
审校 | 梁金
论文标题:Assembly theory explains and quantifies selection and evolution论文地址: https://www.nature.com/articles/s41586-023-06600-9
图1. 功能的奥秘。人体内的血管系统(图中是眼睛的视网膜内)进化到允许心脏将氧气泵送到每个细胞,从而维持人们的生命。目前提出的物理学无法解释为什么存在如此具有特定功能的复杂结构,这正是Sharma等人的组装理论有助于填补的空白。图片来源:Susumu Nishinaga/Science Photo Library
[1] Hartwell, L. H., Hopfield, J. J., Leibler, S. & Murray, A. W. Nature 402, C47–C52 (1999).
乔治·埃利斯(George F. R. Ellis,1939-)是南非开普敦大学数学与应用数学系(University of Cape Town in South Africa) 复杂系统荣休杰出教授。埃利斯教授的研究领域横跨引力和宇宙学、复杂性和因果关系、大脑和行为三大领域,从观察宇宙不同尺度的不同性质到研究人类大脑中基本情感系统的本质。埃利斯教授著作等身,迄今已经发表了500多篇学术论文,出版了相当数量的研究专著。早在1973年,他就和斯蒂芬霍金一起合作出版了名著《时空大尺度结构》(The Large Scale Structure of Space-Time)。他最近的著作是《物理学如何奠定思维?人类背景下自上而下因果的关系》(How Can Physics Underlie the Mind? Top-Down Causation in the Human Context),施普林格出版社2016年出版。
本文经授权转载自微信公众号“集智俱乐部”,翻译自 Nature 评论文章,译者为中国科学院化学所研究生,返朴发表时略有改动。原文链接:
https://www.nature.com/articles/d41586-023-03061-y
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