The Origin and Evolution of Information Handling

描述生命起源时的一个重大挑战是解释“如何从纯分子动力学中自然而然地出现指令信息控制系统”。到目前为止，还没有人阐明信息控制是如何从一开始就出现的，以及生命中原始的控制机制是如何演化并变得越来越精细的。基于最近的实验结果，表明化学计算不需要存在与生命相关的化学物质，我们阐述了化学自动机信息处理的起源和早期演化，从信息处理（计算）到信息存储（记忆）和信息传输（通信）以及后来的数字信使，同时涵盖其句法、语义和语用特征。与其他假设存在初始复杂结构的理论不同，我们的表述从微不足道的自我复制体开始，它们的相互作用导致更强大的分子机器的出现。通过精确描述基于化学的计算中的原始转换，我们的框架能够解释上述空白，并可转化为其他计算模型，使我们能够探索多个空间和时间尺度上的生物现象。与自由能原理相容，我们已经开发了一个计算启蒙主义的理论框架，能够描述从生命起源到更高层次的认知，就像是一个纯粹的建构主义叙述。在我们的手稿结尾处，我们提出了一些扩展我们想法的方法，包括验证我们理论的实验（无论是在体内还是在体外）。

论文探讨了生命起源中信息处理的起源和演化，以及化学自动机如何通过化学计算实现信息处理、存储和传输。

论文从简单的自复制体出发，通过描述化学计算的原始转换，阐明了化学自动机在信息处理、存储和传输方面的演化过程。

论文提出了一个与自由能原理相兼容的计算激活主义理论框架，旨在描述从生命起源到高级认知的过程。论文还探讨了如何将这个框架扩展到其他计算模型，并提出了一些实验验证和进一步研究的方向。

相关研究包括：1.《The Emergence of Life: From Chemical Origins to Synthetic Biology》；2. 《The Origin of Life: A Review of Facts and Speculations》；3. 《The RNA World and the Origins of Life》等。