关键词:自生成结构,组装理论,自然选择,涌现



论文标题:Assembly theory explains and quantifies selection and evolution
论文来源:Nature
斑图链接:https://pattern.swarma.org/paper/ff9576ae-630b-11ee-8c61-0242ac17000d
原文链接:https://www.nature.com/articles/s41586-023-06600-9

科学家一直在努力协调生物进化与物理学所定义的宇宙不变法则之间的关系。这些法则为生命的起源、进化以及人类文化和技术的发展奠定了基础,然而却并不预测这些现象的涌现。进化理论通过选择的视角解释了为什么有些事物存在而其他事物不存在。为了理解在没有固有的设计蓝图的情况下,如何从物理学中涌现出多种多样且开放的形式,需要一种新的理解和量化选择的方法。


文章提出组装理论(assembly theory, AT)作为一个框架,它不改变物理法则,但重新定义了这些法则所作用的“物体”的概念。组装理论将物体的概念不再看作是点粒子,而是看作是由它们可能的形成历史所定义的实体。这使得物体能够在个体或选定单元的明确边界内显示出选择的证据。


图1. 组装指数和最短路径(路径)

作者引入一个称为组装(assembly, A)的度量,捕捉了产生给定物体集合所需的因果关系程度,这种方法能够将新颖性生成和选择纳入复杂物体的物理学中,它解释了这些物体如何通过考虑其组装的前向动力学过程进行刻画。


通过在组装空间中重新构想物质的概念,组装理论为物理学和生物学提供了一个强大的接口。它揭示了在化学尺度上涌现出的一种新的物理学面向,其中历史和因果关系影响着什么会存在。


图2. 在组装空间中的选择和演化



编译|董佳欣
 

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