為什麼宇宙中基本的東西會組合成為大分子有機物，進而組合成生命體這樣的東西？

題目不修改，但是很多人答人擇原理，抱歉是我描述有問題(不過也有很多答主切題啊。。)。

我聲明一下，問題不是**為什麼現在已經如此**，而是**為什麼可以如此**。

原描述:

眾所周知，遺傳演算法相關的思想是簡潔而有意義的。

給定一些評分規則，給定一些形似"基因決定表現"的結構(我們不妨直接用生物那一套來描述這個結構)。

再給定基因篩選的規則，使得一個基因型，如果概率上評分越低，則越容易被淘汰。

再給定一些變化規則，使得如下兩種情形並存：

對於基因的微小變化，生物體表現的變化也很微小。

對於基因再微小的變化，都可以導致生物體發生超過某閾值大小的變化。

對於上面的描述的情形，我們可以在短短的幾十行甚至十幾行代碼內表達出來，讓系統做出類似進化的行為，解決大量數學性質糟糕的優化問題。

而一個稍微的思維擴展是，在一些更基本的情形下，考慮非生命的事物組合成小分子、組合成大分子有機物的機制。這與遺傳演算法所描述的那一套，是否本質上是一致的？

我們可以考慮這樣一個情況:

自然界存在AB這樣一種很常見的分子，但AB_2之類的很少，甚至不會出現。

為什麼會這樣呢? 我可以考慮成一個目標函數對於AB的評分很高，對AB_2則很低——而如果說，這個目標函數和結合放能有正關係，是不是聽起來更合理。這樣一個分析，使得我們對個體表現和目標函數都有了一點模糊但有方向的了解，那麼，在這個問題里，基因是什麼。

這個宇宙有基因嗎？

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1.和遺傳演算法的「本質」不同

按照題主所設想的，符合我們常說的遺傳演算法的概念，每種物質的每個狀態都有一個評分，每種物質都可以「突變」成其他物質，物質之間可以「重組」、「融合」形成其他物質，經過足夠多的迭代之後（時間足夠長），物質出現的概率最終由某種評分方式來決定。

這裡面的「基因」對應的實際上就是各個物質的各個狀態對應的一個編碼——最暴力的編碼方式，就是所有原子的相對位置和力學參數。

我們實際上在描述什麼呢，是經典的封閉系統內的化學反應。不管這個化學反應多麼的複雜，甚至可以有很多種不同的化學平衡穩態，它也總是符合如下的評分方式：

能量越高越不穩定，概率越低；能量越低越穩定，概率越高

統計力學中經典的玻爾茲曼分布就是這樣的一個規律，在複雜的化學反應中，雖然沒有嚴格地證明玻爾茲曼分布的普適性，但是常見的化學反應類型也都證明還是符合的（Feinberg, M.,1979，J. S. Shiner 1987）。

而生命和生命合成的各種大分子有機物都有什麼共同特點呢？

能量高、不穩定

如果把這些大分子封裝在密閉的瓶子里，最後統統只有一個下場，就是自發地分解成小分子，無非是時間長短的問題。DNA在水環境下的半衰期估計只有521年（DNA has a 521-year half-life），所以侏羅紀公園這種科幻片基本上也就僅限於科幻片了。

那這個世界上為什麼還漫山遍野的到處都是DNA、RNA和蛋白質？我想這才是真正的問題吧。

#遺傳演算法雖然帶著遺傳的名字，用了自然選擇的原理，但是和現實中的生命演化是完全不一樣的。真實的生物必然改變環境從而不斷地改變選擇壓力，常見的結果是滅絕或者發散，而幾乎不可能收斂於某個特定的目標。

2. 打破可逆性（自我複製）是決定性因素

為什麼在封閉的化學反應裡面，能量越高的概率就越低呢？根本原因有兩個：1. 總的物質是一定的，不能出也不能進；2. 如果反應的生成物不能逃離容器的話，觀察無限長的時間，所有的化學反應本質上都是可逆的，都會實現正反應和逆反應的總體平衡。

這最終就會實現一個最大熵的狀態，少數高能幸運兒和絕大多數的低端物質之間達成動態平衡，再也不能對外界做什麼囂張的事情。

那麼怎麼打破魔咒，獲得很多高能物質呢？要允許物質流動、打破可逆性就好了。

既然允許物質流動，我們就不妨假設已經實現我們的主義，物質極大豐富——反應物濃度不隨著反應進行發生改變。而產物可以隨著物流鏈擴散到世界各地，在這種情況下積累財富，不，能量，還不容易嗎？

說起來簡單，但是很多常見的化學反應還是很難做到這一點的。

像這種水水的化學反應，方程左邊的物質再豐富，也是左耳朵進、右耳朵出，一個水龍頭加水，一個水龍頭漏水……

但是有一種」反應「可以，就是自催化反應，或者說自我複製，這也可能是最原始的生命形式。物質極大豐富的情況下，自我複製對外界的吸收是指數增長的！簡直停不下來啊。

考慮下面這個反應，大分子酶A，能夠催化小分子X聚合成酶A自身。

既然反應物X是極大豐富的，那麼就可以源源不斷地生產A。既然A是大分子，X是小分子，那麼濃度上就不會是一個數量級的，A可能是每立方微米有1個，而X是10的N次方個。A找到一個X的概率遠遠遠遠大於找到一個A，相對於正方向的反應，逆反應可以一直處於忽略不計狀態，系統永遠都不會實現可逆平衡，因此永不停歇地吸收物質、吸收能量，並把A擴散出去。

只要宇宙足夠大——人擇原理證明的確足夠大——那麼就總會在一鍋充滿著各種XXOO的湯裡面偶然的誕生一個A。一旦A出現了，那它就控制不住自己了，整個生命發展史都會從這兒開始。

當然，物質過去現在將來都不是極大豐富的，能夠既快又不太快地複製自己的系統，甚至在未來搞出些零部件順帶造一造X自給自足，就更有可能維持更長的時間，續更久。

以前對門的England老師曾經發了一系列大新聞，就是利用統計物理系統地描述了這樣一件事，維持特定複製速度所需的能量流動需要多少，怎麼才能更好地活著之類的（Statistical physics of self-replication，Dissipative adaptation in driven self-assembly）。這時，」選擇「的機制就參與進來了。而這些理論的確在模擬諸如環境微生物上有很高的解釋性（Cell division of E. coli with continuous media flow, 密恐慎點）。

3.湧現只是一個極弱的必要條件

@Lightwing 提到的湧現是什麼意思呢，就是一個大的系統，通過內部的相互作用，擁有一些神奇的性質，是系統裡面的子單元所沒有展現的。

雪花就是個經典的湧現的例子。

湧現這個現象聽起來很高大上，其實再常見不過了。

太多太多現象都被稱為是湧現的結果：經典力學是量子力學湧現的結果，溫度是分子熱運動湧現的結果，摩擦力是電磁感應湧現的結果（例子太多，詳見Emergence - Wikipedia）……

毫無疑問，湧現是大分子和生命體存在的一個必要條件——能量高、不穩定還廣泛存在，不是組成生命體的更小的單元所具有的特徵。

不過也就僅此而已了，這是一個弱條件，非常非常非常非常弱。因為湧現如何預測生命大分子的發生完全取決於如何劃歸子單元：既可以預測顯著地發生——和小分子化學反應網路展現不同的性質，也可以發生概率忽略不計——和單分子運動展現不同的性質。能夠給出各種可能的預測實在是不能再糟糕了。

「湧現」呢，可以解釋宇宙很多種現象。

換句話說，其實什麼也不能解釋。只要通過子系統不能還原地理解大的系統，那就是湧現……這當然可以解釋一切啊…………

湧現概念的提出是複雜系統研究和科學哲學中很重要的一環，也是各種科學研究中很愛用來拽文的名詞，但是它的內涵擴張得太大了，反而沒有什麼實用價值，在不同學科裡面往往都用來指定特定的意思。

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宇宙的目的大概並不是誕生出大分子或者生命……

有一種回答這種「為什麼宇宙剛好誕生了生命」的標準方法叫做人擇原理：如果宇宙不是恰好這樣，就沒有一個足夠複雜的生命在這裡問這個問題了。

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自組織和湧現現象。

普利高津的耗散結構理論指出，系統從無序狀態過度到耗散結構的過程(即熵減)需要三個條件:系統開放，遠離平衡態，以及元素之間的非線性作用。

不僅是基本粒子會組成大分子，還有生命體組織器官的形成，百萬魚群鳥群的群集現象，人與人形成巨大的社會系統(包括經濟系統)，最不可思議的是數千億簡單的單個神經元相互連接形成大腦並且湧現出自我意識，這些都是複雜系統的研究領域。感興趣的可以看看《複雜》這本書科普一下，有研究興趣的可以學學非線性動力系統，複雜網路，統計力學等作為入門，以及"新三論"和「老三論」作為進一步深入。

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這個現象一般叫 emergence（湧現）。

Youtube上的巨V Kurzgesagt 上周發布的視頻，有個很不錯的介紹。這個團隊的視頻一般都有幾十種字幕包括中文，也都非常推薦，不過不知道中國視頻網站有沒有上傳。

「湧現」呢，可以解釋宇宙很多種現象。

幾種基本粒子為何會自然組織成原子和元素？

百種元素為何會自然組織成幾萬種複雜的分子以及蛋白質proteins？

蛋白質proteins為何會自然組織成功能複雜、交互關係複雜的細胞器和細胞？

細胞為何會自然組織成幾千萬種千奇百怪的生物種類？

腦細胞為何會自然形成這麼複雜的意識體系？

散人為何會自然形成這麼多越來越複雜的社會單位以及文明？

物理微觀規則，導致更多化學規則，導致更多生物規則，最後導致諸多最抽象的宏觀社會規則。

計算機領域，一些簡單規則代碼能實現萬能多層的效果。其實每個領域都有類似的層級奇象。。。

因為這都是 emergent phenomenon / emergent property（湧現奇蹟？）。

為什麼呢？

並沒有什麼巧合或魔法神奇因素在內。我們本來就生活在這樣的宇宙。

那些無法湧現達到這種程度的宇宙，或者湧現路線不同的宇宙，很可能也有。。。但是我們不會出現在那樣的宇宙。因為我們永遠只可能呈現在目前這種規則的宇宙。

那些並不能夠在我們目前宇宙自然呈現的奇象；也就沒有呈現出來了吧？

我們現在所看到的一切，也都是已經湧現發展到目前最高境界的東西。

（如果有比我們湧現得更厲害、規模更發達的意識層別，我們這一層的東西也許無法理解和發現。或者說，我們這個宇宙最高只能達到這一層）

問出這樣的問題；有點類似於「為什麼我會出生在這個家庭，這個國家？」。毫無意義。如果你出生在了其他家庭其他國家，或者你沒有出生，當然就不會問出來這樣的問題了。

或者有時候像：「為什麼我們公司/國家都做得很厲害成功，超越了其他公司生存下來了？」。因為沒能競爭下去的公司/國家都已經淘汰了，然後已經沒人在裡面問這樣的問題啊。

這個也叫 Anthropic Principle。

（Anthropic Principle 最典型邏輯謬誤故事：「為什麼地球這麼適合人類居住？」。是不是很大的巧合？上帝明智啊，等等。其實是因為我們根本不可能出現在其他夠適合的星球上。當然會發現自己環境比較適合自己。萬物都是適合自己環境而來的。難道『冰』會反問自己為啥溫度正好這麼冷？？）

當然也有更多的「湧現解釋」。要看領域。比方說；規則和狀態必然導致這樣的結果，屬於環境本身固定潛能。或者，遲早會隨機出現更強大更適合環境的單位。只需要時間夠長（+causality），那些更高等級的東西自然也都會出現。不知道會具體出現什麼樣的組織化上層現象，但是自然總會有一個出現。因為生存（或繁殖）技能對於環境的控制超越了環境的隨機性。類似於進化的原理，也算是一種必然。或者看我們現代社會，也一直都在發展，而且比生物層級帶來的發展還要快速得多。

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眾所周知, 遺傳演算法其實沒什麼卵用, 僅在取名字上, 做到了CS界的巔峰.

比如, 蟻群演算法, 大雁演算法, 退火演算法等.

在做出這個結論之前, 我看完了"智能優化方法"還是什麼的, 還有一本英文叫做&.

遺傳演算法只是一種很拙劣的模仿, 一點也不智能. 其核心說白了, 就是優秀的結果應該是緊密分布的. 所以, 我可以先廣撒網, 然後在較優值附近精細搜索可能的最優值. 為了這麼簡單的事情, 各種演算法創造了諸多玄學式操作, 比如成熟, 分裂, 交換. 總之, 腦洞可以開得很大.

這個從農業上來說叫做育種, 用了上千年了, 但各種演算法改改參數就可以有新名字了.

這個跟宇宙有些許關係. 畢竟生命就是一手同花順, 宇宙就是無限猴子定理的完美體現. 但遺傳演算法既不可能有宇宙級別的算力給它浪費, 在變化上也趨於死板. 我現在還有印象的有隨機把一串bit array中的1調成0, 還有算梯度的, 這怎麼誕生出生命呢?

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高票的外國人在搞笑？

無機物到有機物→有機物（目前認為是具有自我催化能力的RNA）自我複製→形成生命，這是一個非常重要的課題，對研究生命起源非常有意義，這可是科學家孜孜以求的東西。

怎麼會毫無意義？

簡直莫名其妙…

萬一某個多重宇宙里就是沒有產生呢？怎麼其他行星就沒有生命呢？

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都寫在論文里了，想知道自己去看證明：

decoupling theorem

Vinegrodov main theorem，

mutilinear kakeya estimate，

短區間上liuvioule函數的平均估計。

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我是不喜歡「人擇原理」這樣簡單的「解釋」的，因為其沒有物理的給出任何「解釋」，只是說宇宙可能不是均勻的和各向同性的，如果宇宙不是均勻和各各向同性的不同區域的差異可能允許在某些區域出現生命，但是這是無法驗證的。

我喜歡換一個說法，不考慮宇宙不可觀測區域的差異，可觀測宇宙內部的區域那些傳統意義上被視為「封閉」的區域，也不能簡單視為一個封閉的系統，而生命分子從量子化學的角度來看正是適於利用小的漲落提供的「能量」來複制自身的結構，從宇宙總體的統計來看，只要宇宙不能視為封閉系統，生命就必然會出現在宇宙中。

基於量子漲落現象，宇宙可以視為一個近似封閉的系統還是一個開放系統，這就是宇宙學研究的前沿問題了，期待宇宙學家提出可驗證的理論。

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這沒有權威答案。但我有個人的看法。

地球上存在「內力」與「外力」。塑造了地貌。宇宙也可能有此類現象，就是「熵」與「逆熵」。宇宙一方面在通向耗散的「熱寂」，一方面在「組織化」，對抗這個趨向。

這個「逆熵」的組織化，就是宇宙進化的過程。粒子而原子，原子而分子，分子而單細胞，多細胞，脊椎動物，人類，人工智慧，超級生命體。

我們人類，客觀上對宇宙的作用，也就是讓宇宙在微觀層面秩序化，實現更高效的能量轉換。這是身不由己的「自然過程」。或許超級生命並不認為我們是生命，只是些類似「酶」的存在，一種能量轉換，秩序化的「催化劑」。

生命體是「自然秩序」的一部分。

這樣推想很有趣，人類能不能見到外星人呢？或許會。但必定是更高效地實現秩序化的物種取得勝利。人要是勝不了也不必擔心。因為越低級，越廣泛。

共產主義學堂：eziv587

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自然是因為外界負熵流輸入，產生自組織過程。。。

大家都應該看到過雪花的照片，是非常規則、非常美麗的幾何圖形，一個沒有生命的雪花，為什麼會長成如此有規則的六角形呢？冰箱里雪糕的表面為什麼不是六角形呢？是雪花活過來了？還是上帝之手變的魔術？

我們先來看一些例子，沒有生命的事物，是怎麼在上帝之手活過來的。腌制好的松花蛋，蛋白中會生成漂亮的松花；激光發出的光線都是朝同一個方向；打開燈，燈的每條光線雜亂無章毫無規則的發射，因此充滿整個房間，而激光卻不一樣，所有的光線都集中朝著同一個方向發射，彷彿上帝之手把光線抓在一起，同樣是通電，為什麼有的光線雜亂無章，有的齊心協力呢？跟雪花的例子很相似，是上帝之手，還是光線活過來了？

生命的基礎是有機物，有機物是由碳氫氧組成，為什麼有的碳氫氧變成石油、天然氣，有的變成細胞和生命呢？是上帝之手嗎？還是有一部分碳氫氧活過來了？

同樣的靈長動物祖先，為什麼有的進化出了直立行走發展了語言，有的還在樹上靠吼叫？有的進化成了人類？有的還是猴子？是上帝的指引？還是還是猴子突然開竅，變得的會說話？

以達爾文為的《物種起源》為代表的進化論觀念指出，高級生命是由低級進化而來的，並且低級會有一種自發的向高級進化的趨勢，這種趨勢似乎是上帝的安排。不可思議的是,在非生命的領域，同樣存在結構和功能從低級到高級的現象，水蒸汽自動凝結成六角形的雪花，激光自動把光線朝一個方向發射，經濟由自然經濟到商品經濟，社會由原始社會到奴隸社會到封建社會到資本主義社會。

然而，現實中也有大量與進化觀念相反的事實和觀念存在，例如熱二定律。熱二定律：孤立系統總是自發的向混亂度（熵）增加的方向進行。這裡的自發就是自動發生的意思，例如鹽溶進水裡自動變成濃度均勻的鹽水，一杯熱水加入一杯冷水，熱水自動向冷水傳遞熱量，變得溫度均衡。

在我們看來，鹽和水加一起變成鹽水，熱水加冷水變成溫水是天經地義的事情，但是科學家卻給出了如此變化的理由，同時也指出了自動變化的方向或說是趨勢，解釋了鹽水為什麼不會自動變成水和鹽，溫水為什麼不會自動變成熱水加冷水，原因就在於混亂度。

舉個例子來說明熱二定律，把鹽放進水裡，鹽會自動的溶解在水中變成鹽水，混亂度增加，我們看看上面熱二定律是怎麼說的，孤立系統總是自發的向混亂度增加的方向進行，鹽水的混亂度比鹽加水的混亂度高，所以這個過程會自動的進行。反過來，鹽水裡的鹽和水，就不能自動的分開。

但是我們知道，現實生活中鹽和水是能夠分開的，比如說從海水裡曬鹽，怎麼回事呢？我們再來看看熱二定律是怎麼說的，孤！立！系！統！總是自發的向混亂度增加的方向進行，孤立系統又是個什麼意思呢，說的就是我們考察的對象只有鹽、水和鹽水，不存在其他的條件，不給水加熱，不給水曬太陽，沒有其他任何額外的東西。而海水曬鹽的例子中，考察的對象變成了鹽水、鹽、水、太陽。一杯熱水和一杯冰水混合會變成一杯溫水，不需要任何條件自動進行，但是想要把一杯溫水分成半杯熱水和半杯冰水就需要外界提供條件。

20世紀70年代，普利高津的耗散結構論給我們帶來了希望。耗散結構很好的解釋了物種的突變和進化、生物和人類社會自發的由低級向高級進化的原因。在解釋耗散結構之前要了解一個概念——自組織現象。自然界中自組織現象是大量存在的，典型實例如：由高空水汽凝結會形成非常有規則的六角形雪花，彷彿有上帝之手在控制，松花蛋中出現的漂亮的"松花"，激光器中的自激振蕩，貝納德流體的對流花紋，貝洛索夫－扎鮑廷斯基化學振蕩花紋與化學波等。

舉個例子，普通光源，比如電燈泡發出來的光子各不同，而且會四面八方發射，當外界向激光器輸入的功率小某個臨界值時，激光器就像普通燈泡一樣。當輸入功率大於臨界值時，就產生了一種全新地現象，各原子不再獨立地互不相關地發射光波了，它們集體一致地行動，激光器發射出單色形，方向性和相干性極好的受激光發射光，光線全部都朝一個方向射出，光束的發散度極小，接近平行，好像光子們「約定」好了，一起朝某個方向發射。激光的例子非常具有代表性，激光器通電發光（朝四面八方），這個現象是自發的，只要通電就能發光，就如同只要把鹽丟進水裡就能溶解一樣，但是如果激光通入大於臨界功率的電壓，光線就能自動的變成同一個顏色、朝同一個方向發射。

再舉個例子，B-Z 反應是體現時空有序的自組織現象，由蘇聯化學家別洛索夫(Belousov)和扎包廷斯基(Zhabotinsky)發現的，蘇聯化學家Belousov用硫酸鈰鹽（Ce3+和Ce4+）的溶液為催化劑，以溴酸鉀氧化檸檬酸。當把反應物和生成物的濃度控制在遠離平衡態的濃度時發現，溶液中四價鈰離子的黃色時而出現，時而消失。在兩種狀態之間振蕩，時間也極準確，周期為30秒，呈現出具有一定節奏的「化學鍾」現象。如果能夠不斷加入反應物和排出生成物，則「化學鍾」可長期保持。後來扎包廷斯基又發現在某些條件下容器中不同部位各種成分濃度不均勻，呈現出許多漂亮的花紋，並且在某些條件下花紋會成同心圓向外擴散或成螺旋狀向外擴散，像波一樣在介質中傳播。

如果專業的術語看不懂，這裡可以用一個通俗的例子解釋。想像一下三個工人要把磚從一樓搬到二樓，工人A站在地上往上遞磚，工人C在二樓窗戶接磚，工人A沒辦法直接把磚遞給工人C，於是想了一個辦法，由工人B站在桌子上，把工人A遞給他的磚轉交給工人C,假設從樓頂上特殊的角度看，工人B彎腰取磚的時候看到黃色，而直立起來遞磚給C的時候看不到顏色，那麼只要工人A不停的遞磚給B，而C不停的把B給的磚拿走，那就會出現上面例子中黃色時而出現，時而消失的現象，那麼就能夠很簡單的理解上面的例子。這種現象的周期出現似乎是經過「自動組織起來的」「準確計時」的，科學家管這種「自動組織起來的」現象叫自組織現象，管「準確計時」叫「有序」，時間上的有序，管「光子約定好了方向」的現象叫空間上的有序。但是為什麼沒有生命的物質也會出現的極其有規律的、違反常識的現象呢？

普利高津給出了答案——因為這個實驗給出的條件形成了耗散結構，一旦形成耗散結構，沒有意識的物質也像有意識一般，「約定好」、「準確計時」、「自動組織起來」。耗散結構論可概括為：一個遠離平衡態的非線性的開放系統（不管是物理的、化學的、生物的乃至社會的、經濟的系統）通過不斷地與外界交換物質和能量，在系統內部某個參量的變化達到一定的閾值時，通過漲落，系統可能發生突變即非平衡相變，由原來的混沌無序狀態轉變為一種在時間上、空間上或功能上的有序狀態。這種在遠離平衡的非線性區形成的新的穩定的宏觀有序結構，由於需要不斷與外界交換物質或能量才能維持，因此稱之為「耗散結構」。

耗散結構有4個必要條件，1）開放體系（區別於孤立體系），系統和環境有物質、能量、信息的交換。就是說要不斷有磚提供給工人A（耗），也必須不斷把傳遞給工人C的磚拿走（散）；2）遠離平衡態（區別於平衡態和近平衡態），體系具有足夠的反應推動力，推進無序轉化為有序，形成耗散結構。就是說工人A或B或C的老婆生病住院非常缺錢，他們非常想快點賺錢，因此他們快速的幹活；3）非線性作用（區別線性作用）。就是說由於工人ABC知道自己的錢越來越多，所以他們的幹勁越來越大，活越干越快，類似於滾雪球；4）漲落作用。體系中局部區域的某個變數或行為與體系整體平均值出現偏離。就是說工人A或B或C中有一個人比其他人更缺錢，因此他幹得更賣力，不停的催其他人。滿足這四個條件，沒有生命的物質也會「自動組織起來」。

米勒-尤列實驗是關於生命起源的經典實驗之一，氫氣、甲烷和氨氣在實驗室環境下產生了氨基酸，沒有生命的氫氣、甲烷、氨氣，「自動」組織起來了！如果缺少實驗室提供的條件(電火花、無氧)，可能不會產生氨基酸，那麼我們則認為是該實驗的條件讓這三者產生了自組織行為。

根據耗散結構理論，德國生物學家愛肯提出了超循環論，其中心思想是在生命起源和發展中，從化學階段到生物進化之間有一個「分子的自組織過程」(這才是重點！！！)。這個進化階段的結果是形成了人們今日所見的具有統一遺傳密碼的細胞結構。愛肯認為，「進化原理可理解為分子水平上的自組織」，以最終「從物質的已知性質來導出達爾文的原理」。這為生物的進化提供了初步的解釋。耗散結構理論不僅在物理學方面成立，在化學、生物、心理、經濟和社會發展等方面都成立。耗散結構理論對當代高科技的代表如混沌理論、量子論、相對論產生了巨大影響，極大的豐富了並影響了「老三論」，直接導致了「新三論」的產生。著名未來學家阿爾文·托夫勒在評價普利高津的耗散結構思想時，認為它可能代表了一次科學革命。

回到標題中生物進化的這一命題，從上面的自組織現象看來，只要滿足形成了耗散結構的條件，無生命的元素完全能夠自動的組成有機物，小分子有機物也能夠組成具有遺傳特性的DNA，以至於形成人類這種高等生物，生物的變化從現象來看是在不斷進化，而本質上不是生物自己在進化，而是環境的力量在推動！

透過現象看本質的經典文章還有——

生命起源（中）能量篇——上帝的造物之手

生命起源（上）結構篇——細胞膜結構

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因為宇宙爆炸時發生了我們無法理解的事情，誕生了時空。時空並非平坦，各種奇異的現象糾纏在一起產生了基本粒子，進而產生了質量，能量，力等現象。這些現象由宇宙基本常數確定，是構成夸克，原子，分子等一切的基礎。如果宇宙常數稍微改變一點，我們的宇宙就不是現在這樣子了。

要說為啥，那就是宇宙誕生就決定了其可能性，當時間足夠長也變成必然事件了。

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人擇原理是不錯的答案啊

經常可以在數學教材上看到，證明過程很簡單，就留給有興趣的讀者自己完成了。這種情況，往往證明過程極其繁瑣，沒幾頁紙根本寫不完。

遺傳演算法也是類似的，作者根本講不明白heuristic到底是什麼，反正it works like a charm，就強行類比成自然界中存在的某種現象了。

就像費曼物理學講義里提到，我們根本不知道什麼是能量，為什麼能量守恆。但是為了計算，我們需要等式，而不是不等式。為什麼要計算，是為了定量預測未來。可是未來真的是我們可以預測的出來的？我們只是相信最終我們是可以預測未來的。假如我們不相信這一點，就不會有什麼物理學了。

比如我篤信熵增神教，我認為一切都可以用熵增來解釋，局部看起來是熵減，全局看起來一定是更快的熵增。而當我們提到熵的時候，我們實際上說的是，我們只知道總體上看上去好像符合這個，但是我們對具體細節一無所知。當你問為什麼可以如此的時候，答案必然得包括所有細節，所以可能永遠都不會知道答案。

Philosophy, as I shall understand the word, is something intermediate between theology and science. Like theology, it consists of speculations on matters as to which definite knowledge has, so far, been unascertainable; but like science, it appeals to human reason rather than to authority, whether that of tradition or that of revelation.

——Bertrand Russell

羅素告訴我們，神學，哲學，科學都是一種信念，區別只是已知的有多少而已。題主你很危險，你很快就要進入到神學的領域了

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你的問題描述有些語焉不詳，如果討論我們現在認知的生命範疇，這個問題可以簡化為：具有生命相關的大分子是如何自組裝起來，並且能有自複製機制將其保留下去的。

過去認為RNA作為一種分子具有很好的這兩種性質：既能以自己為模板保存一些信息，RNA也能很有趣的各種摺疊來產生一些功能，這個例子從現在我們觀察到的各種RNA酶諸如核酶中得到了支撐。

Eagles：RNA 世界假說有什麼很好的依據嗎？ 這個是今年的一篇計算生物學的文章，裡面提到蛋白質其實也有很好的自組裝潛力，並且可以自複製。

生命所需的大分子憑空產生當然在熱力學上幾乎不可能的事情，但是一定的自組裝潛力能夠使這一進程大大加快。而當帶有特定功能的分子可以信息高保真的複製下去後，這就給生命的誕生提供了更好的支撐。如果題主只是好奇大分子有機物的產生的話，這其實跟遺傳演算法沒任何關係，主要是一個計算化學的問題。

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這個根本不是科學能解釋的，科學只能解釋現象，不能解釋原因。

不論怎麼構建宇宙的核心規則，在物質上都無法去驗證，最終都只是假說。比如說上帝，就找不到那個物質上的上帝。宇宙大爆炸也是，奇點是找不到的。

宇宙不光是有熵增，還有熵減，生物就是熵減，使無序變得有序。

按照熵增定律，宇宙終點整體熵值是無窮大的，也就是不可描述，不光是整體不可描述，連局部也是不可描述，∞/∞＝∞。但是，同樣是物理學定律，宇宙熱寂時，整個宇宙會跌落到幾個低能的狀態上，這顯然又很好描述。

於是，我不得不得出結論，宇宙整體可能存在一個熵平衡，描述宇宙的複雜性有可能是始終不變的。分形數學支持了這個假想，當然回到第二段，物質上仍然無法驗證，沒法驗證整個宇宙。

我並不贊同宇宙大爆炸假說，不過暫時一用。

一個不可描述的包含宇宙全部物質能量的奇點，在時間起點開始進行空間結構的搭建和物質能量的分發，整個宇宙自此失去了一體性，也可以稱為為全局性，全局性的喪失就是，我們人類在地球上，能推導出奇點位置，但無法推導出其他的「地球」具體位置。

同時也存在有維持全局性的力量，就比如說恆星，集中物質能量，向遠處釋放信息。通過漫天星光和天文望遠鏡，人類就能初步掌握其他星系的情況。不過，這種全局性太高昂貴也不精準。

有一種不貴又非常精準的全局性，那就是生命的力量。生命最開始，在單細胞之前，就起到了把不同位置的不同資源聚合為固定結構的作用。這種力量發展到現在，就變成了從澳大利亞和巴西運輸鐵礦石到中國，把工業品從中國運輸到各國。在信息全局性上更是徹底，已知資源、發展過程、未來趨勢、人心變化、政體穩定等等，無窮的信息被濃縮到商品價格、期貨價格、股票價格上，價格的高低就能夠體現出資源的多少和優劣。到了太空時代，生命的力量能把那些不發光星體的礦物也轉化為商品期貨價格，最終傳達給每個人，比起星光法高到不知道哪裡去。

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局部的有序加快了自然的無序進程

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倖存者偏差

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Mark一下慢慢寫，不斷更新。剛好也是對自己最近讀的Nick Lane的兩本書的總結。不是專業人士，粗淺瑕疵之處多多指教。

簡單的來說，我的討論更多集中在後面一個問題上，既在本宇宙的物理規律下，為什麼生命一旦出現就無法消失並會不斷演化。（當然你非要說恆星吞噬，黑洞，二向箔我也沒轍）

這一問題不應該簡單的用人擇原理解答，所謂融合現象這《失控》一書裡面的淺顯概念也不是很合適。人擇原理是一種對物理本質問題的逃避，這種逃避無可厚非，想想即使數學也需要公理來開始推理。生物學對生命從無到有，從簡單到複雜已經有了邏輯上非常優美的推理。

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不用糾結，我們，一切都是隨機隨出來的。我們恰好適合這個宇宙的環境法則，所以倖存下來。其他的都消失了。換個環境，比如火星上面，我們就無法生存。至於為什麼這個法則是這樣？目前誰都不知道，這也就是終極問題：我從何而來，怎麼來的。。。

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1. 發展的過程遵循不會產生矛盾的原理；

2. 所有發展的源頭是（真）隨機的產生的。

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一切都是偶然

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