Is the Emergence of Life an Expected Phase Transition in the Evolving Universe?
《生命的出现是宇宙演化中预期必然出现的相变吗？》
Stuart Kauffman and Andrea Roli
https://osf.io/6rvjs 
https://doi.org/10.31219/osf.io/6rvjs
https://arxiv.org/abs/2401.09514v1

1.1.1.3.1 生命的定义
一个非平衡的、自我复制的化学反应系统。具有以下三个特征：
1.集体自催化（催化闭合 Catalytic Closure）：一个具体例子是模板复制双链RNA序列，每条链都是合成另一条链的模板催化剂。
2.约束闭合（Constraint Closure）：系统通过构建自己的边界条件约束来构建自身，从而构建相同的边界条件的能量释放。细胞自我构建边界，计算机、汽车不会自行构建边界。细胞在释放能量时构建了非常边界条件，而能量构建了完全相同的边界条件。
3.空间闭合（Spatial Closure）：对应在通用构造函数中。物理体现的指令扮演着的双重角色：生命体用于构造通用构造函数的副本，其中构造物理指令的物理副本被构造，然后指令被插入其中。物理指令的双重作用恰恰构成了软件和硬件之间的区别。与此形成鲜明对比的是，活细胞通过自催化和约束闭合，专门构建自身。细胞不是需要单独指令的通用构造函数。元胞自动机模拟了一个可以无限进化的数字世界，具有自我催化和空间闭合的特征，却不具备约束闭合的特征。在元胞自动机中，即使在那些能够不断重复自身的规则中，如果在复制过程中，如果规则发生了改变，那系统由于缺少约束封闭，也会难以出现预适应的现象。

康德式整体（Kantian Wholes）：一个有组织的存在者具有部分为整体而存在，并通过整体而存在的属性。所有生物都是康德式的整体，它们为它们的部分而存在，并通过它们的部分而存在。生物体已经进化成嵌套的康德整体。原核生物是一阶康德整体。真核细胞是线粒体和叶绿体的共生体 是包含一级康德整体的二级康德整体。多细胞生物是包含二阶和一阶康德整体的三阶康德整体。

1.1.1.3.2 生命出现的必然性
根据生命的定义，生命是宇宙演化中预期必然出现的相变现象。
设N为节点数，连接节点的线数为L，比率L/N增加到 0.5 时，一个巨大的连接组件或网络出现了。增加系统中分子的数量和原子复杂度，反应与分子的比率增加，在系统中分子的某种复杂性和比率下，将出现一个集体自催化集，是一个一阶相变，其概率接近 1.0。通过该相变可以产生自我复制的分子系统，由此论证生命涌现的必然性。

1.1.1.3.3 进化的不可演绎性
进化生物圈持续创造了无法提前推断或确定的新相空间。
不同于牛顿范式下的无生命物理学，生命体诉诸功能是必要的。一旦我们定义了一个康德整体，其组件的“功能”是明确的。组件的功能是其因果关系的子集，是对维持整体带来的影响。因为零件的功能是其因果属性的子集，它维持整体，同一部分的功能可以改变。一些新的，未使用的，同一部分的因果属性的子集可以维持整体。这些被称为预适应。预适应不能被事先预测，是生物圈功能新颖性和开放式进化的源泉。生物圈的演化是一种不可演绎的结构，而不是必然的演绎。生物圈的进化没有任何规律。因此，我们不能使用集合论或任何基于集合论的数学：集合论的第一公理是扩展公理-“当且仅当两个集合包含相同成员的集合时，它们才相等”。此外，选择公理也失败了。我们不能使用基于集合论的数学——基本上是所有的数学——来推断生物圈的未来演化。我们不能仅仅用物理学来解释生物圈的演变。可遗传变异的自然选择作用于康德的整体，而不是直接作用于其部分。这种选择是向下的因果关系。在这里，解释性箭头指向上方。

《生命的出现是宇宙演化中预期必然出现的相变吗？》
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《生命相变必然涌现，而演化则不可预期》
https://mp.weixin.qq.com/s/BPNonKtKFAeE4PEKgJppnQ
集体自催化集（Collectively Autocatalytic Sets）和相邻可能理论（Theory of the Adjacent Possible）