組裝理論：大膽的新“萬物理論”可以將物理學(xué)和進(jìn)化論結(jié)合起來

物理學(xué)是理解宇宙如何運(yùn)作的奇妙框架，但其覆蓋范圍存在一些空白。其中之一是進(jìn)化。

雖然生物學(xué)應(yīng)該與物理理論保持一致，但大多數(shù)事情都會做，該理論至今無法預(yù)測進(jìn)化，以及特征和文化的出現(xiàn)。

在它應(yīng)該能夠做到這一點的基礎(chǔ)上，由亞利桑那州立大學(xué)的理論物理學(xué)家薩拉·沃克（Sara Walker）和格拉斯哥大學(xué)的化學(xué)家李·克羅寧（Lee Cronin）領(lǐng)導(dǎo)的國際科學(xué)家團(tuán)隊找到了彌合這一差距的方法。

他們稱他們的新框架為“組裝理論”，并說它可以幫助尋找其他星球上的生命。

“組裝理論提供了一個全新的視角，可以將物理學(xué)、化學(xué)和生物學(xué)視為同一潛在現(xiàn)實的不同視角，”沃克解釋.

“有了這個理論，我們可以開始縮小還原論物理學(xué)和達(dá)爾文進(jìn)化論之間的差距 - 這是朝著統(tǒng)一惰性和生命物質(zhì)的基本理論邁出的重要一步。

他們提出，當(dāng)我們不僅考慮物體的現(xiàn)狀，而且通過時間維度考慮它們時，考慮到它們是如何形成的，以及它們的變化潛力時，這種統(tǒng)一是顯而易見的。

為此，研究人員建造了關(guān)于他們之前的工作，他們在其中編譯了他們所謂的分子復(fù)雜性指數(shù).

為了編制分子復(fù)雜性指數(shù)，他們確定了創(chuàng)建每種類型分子所需的最小步驟數(shù)，并根據(jù)這些步驟的數(shù)量為它們分配復(fù)雜性。只有生命和技術(shù)過程才能產(chǎn)生需要超過15個組裝步驟的分子。

在他們的新研究中，他們生成了一個數(shù)學(xué)框架，用于定義從分子構(gòu)建塊中產(chǎn)生復(fù)雜物體（例如蛋白質(zhì)，眼睛或鱗片）需要多少選擇。

它類似于分子復(fù)雜性指數(shù)，但規(guī)模更高級。

這種組裝理論基于構(gòu)建對象所需的最少步驟數(shù)，其最小內(nèi)存，并且還考慮了給定對象在世界上的豐度：其副本數(shù)。

拷貝數(shù)很重要，因為隨著對象復(fù)雜性的增加，僥幸重復(fù)存在的可能性也會降低。除非有一些外力或壓力幫助它隨著時間的推移克服困難。這正是選擇在進(jìn)化過程中對隨機(jī)突變的作用。

利用由此產(chǎn)生的組裝理論基礎(chǔ)，研究人員能夠在理論上量化產(chǎn)生從分子到細(xì)胞結(jié)構(gòu)的進(jìn)化物體集合所需的選擇和進(jìn)化程度。

但結(jié)果不僅適用于現(xiàn)有對象。它們也可以用來預(yù)測新事物的出現(xiàn)。這意味著他們可以對給定系統(tǒng)中出現(xiàn)生命的可能性應(yīng)用一定程度的可預(yù)測性;例如土星的月亮巨人，其中許多已知生命的構(gòu)建塊可以找到。

該團(tuán)隊將努力進(jìn)一步完善他們的工作，以了解組裝理論如何定義生活。但該理論可以通過實驗進(jìn)行測試，這意味著他們可以將其應(yīng)用于實驗室環(huán)境，以嘗試重現(xiàn)生命的起源。

這意味著它可以提供答案，不僅僅是宇宙其他地方的生命，還有生命如何首次出現(xiàn)在地球上的奧秘。

“裝配理論提供了一種全新的方法來看待構(gòu)成我們世界的物質(zhì)，它不僅由不可變的粒子定義，而且由隨著時間的推移通過選擇構(gòu)建對象所需的記憶來定義，”克羅寧 說.

“通過進(jìn)一步的工作，這種方法有可能將領(lǐng)域從宇宙學(xué)轉(zhuǎn)變?yōu)橛嬎銠C(jī)科學(xué)。它代表了物理學(xué)、化學(xué)、生物學(xué)和信息論交叉領(lǐng)域的新領(lǐng)域。

該研究已發(fā)表在自然界.

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