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論文資訊
- 類型：工作論文
- 編號：工作論文 #1483
- 日期：2026-03-18
摘要
進化論的形式結構是基於等位基因、個體和群體的動態。因此，該理論必須假設這些實體先前存在。這個存在問題在近一個世紀前就已被認識到，當時 DeVries（1904）指出，「自然選擇可以解釋適者生存，但不能解釋適者的到來。」存在問題的核心是確定生物組織在個體發育和系統發育中如何產生。我們基於化學的兩個抽象概念發展了一種最小的生物組織理論。該理論是使用$\lambda$-演算來表述的，它提供了一個自然的框架，捕獲（i）化學的建設性特徵，即分子的碰撞產生新的分子，以及（ii）化學的等價類的多樣性，即許多不同的反應物可以產生相同的穩定產物。我們採用充分攪拌和約束的隨機流反應器來探索大量應用相互作用的 $\lambda$ 表達式的一般行為。這種構造性的動力系統產生以句法和功能不變性為特徵的固定轉換系統。組織是由這些句法和功能規則來識別和定義的。組織內保留的物件以語法為特徵，而物件之間的互動則以代數關係為特徵。系統中維持自身的物件實現了代數結構，並具有在物件之間的相互作用下不變的語法。組織是自我維護的，其特徵是（i）由不變性建立的邊界，（ii）強大的自我修復能力，負責對擾動的魯棒性，以及（iii）中心，定義為代數的最小動力學持久和自我維護生成器集。對隨機流反應器施加不同的邊界條件會產生不同層級的組織，並且每個層級內的組織具有多樣性。 0 級由自複製物件或複製物件的簡單集合定義。 Level 1表示一個新的物件類，其物件是由Level 0物件組成的自我維護組織，Level 2是由Level 1組織組成的自我維護元組織定義。這些結果與生命的歷史相類比，即從自我複製到自我維持的原核組織，最終產生自我維持的真核組織的進展。在我們的系統中，自我維持組織的出現是化學的兩個特徵的一般結果，無需自然選擇。我們認為這些發現呼籲人們更重視生物秩序的結構基礎。