M. Katznelson，J。Wolf和E.Kunin文章的节略翻译
迈向生物进化的物理原理
Mikhail I. Katsnelson，Yuri I. Wolf，Eugene V. Koonin
arxiv.org/abs/1709.00284→
上一部分另一著名的薛定ding说生物使用“负熵”（或负熵，薛定ding显然喜欢但未被研究人员接受）。 令人惊讶的是，在薛定ding时代，人们普遍认为，尽管不确定，但诸如生物之类的复杂系统有时会违反热力学第二定律，而且这种明显的“违背”需要特殊解释[30]。
现在我们更好地了解了熵的性质和热力学第二定律，因此薛定er的这种观点是可能的，有必要加以澄清。 显然，生物圈和整个地球不是封闭的系统，而是对不断涌入的能量开放的，这些能量主要来自太阳（对环境影响相对较低的其他来源包括地球肠中重元素的放射性衰变）。
地球生命利用光能自养生物（利用光能生物合成细胞成分的有机体）通过光合作用的能量流在一定程度上发挥作用，例如光化学机器。 当然，在考虑太阳地球系统时，甚至没有出现违反热力学第二定律的情况。 每个生物，种群或生态系统也是一个热力学开放系统。 根据薛定ding的怪诞说法，更恰当的说法是，生物体主要消耗能量以及化学结构单元，而不是“负熵”。
但是，关于薛定ding提出“负性”的实际动机，我们可以说，这与生物学中一些最基本和最复杂的问题有关，即，在生物体中出现并保持了惊人的秩序和巨大的复杂性。 毫无疑问，复杂性是所有科学中最有问题的概念之一；它抵制了全面的定义[34]。 实际上，最常用的复杂性定义是上下文相关的。 在生物学中，复杂性非常重要，至少在基因组，生物体和生态系统的层面上是重要的[35，36]。
基因组的复杂性可以通过选择的核苷酸位点的数量来明确解释，从而携带生物学上的重要信息[37-39]，尽管详细的定义没有考虑基因组水平上其他重要的复杂性来源，例如替代转录起始和真核生物的选择性剪接。 与生物体和生态有关的复杂性通常被认为是相应系统中独立组件的数量和/或层次结构级别[40]。 不论确切的定义如何，似乎都清楚地看到，稳定地保持，不断增加的复杂性是生活的特殊特征，也是理论建构的主要挑战。
物理学与生物学之间最传统的相互作用方式是生物物理学，它使用物理学中采用的方法来研究生物大分子的结构和动力学特性，以及细胞和生物体的结构及其功能。 几十年来，生物物理学的各个领域都被证明是富有成效的和成功的[41]。 但是，这仍然是物理与生物学之间相互作用的一个单独的附加领域，在该领域中，物理理论可用于描述，建模和分析生物过程，尤其是种群水平上的进化。
玻尔已经非常重视（作为补充性原则的一般性讨论的一部分）对生物的纯粹物理的，结构性的方法与作为生物的“整体”性质之间的补充[42]。 一方面在热力学和统计力学之间进行类比，另一方面在种群遗传学之间进行类比的原理最早由著名的统计学家和人口遗传学理论的创始人罗纳德·费舍尔（Ronald Fisher）于1920年代提出[43]，并在随后的几年中提出。发展这一过程的理论方法[7,9,10]。
以各种形式，来自统计力学的理论形式主义（用于描述理论的数学模型）已被越来越多地用来证明生物进化模型的合理性。 在其他类似的数学模型中，使用渗流理论分析自适应景观的演化具有重要的应用[44-46]。 物理学渗透到进化生物学的主要目标是非常雄心勃勃的：它无非是生物学进化理论的物理发展，甚至是生物学向物理学的转化[5,6]。 显然，这样一项全面的计划，即使原则上实施，也不能一in而就。 通过使用思想和理论物理学的数学工具对多样化的进化过程进行建模，只有在给定时间的某个阶段才有可能取得进展，以期最终能够将这种模型组合成一个和谐的理论基础。
在本文中，我们讨论了生物进化的几个方面，其中最初可能来自凝聚态物理概念的理论观点似乎是可能的。 我们建议考虑一下这样的陈述：物理理论能够对当前的进化理解做出不平凡的贡献，而当充分考虑到复杂性水平的出现和演化现象时，物理学本身的最新理论发展可能会是需要的，这是生物系统的特征。
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