生命是什么？这仍然是生物科学中最典型的难题，这个问题体现了生命形式的错综复杂和惊人的多样性。这项研究表明，解决这种极端复杂性的一个可行方法是把有生命的物质概念化为一连串生产机器的机器。
这个级联说明了细胞是如何由更小的子机器组成的，达到原子水平，分子机器，如离子泵和酶，在原子水平上运作。在另一个方向上，它解释了细胞如何自我组织成更大的系统，如组织、器官和种群，积累到生物圈中。
这个新的概念框架是韩国蔚山国家科学技术研究所（UNIST）物理系的Tsvi trusty教授和纽约洛克菲勒大学物理与生物中心的Albert Libchaber教授合作的成果。这项研究受到了17世纪博学家戈特弗里德·莱布尼茨的启发，莱布尼茨指出，“自然界的机器，也就是生命体，在最小的部分上仍然是机器，直到无限”。
托拉斯蒂和利布查伯构建了一种简化的语言，将生命物质描述为（几乎）无限的双级联，在空间上跨越18个数量级，在时间上跨越30个数量级。这个级联的大尺度和小尺度分支汇聚在1000秒和1微米的临界点上，对应于微生物生命的典型时空尺度。本文根据基本的物理和逻辑原理解释了临界点的起源，并将其确定为自我复制机器与咸水接触所需的最低条件。这个临界点标志着从建造最小的自我复制机器到出现这样的机器社会的进化，最终导致整个生物圈的形成。
“这项工作为开发能够概括生活特征的数学语言奠定了概念基础，”Tlusty教授说。“这种形式主义对于构建生命理论至关重要。”
这项研究的结果发表在美国国家科学院院刊（PNAS）上。
