自主的集体
普里高津对混沌的洞察，突出了力学自然观和整体自然观之间的差异。审视反馈，是了解这一巨大差异的另一条途径。
如果一台机器出故障，找到症结所在相对容易。部件因果链中某个环节损坏了，找到了这个环节，修复它即可。然而，人体出毛病时，医生会诊断出某个特定“罪犯”。但事实上我们的健康发生的任何失调，总有多种多样的“原因”，因为活的生物机体由数量惊人的反馈环组成。交织成生命结构环路的，是食物向能量转化，肌肉收缩，体温调节，激素和神经递质运动，反射作用（比如，眼睛的瞳孔在突然变暗的环境中张大，心跳在出现危险时加快）等等。负反馈环调节，正反馈环放大，数不清的环路，以机体内部组织结构可应其环境之需连续调节的方式，纠葛在一起。机器可以完全拆解为部件，也可以把部件组装起来，使机器正常运转，但对活的机体就不能这么做。倘若机器的运转部件失灵，机器就嘎吱嘎吱地停下来。不过，倘若生物体的某个工作部件丧失功能，生物体会借助反馈环弥补缺失的部件，并继续生存下去。最后，机器把燃料转化为热，转化为运动，但生物体则通过反馈把燃料转化为自身。
上述反馈特性，特别是恒常自我更新特性，为生命系统所独有。科学家们用“自生”（autopoiesis）概念刻划这些特性。
自生结构位于大自然“开放系统”之谱高度复杂的那个极端。这个谱，从简单的自组织系统（如旋涡和木星红斑）到较为复杂的化学耗散结构（如别洛索夫-扎鲍京斯基反应），最后到高度复杂的自生系统（如我们自己）。自生系统是惊人的二律背反创造物。例如，由于自生结构是自我更新的，因而是高度自主的，每个自生结构各有连续保持的独立个性。而且，同其他开放系统一样，自生结构亦不可避免地嵌入并融于其环境——它必定是一个包含食物、阳光、可利用的化合物和热量的高能流远离平衡环境。这个悖论可表达为另一种形式 :每个自生结构均有独一无二的历史，但它的历史联系着更大环境及其它自生结构的历史——时间箭头交织混杂。自生结构具有确定的边界，如半透膜，但边界是开放的，它以复杂得难以想象的方式与外部世界相连。
非线性行星
自生结构的反馈特性兴许不该令人惊奇，因为地球上的生命从一开始就靠反馈相互联系得以建立。这种相互联系——它也不应该令人惊奇——根植于混沌。
请回忆发生在芒德勃罗集边界处令人惊心动魄的复杂性。现在，把此种纯粹数学迭代的螺旋形态，描绘成曾经泛泡和凝结于原始地球之上的一种化学隐喻。
按照美国国家航空航天局阿迈斯研究中心舍伍德 · 张（Sherwood Chang）的观点。在地球这颗行星上产生生命的耗散结构，可能发端于存在高能通量的固态、液态和气态表面之间的混沌介面，有的科学家推测，在这一混沌关系处，像别洛索夫-扎鲍京斯基反应那样的自催化化学结构构成一种原生命，并且早期地球上活跃过此种反应的许多变种，作为对远离平衡环境的反应，这些原始自催化、自指称、自相似结构的后裔相互联结。形成较大的反馈环结构，叫做超循环，RNA就是一个超循环结构。
RNA及其重要后裔DNA的出现，在出生于混沌的自相似性框架中是崭新的阶段。通过RNA和DNA，超循环能够自相迭代和复制，从而得到大大强化。由于DNA的复制过程还产生变异，故相互作用不但复制同样形态，而且产生大量新形态。RNA超循环产生的微生物特别适应早期地球的恶劣条件。
首先栖居于我们地球并仍然栖居于此的种类繁多的微生物变种，通过消费周围的DNA片段而适应。靠吸取新DNA片段或抛弃旧DNA片段，更新其遗传密码的简单手段，可改变细菌的“菌株。运用这一方法，细菌改造了地球。该方法使由不同细菌菌株组成的群队相互耦联，一个菌株的废弃物成为另一个菌株的食物来源。
系统理论家埃里奇 · 詹奇（Erich Jantsch）曾经指出，如果进化的动力仅仅是适应，那么进化变易应当到细菌为止。细菌的DNA反馈机制，使之能够以惊人的速度突变并适应种种不利条件。但进化看起来还具有其他动力，詹奇认为，其中之一可能是纯粹的“生命强化”，在强化的下一阶段，生物反馈进化为全新的形式。
波斯顿大学微生物学家林恩 · 马古利斯（Lynn Margulis）提出的有关进化的进化反馈理论，在科学家当中赢得的支持率正日益增加，马古利斯认为，220万年前出现的“新型细胞”不是基因突变，而是共生的结果，它们成为如今存在于一切多细胞植物、多细胞动物的细胞的基础。它不是因适者生存而残酷竞争的结果，而是合作的产物。她在与其子多里昂 · 萨根（Dorion Sagan）合著的书《微观宇宙》（Microcosmos）中写道：
强者获胜的竞争比合作的压力要大得多。但某些外表懦弱的生物体因成为集体的一部分而在长跑中幸存，而那些从不学习合作技巧的所谓强者，却被弃入进化灭绝的垃圾堆。
大多数生物学家虽然一开始对此表示怀疑，但现在都赞同马古利斯的观点，当共生耦合的微生物对因氰细菌（对大多数细菌生命、包括氰细菌本身有毒的废物）在世界范围释放造成的“大屠杀”作出反应时，进化取突然性跃变形式。污染毒物是氧。顾名思义，"氧大屠杀”导致细菌大量死亡，造成产生新菌株的突变。有的细菌为脱离致命的气体钻入地下；有的发展出“呼吸”氧的能力；有的则参与导致进化过程中一个全新阶段的反馈关系。
马古利斯猜测，当制造氧大屠杀的其中一个氧细菌碰上另一个找食物的细菌时，该阶段由共生而触发。宿主细胞因细胞中突然出现氧，通过围绕其DNA形成核膜，试图自我保护，这就创生了第一个成核细胞。
第二次侵害——这次由侵入宿主的棒状吸氧细菌造成——引起截然不同的共生变化。马古利斯认为，在与吸氧入侵者的争斗中，宿主最终与入侵者形成反馈环，入侵者留了下来，两者都由反馈得到最大好处，这种关系既使宿主能够把氧作为能源，又给棒状入侵者一个持久供给的环境。共生证明了自生结构为了保持原样而作出改变的原理。它还显示了反馈耦合发生的一条奇特途径 :在这里，抑制入侵者的行动却造成产生结合的相互作用。
按照马古利斯的理论，两个菌株间的共生匹配最终变得相当完善，只有微弱的迹象泄露入侵者独立的起源。迹象之一是 :失活的棒状入侵者的现今后裔——叫做线粒体——成为我们细胞的永久组成部分，而且它们继续拥有自己独立的DNA。
马古利斯认为，当成核宿主细胞被喜阳光的、产氧的氰细胞细菌所入侵时，植物王国以类似的过程孕生。“据信”最终的反馈相互作用使氰细菌以叶绿体的形式留下，使新细胞具有从水和阳光中汲取能量的能力，然后，新细胞连同细胞的线粒体一道，呼吸叶绿体的毒物。叶绿体也有它自己的DNA。
马古利斯令人信服地指明合作对于进化变易是一个强有力的机制，她向年青一代理论工作者呼唤新的进化观。虽然达尔文原来的理论肯定可以阐释成集生物之间合作之大成，但对进化的通俗和科学理解却长期注重其反面——自然之平衡是生物之间（导致“适者生存”的）激烈竞争的结果。
然而，注重点比较简单的转移，会引发世界观剧烈的转换，哲学家罗伯特 · 奥格罗斯（Robert Augros）和物理学家乔治 · 斯坦休（George Stanciu）在他们合著的《新生物学》（the New Biology）书中，作出了用一系列证据和实例把这一转移引入观念的尝试。
实例之一：自然界的竞争模型预言，两个种的类似动物必须为可得到的食物和空间而相互斗争。但是观察表明，实际上此种斗争非常罕见。例如，在英国，两个种的鸬鹚设法改变它们的饮食和居处，以免彼此相互竞争。尽管两者筑巢方式相似，其一的巢穴高高在'悬崖上或船舷上，而另一却选择狭窄的突礁，在低处筑巢。两个物种非但不竞争，而且与整个环境发生关系，它们彼此以开辟不同小生境的方式和平共处。
实例之二 :表面上看，物种内的优势造成自然之竞争精神的强烈印象，狼、牛、鸟——据说都有优势等级。不过，作为一个避免有害竞争和冲突的巧妙手段，这一结构可从反面来看，一俟确立哪个动物较强，一个物种雄性之间的优势竞争往往就得到解决。一旦结局明显，竞赛便结束。这一安排实际上不能视为竞争方式，而是为了避免冲突的合作方式。在冲突中，强者虽胜过弱者，不管怎么说，两者都可能受到伤害。
实例之三：达尔文的物种竞争理论建立在这样的前提之上 :物种种群将无限增长，除非靠自然界那无情捕食和饥饿来加以限制。达尔文本人用“理论估算”支持这一前提，而这一估算是他根据“疯狂繁衍”的优势动物种群个例作出的。但自然界发生的物种似乎以调节其自身种群数的方式融于环境。种群实际上以极限环存在，对白尾鹿、麋、野牛、驼鹿、大角羊、野山羊、河马、狮子、灰熊、海豹、抹香鲸和其它许多物种的研究表明，种群靠降低或提高依赖于种群密度的出生率或头胎繁殖岁数来实现这一自我调节。当科学家试图从一个地区中消除一个物种时，种群依然保持稳定，因为邻近地区来的动物填补这个空白。因此，自然界并没有那么多“张牙舞爪的血腥味”把种群维持在限度内，因为对于种群，存在一个明显的自然规模，正如对于个体生物，存在一个自然尺度一样。种群的规模取决于它通过反馈与整个环境其它物种和生态源相关联的方式。这之所以讲得通，乃因为物种首先经过反馈与整个进化者的环境一道进化。如果人类不加干涉，很大程度上正是调节性和非暴力性反馈维持一个种群的数目。
虽然大多数科学家不赞成由整体反馈途径表达的注重点转移，但对正统的达尔文主义，越来越多的人试图提出一个科学的替代物。
密切注视生命物质通过相互依存自组织和进化的途径，已使注重点从进化的传统概念转移到一个叫“共济进化”（coevolution）的新概念。共济进化的例子俯拾即是。例如，祖传谷物墨西哥类蜀黍起初是墨西哥高原上一种普通自足禾本科植物。为丁愈来愈大的谷粒，人们选择它，培育它。如今，它不是自足体了，需要人们用手指剥去它那厚厚的外壳。在共生反馈之舞中，这两个物种共济进化。
共济进化能作为自然如何变化的首要解释而替代达尔文进化吗？大多数正统生物学家再次抵制此种想法。他们的部分论据在于相信，我们关于生命的所谓砖块DNA分子日益增长的知识，支持突变体靠竞争清除和靠基因传送的图景。但即使在这里，共济进化反馈方式也正发起一个挑战。
多数进化科学家相信，在个体内，DNA是一个确定的蓝图。当然，遗传密码如何表达自身，依赖于发育中的生物和环境之间的反馈环，但已假定极限由遗传密码设置好了。例如，研究人员称，有的人因其基因，注定要肥胖。不管他们吃多少，其遗传预置将起支配作用。
说基因是决定性的，是什么意思？与马古利斯共同从事研究的一位科学哲学家盖尔 · 弗莱施卡（Gail Fleischaker）指出，生物学家通常声称基因是生物的成序因子，但是这样的声称“毫无根据”。弗莱施卡说，生物体之变易可与基因变化相关联，但那只表明，基因的变化会影响或破坏整个生物的系统的运作。它并不显示，基因的结构促使系统运作或使系统运转。没有任何一个分子或一类分子可以说决定生物系统的秩序。
倘若基因不是决定性的，它们就不能成为进化变异的关键，这是根据严肃事实提出的。数十年来，研究人员已用X射线和其它能产生突变（即产生种种畸变和变异）的手段轰击果蝇的DNA，但这些突变均不足以创造新的蝇种。顾便提一句，新达尔文主义关于突变和遗传变异的逐渐积累最终导致新物种的观点，亦未得到证据的支持。诚如著名生物学家（如古尔德）指出的，岩石中的残骸表明新物种好像是相当突然出现的积累变易的结果。奥格罗斯和斯坦休认为，变异（物种DNA的突变）“并非是达尔文设想的进化变易之源。它的功用在于，让物种既不灭绝又不进化地进行调整。”也就是说，相对不变的基因蓝图中的积累突变，本身不产生新物种。新物种产生于某个不同的过程。
另一种证据也对基因蓝图的还原论图景提出疑问，暗示此种类比可能错了。建造会议中心的包工头，按照蓝图来组织建筑材料。一旦建筑物完工，蓝图往往用来设置布线、管件或建筑部件。但倘使蓝图像外部天气，一天一个样，又会怎样？
按照遗传学家巴巴拉 · 麦克林托克（Barbara McClintock）的看法，此种事情事实上正在我们自己体内的DNA上发生着，通过研究玉米（印度谷物），麦克林托克发现。染色体上的基因实际上自相移动或“转座”；它们甚至表现得相对于环境压力而变。麦克林托克提出了遗传程序不一定在每个个体上都不变的似怪非怪思想。本世纪70年代末，其他遗传学家找到所谓的“跳跃基因”，从而证实了麦克林托克早先的研究。然而凯勒（麦克林托克的传记作者、数学生物学家）指出，在这一点上，多数遗传学家并不认为这些转座基因蕴涵一场革命，尽管有的遗传学家开始认识到，在“如今发现的染色体必威在线网站首页网址 特性和早先的［还原论］静态观念”之间存在着基本矛盾。凯勒写道：
……还没有人能彻底解决这一矛盾。是否有必要重新考虑基因组内部的关系，探索内部反馈如何产生有计划的改变？或者是否有必要重新考虑基因组和环境之间的关系，探索DNA如何对环境的影响作出响应？抑或两者都需加以考虑呢？
毫无问题，遗传机构是遗传信息基本稳定性的保证。同样毫无问题的是，它是一个十分复杂的系统，其反馈形式比早先认为的要复杂得多。未来或者会显示，它的内在复杂性有能够使它不仅为生物的生长周期编制程序，能精确地世代进行复制，而且在环境压力足够大时，又自行重新进行复制——从而产生从生物的经验得来的“学习”效应。这一图景确实可能是够激进的。
这个激进的图景正在发展之中。1988年，哈佛公共卫生学院的约翰 · 凯恩斯（John Cairns）及其同事证明，当缺少一种代谢乳糖的酶的细菌被培养在乳糖介质中时，有的细菌会发生突变，从而使之能够产生这种之酶。这种突变违背久已确立的分子生物学中心教条，郎细胞中的信息只能单向流动——从基因到RNA到蛋白质和酶。在这里，信息却反向流动。被特定基因编码的酶反过来改变基因本身。
因此，在许多层次上，DNA密码与其说像蓝图，不如说更像一个维持负反馈（它能保持稳定）与正反馈（它能放大变化）平衡的精致的反馈中继中心。作为秩序和混沌交界处的居民，DNA反馈与个体组织内外的其它反馈相耦合——维持和变换我们这颗行星上生命的合作过程、共济进化过程的一个实例。
对詹姆斯 · 洛夫洛克（James Lovelock）这位英国科学家（他有时是林恩 · 马古利斯的合作者）来说，地球本身就是由所有这些相互联系的反馈创造的一种生命形式。洛夫洛克已经使反馈和共济进化概念达到令人目眩的高度。按照他的盖亚（Gaia）假说，地球上大约有4万亿物种以此种方式和谐地共济进化，我们地球本身实际上是刘易斯 · 托马斯（Lewis Thomas）所说的巨大“单细胞”的自生结构。
洛夫洛克是一位无固定职业大气科学家，是一种用来收集数据的电子俘获装置的发明者。雷切尔 · 卡逊（Rachel Carson）就环境污染问题写就的“重磅炸弹”《寂静的春天》（Silent Spring），就建立在此种装置采集的数据的基础之上。
20世纪70年代后期，洛夫洛克受美国国家航空与航天管理局之邀，设计一个探测火星上是否有生命的方案。这位英国科学家认为，应在火星大气成分中寻找火星生物的证据。但是首先，有必要研究地球这颗行星，他知道生命在此留下了踪迹，这项研究使他得到一些值得重视的认识。
第一，洛夫洛克为组成我们大气气体的不寻常组分所震惊。同时产生的甲烷和氧就是一个例子，在正常条件下，这两种气体容易反应生成二氧化碳和水。洛夫洛克算得，要规则地维持我们大气中现存的甲烷数量，必须每年加入10亿吨甲烷气体到空气中，至少2倍于必须被置换的氧，才能补偿甲烷氧化反应。进一步深究，他发现二氧化碳10倍于这种大气气体达到平衡所允许的量。硫、氨、氯甲烷都大大高于平衡时的量。对于海洋中盐的百分比，这同样成立。每年有上百万吨的盐冲入世界海洋，但盐浓度却保持稳定。这位英国化学家推断，地球“持久的失衡态”是“生命活动的明显证据”。他发现火星大气正相反，处于平衡态。于是他正确地预言，我们的“海盗”号探测器在火星上将找不到丝毫生命的迹象。
构想出生命与地球大气失衡之间的联系以后，洛夫洛克继续他的研究工作，发现了另一个奇特事实。自地球上出现生命的40亿年里，太阳温度起码增加了30%，说明早期地球上的平均温度在零度以下。但化石记录又表明，根本未存在过此种不利条件，在洛夫洛克看来，对这一事实连同上述其它事实的解释，如今十分明朗：地球大气很早以来必然被生命在日积月累中改造过或调节过。
洛夫洛克推测，这一调节的手段多种多样，并且随时间共济进化，他在给科学杂志《自然》的一篇论文中，报告过地球的一种负反馈调节器。
海洋浮游生物向大气释放含硫气体。化学反应把含硫气体变成烟雾粒子，水蒸气围绕这些粒子凝聚，促使云彩形成。云彩把本应到达地球表面的阳光反射回太空。不过，如果气候变得过冷，浮游生物的数目被寒冷所削减，云彩形成减少，温度就回升。浮游生物如恒温器一般运作，把地球温度保持在一定范围之内。
洛夫洛克相信，无数此类生物机制造成了行星“稳态”（homeostasis）或行星定态，正像我们的DNA、体温、激素水平、代谢和我们身体的许多机能，为相互联系着的一系列正负反馈环所平衡一样，生命说到底也是这般反馈平衡、行星机体（地球单细胞）通过不断变换其自身内部结构单元保持生存。
图1中A和C描绘了地球大气的两种平衡结局。A是一种类似金星大气的大气：太阳的热量被困，行星发热，蒸汽腾腾，生命无法承受。C使地球大气类似于火星大气，氧之类的化学物质相互反应，冰封千里。热量无法为大气气体所挽留，地球表面转冷。即使我们假设气候取中间形式B，生命还是因古代活动性较弱的太阳造成的寒冷条件而绝灭。实际情况是，生命设法创造为其自身生存所需的温度。图中所标温度为摄氏温度。
但地球这颗行星不仅是一个稳态机体，它还是一个潜在进化着的机体。地球大气并未一成不变地适合生命，它还在以允许新的生命形式连续进化的方式发生变化。