当今，多数物理学家主要关注于揭示自然之谜，而化学家却在“造物”。至少迄今为止，尚无“合成天文学”或“合成物理学”，可化学家们却热衷于想方设法地组合分子。在过去的100年间，化学家们多是通过形成或断裂原子间共用电子形成的强的共价键而合成分子的。用此手法，他们基本上可以随心所欲地将数以千计的原子结合成任意的分子构型。
虽然上述化学家们“造物”的复杂过程给人以深刻印象，但与我们身边的自然万物相比仍相形见绌。从细胞到雪松，每一种物体都是依赖小小的分子间的无数较弱的作用力的结合。像氢键、范德华力、π-π键这些弱的相互作用力，掌控着每一种物质的组合：从闻名的双螺旋DNA到液态水分子间的键合。这种微妙的作用力之于分子，不像牧人之于牧群那样，它们能使分子自身组合形成更为复杂的体系。如脂质聚结形成细胞膜、细胞组合形成组织、组织结合成为有机体。今天，化学家尚不能进一步探究自然万物形成程序的复杂性，可他们还会在研制复杂的自组合结构上下功夫吗？
是的，他们已经开了个头。在过去的30年间，化学家们在研究非共价键的基本规则方面业已取得了关键性的进展。规则之一“，相似亲相似”。我们可验证如下：水中的脂质分子在疏水性和亲水性的分别影响下，驱使它们集聚形成了双层膜，这些膜像外衣般地包裹着细胞。脂质分子将其油性的尾端聚拢起来，避免与水作用；而剩下较具极性的另一端却扎入水中。另一规则“，受控于能量适配反应的自组合”，亦即能量相当的组分分子将自身组合成为复杂的有序结构。
化学家们正在试着利用上述规则和其他的规则以设计具有适度复杂性的自组合系统。利用类似细胞中的脂质双层研制的携药脂质体，业已有了商业用途：向肿瘤患者的癌组织输送药物。此外，名为轮烷的自组合分子，可以用作摆动于两种稳定状态的分子开关，有望作为未来分子基（以分子为基础的）计算机的开关。
但是，受计算机整机电路微型化和毫微技术提升的影响，致使增加复杂性的呼声日高。由于作为计算机特征的芯片继续减小，导致这些更小组件的制造成本暴涨。然而，用化学方法从头开始研制的芯片组件将会使其成本锐减。
自组合也是实际研制各种毫微结构的唯一探索。不过，确信组分自身组合的正确无误却非易事。因为作用于组分的力太弱，故自组合分子的结构有可能事与愿违，产生几乎无法避免的缺陷。而研制循自组合而成的任何新系统必须能够包容这些缺陷或能修复之。例如，生物学上的DNA在细胞分裂期间的酶复制DNA链时，它们往往会出错……当应该插入一个T时，间或插入A。类似的少量错误可侥幸混过，但大部分会被DNA修复酶所捕获。修复酶在细胞分裂期间会不断地扫描新的合成链并纠正复制中产生的错误。
与自然万物相比，化学家们自是技低一筹。如果他们想从头开始研制复杂的有序结构，其思维必须更加师于自然。