Certaines des questions les plus fascinantes auxquelles la science n'a toujours pas de réponses claires se situent à l'intersection des disciplines universitaires traditionnelles.

Notre objectif est de révéler comment les lois de la physique restreignent la portée des processus évolutifs à tous les niveaux de la structure du vivant.

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L'expression « équation de la vie » traduit la capacité croissante de décrire la vie à différents niveaux de la hiérarchie en utilisant les processus physiques et leurs représentations mathématiques.
Bien que je présente des exemples d'équations tout au long de ce livre, je ne m'attends pas à ce que le lecteur en comprenne les nuances, les détails ou l'utilisation.
La raison pour laquelle je présente ces équations est de montrer que les principes physiques qui sous-tendent l'évolution peuvent être exprimés sous une forme mathématique aussi concise.

--- p.21

Même à l'échelle macroscopique, la physique explique et contraint simultanément le fonctionnement des systèmes biologiques.
Tenter de comprendre comment les grands animaux peuvent nager dans l'eau soulève souvent des questions comme celle de savoir pourquoi les poissons n'ont pas d'hélices.
Quelles lois de la physique expliquent qu'un corps flexible soit une meilleure solution pour naviguer dans l'océan et éviter les requins que la solution de l'ingénieur humain, une hélice ? Le comportement des fluides et des objets qui s'y déplacent limite considérablement les organismes qui peuvent y évoluer, et il limite également les solutions que ces organismes trouvent pour survivre dans ces conditions.

--- p.24

Ce qui m'a frappé après le cours, ce n'est pas tant la possibilité de trouver des exemples biologiques de lois physiques à l'œuvre, mais plutôt la façon dont des lois physiques d'une simplicité extrême façonnent et sélectionnent les caractéristiques de la vie à tous les niveaux de la hiérarchie du vivant, des électrons aux éléphants.

--- p.25

Peu importe notre façon de juger la vie, quelle que soit la définition ou le concept que nous choisissions, toutes ces possibilités s'inscrivent parfaitement dans les lois simples de la physique.
Dans son fascinant ouvrage de 1944, Qu'est-ce que la vie ?, le physicien autrichien Erwin Schrödinger, lauréat du prix Nobel, a défini la vie en termes physiques : elle a la caractéristique d'extraire une « entropie négative » de son environnement.
Bien que cette définition soit célèbre, il est regrettable qu'elle n'ait que peu de signification formelle en physique.
Mais il a choisi cette expression pour saisir l'idée que la vie semble lutter contre l'entropie (la tendance de l'énergie et de la matière à se diffuser et à se dissiper pour atteindre l'équilibre thermodynamique).
L'entropie est une propriété fondamentale de la matière et de l'énergie, résumée dans la deuxième loi de la thermodynamique, qui stipule que les choses tendent à atteindre l'équilibre.
Dans bien des cas, cette qualité est telle que les choses deviennent plus désordonnées.
Schrödinger pensait que la lutte contre l'entropie était l'essence même de la vie.

--- pp.30~31

Plutôt que de s'attarder sur la définition de la vie, ce livre se concentre sur l'universalité de ce que nous appelons la vie — la substance qui se reproduit et évolue.

--- p.33

Si nous croyons que les phénomènes biologiques obéissent aux lois de la physique, nous pouvons élargir notre vision universelle de la biologie pour poser des questions fondamentales comme celles-ci :
Si la vie existe ailleurs que sur Terre, ressemblerait-elle à la vie terrestre ? La structure et la forme de cette vie extraterrestre ne seraient-elles pas similaires aux nôtres ? À quel niveau d'organisation la vie extraterrestre ressemblerait-elle à la vie terrestre ? Les éléments sélectionnés pour la structure des pattes d'une coccinelle sont-ils les mêmes dans d'autres galaxies ? Qu'en est-il des molécules formées à partir des atomes ? Les molécules qui constituent les pattes des coccinelles sont-elles identiques dans d'autres galaxies ? Et les coccinelles elles-mêmes ? Existe-t-il des coccinelles dans d'autres galaxies ?
Pourrait-il exister une créature ressemblant à une coccinelle ? Cette coccinelle pourrait-elle être identique à une coccinelle terrestre à tous les niveaux de sa structure ?
--- p.34

Dès 1894, dans un article du Saturday Review sur la vie extraterrestre, l'écrivain de science-fiction Herbert G.
WellsHerbert G.
Wells a évoqué l'idée que les silicates (matériaux contenant du silicium, un composant des roches et des minéraux) pourraient présenter des réactions chimiques intéressantes à haute température.
Les gens sont frappés par l'image étrange d'un organisme de silicium-aluminium — comment pourrait-il ne pas s'agir d'un homme de silicium-aluminium ? — marchant dans une atmosphère de soufre gazeux sur les rivages d'une mer de fer liquide des milliers de degrés plus chaude qu'un haut fourneau.
--- p.35

Là où Darwin et moi divergeons, c'est dans l'orientation générale de ses conclusions.
L'idée que le monde soit né d'une chose aussi banale et simple que la loi de la gravité et se soit épanoui en une infinité de formes biologiques est fascinante d'un point de vue artistique, mais trompeuse d'un point de vue scientifique.
Il est ironique qu'il ait choisi la gravité comme loi fondamentale de la physique.
Car la loi de la gravité joue un rôle primordial dans la structuration de la vie à grande échelle, des proportions de la taille des animaux à la forme des arbres.
La gravité nous accompagne depuis les débuts de l'évolution de la vie, laissant une empreinte indélébile sur la forme de toute chose.
La loi de la gravité a régi l'évolution de la vie à mesure qu'elle émergeait des mers vers la terre ferme, garantissant ainsi que la vie sur Terre n'était pas infinie mais avait des limites.
Les lois de la physique continuent de façonner les formes de vie aujourd'hui.
Si on les considère une par une, elles sont infinies, mais sous une forme limitée.

--- p.139

Une question se pose ici : comment la première cellule est-elle apparue ?
Qu’est-ce qui a créé cette minuscule boîte, permettant aux molécules de s’y rassembler et de devenir des machines autoréplicatrices ? S’agit-il d’un événement aléatoire dans l’histoire de la vie, ou d’une fatalité physique ? Pour répondre à cette question, il nous faut comprendre comment ces capsules se forment et de quoi elles sont composées.

--- p.149

Aucun scientifique sain d'esprit n'exclurait le silicium de la liste des candidats à la base de la vie.
Même sur Terre, où les silicates constituent 90 % de la croûte terrestre, le silicium ne se combine pas nécessairement exclusivement avec l'oxygène dans les silicates.
Le carbure de silicium (SiC), composé de silicium et de carbone, se présente naturellement.
Plusieurs siliciures, tels que SiN (nitrure de silicium), SiCN (cyanure de silicium) et SiS (sulfure de silicium), ont été observés dans le milieu interstellaire, montrant que le silicium peut former des composés inhabituels à l'échelle cosmique.

--- pp.310~311