拓扑堆积统计区分生命与非生命物质

区分生命系统与非生命系统需要多少结构信息?在此,我们表明 Delaunay 镶嵌的统计性质足以将原核与真核细胞的堆积与广泛的无生命物理结构区分开。通过引入一个测量一般 3D 点云之间拓扑距离的数学框架,我们构建了一个通用拓扑图谱,涵盖细菌生物膜、雪花酵母、植物嫩枝、斑马鱼脑物质、类器官与胚胎组织,以及泡沫、胶体堆积、玻璃态物质与恒星构型。发现生命系统定位于一个有界的岛状区域内,反映出生长记忆本质上区分了多细胞与物理堆积。通过检测细微的拓扑差异,底层度量框架实现了对 3D 无序介质的统一分类,从微生物种群、类器官与组织到非晶材料与天体物理系统。