生物为什么有那么复杂的结构呢？比较高级的生物有再生、免疫等维持结构稳定的柔性功能，但也有很多生物没有这些功能，尤其是那些原始的生物没有这些功能。那么，这些生物靠什么维持自身结构持续大量的存在呢？
弗里德里希·克拉默（Friedrich Cramer）把生命科学和系统论结合起来进行研究，在《混沌与秩序》一书中，他也提出了这样的问题，他认为生命系统中的高度有序是一种极不概然的状态。
生物的遗传物质是由四种核苷酸组成的，每种核苷酸具有不同的碱基。人和鹦鹉的遗传物质的成分完全相同，只是数量和排列顺序不同。如果我们排列四个字母A、B、C、D，那么可以有24种排列方法：ABCD,ABDC,ACBD……。人类的遗传物质中有大量的核苷酸，排列方式就非常多了，但只有一种是正确的，其他都是错误的。排错了，人就会生病或死亡。
生物学家已经了解了大肠杆菌的遗传信息的数量和分子结构，因此可以计算出这么多核苷酸有多少种可能的安排方式,实际的大肠杆菌的分子结构只是这些众多可能的安排方式之一。对于一个大肠杆菌来说，由纯粹偶然性导致正确结果的可能性是10的2400000次方分之一。即使有一台智能机器能够对这些无尽的可能性以每秒一个的速度进行正确性检验，所需时间仍大大超过了自大爆炸以来的宇宙年龄(10的17次方秒)。宇宙年龄与仅通过偶然性涌现秩序所需的时间相比，是微不足道的。（[德]弗里德里希·克拉默著.混沌与秩序——生物系统的复杂结构[M].柯志阳,吴彤译.上海:上海科技教育出版社,2000:21-30.）所以克拉默断定，要在纯粹偶然性中产生出实际的大肠杆菌的分子结构是不可能的。如果生命是从一系列随机事件中产生的，那么现在就根本不会有生命存在。
克拉默的这个结论让人感到，生命的产生只有依靠某个威力无比的神仙才能把这个概率提高到现实的水平，让理论与现实相符合。但这又违背了文艺复兴以来的科学精神。怎么办呢？生命之谜就这样一直困扰着人类的智慧。
我们相信科学意味着我们相信生命是在一系列偶然事件中产生的，科学必须解释为什么偶然事件能够产生生命。同时，在偶然事件中产生又有两种情况，一种是克拉默所说的“极不概然的”情况，即是一种幸运，没有什么必然性，如果历史重演，那么生命很可能产生不了；另一种情况就是生命通过一系列偶然事件必然产生，不管历史重演多少次，生命都能产生。要理解生命就不仅要解释为什么偶然事件能够产生生命，还要解释生命产生的必然性。过去所有对生命的解释，包括通过化学途径的解释都不能提供这种必然性。
虽然科学不相信鬼神，但值得庆幸的是，有一位神仙能被科学接受，它的名字叫正反馈。正反馈有多大的神通呢，从印度的一个古老传说中可见一斑：
舍罕王打算重赏国际象棋发明人宰相西萨·班召。这位聪明的大臣跪在国王面前说：“陛下，请您在这张棋盘的第一个小格内，赏给我一粒麦子，在第二个小格内给两粒，第三格内给四粒，就这样下去，每一小格内都比前一小格加一倍。”
“爱卿，你所求的并不多啊。”国王命令如数付给他。
计数麦粒的工作开始了。一袋又一袋的麦子被扛到国王面前。国王很快就看出，即便拿全印度的粮食，也兑现不了他的诺言。原来，所需麦粒总数是：
1+2+4+8+16+……263
=264-1
=18,446,744,073,709,551,615
设1立方厘米可装15粒小麦，则总体积达12000立方千米。（[韩]朴京美.数学思维树[M].姜镕哲译.北京:中信出版社,2006:32.）如果造一个仓库来放这些麦子，仓库高2米，宽4米，那么仓库的长度是150，000，000千米，约等于地球到太阳的距离。而要生产这么多的麦子，全世界要两千年。（唐国庆.享受数学—数学珍闻趣题选粹[M].长沙:湖南教育出版社,2004:123.）
在这个例子中，麦粒的数量随棋格数的增长而急剧增长，形成突变，而产生突变的原因就是正反馈。因为增长量越大，基数越大；基数越大，增长量越多。正反馈有这么大的神通，克拉默教授的难题还不能解决吗？
非生物和低等生物的新的复杂结构是由相对简单的物质与环境之间相互作用或简单物质之间相互作用产生的。这些相互作用是随机的、偶然的，产生新的复杂结构的概率很低。如果简单物质的数量增多了，复杂物质产生的概率就能提高。
与非生物不同的是，生物能够大量繁殖。繁殖是一种正反馈，结果是数量的指数增长（在环境条件允许的情况下）。就像麦粒的数量一样，增长量越大，基数就越大；基数越大，增长量越多。而且这种过程不只进行了六十四次,而是进行了几十亿年。大肠杆菌每20分钟自复制一次，达到10的2400000次方大约需要304年。人类细胞类型的细胞分裂周期为8-48小时。如果按两天计算，达到10的2400000次方大约需要4.4万年。不管是304年还是4.4万年，在生物进化的进程中都只是一个短暂的瞬间。
那么什么是自复制呢？自复制是一种特殊的复制。
定义：如果复制的动力是模板的功能，不需要借助外界的复杂系统，则这种复制叫自复制