有了自复制的功能，生物的复杂物质系统就能够不灭绝，不灭绝就能持续进化。不怕慢，就怕站，持续进化就能使复杂化的成果不断累积，于是必然产生各种神奇的功能。所以，具有自复制功能的系统一定是生命，不管它是由蛋白质还是由核酸组成，也不管它是否为其他生命过程传递信息，甚至不管它能不能进行新陈代谢。

定理：生物的复杂结构产生的充分必要条件是：某种物质系统在自然条件下具有自复制的功能，能通过指数增长实现数量的突变。

自复制需要很多条件，包括原料、温度、湿度、大气压力等。但这里把自复制当作生命产生的充分条件时并不涉及这些条件的讨论。这里要说的意思是，如果这种系统已经能够自复制了，那么自复制这个条件就是生命产生的充分条件，即能够自复制意味着有一定的原料，有适当的温度、湿度等条件。

生物的功能虽然有很多，如新陈代谢、生长、发育、遗传、进化、应激性等，但不是每一种生物都具有所有这些功能。在这些功能中，只有自然条件下的自复制或称繁殖是所有生物都具有的功能。最简单的生物可以没有新陈代谢和生长、发育等功能，但没有繁殖功能的生物是不存在的，不能生就不能活。生物的生活包括两部分内容：生与活。生就是繁殖，活是指维护自身的生存，获取各种资源和躲避敌害。

可见，自复制才真正是一切生物产生的充分必要条件。开放性、涨落、变异、自然选择等也是生命起源的必要条件，但不是稀缺资源，所以在这不予考虑。

自然条件有很多种，能在自然条件下自复制当然不是指能在所有的自然条件下都能自复制，而是指在某些自然条件下能自复制。因此很多生物不能适应环境，甚至灭绝，并不能说明它们不是生命。只要存在一种自然条件，使这种结构的物质能表现出自复制的功能，那么就可以说这种结构的物质是生命。如果某种结构的物质在所有我们已知的环境中都不能自复制，也不能断定它在其他环境下能自复制，那么它就不是生命。如果只能在人工条件下生存就很难被看作是生物。所以生命的定义并不能把生物与非生物的界线完全划清楚，但至少它可以保证被划入生命集合的元素都是真的。

自复制包括简单的自复制和具有超循环性质的自复制。现有的各种生物的自复制都需要蛋白质催化，而蛋白质来自对DNA的翻译，所以这些自复制都具有超循环的性质。

上面的充分条件强调结构比较复杂，是为了排除某些具有类似自复制的功能而结构十分简单的物质，如冰的晶体。简单物质的属性容易把握，所以在人们心目中不会把它们当成活的物质看待。现有的生物都是复杂的大分子物质，但小分子物质复杂到一定程度也有可能成为生物。这样的生物现在我们还没有见过，将来纳米机器人如果能自复制，有可能成为真正的生物。

生物适应环境就是指生物在某种环境下比较稳定，能保持自身结构和主要功能的存在。由2.1.4的定理可知，只有当系统结构产生的速度大于等于其破坏的速度时，这种结构才能长期存在（看懂世界网站taijievolutionism.cn/专题论文/3揭开生命之谜/3.2生命的本质和定义/生命的本质），因此只有当生物出生率大于等于其死亡率时，这种生物才能适应环境。但生物生存时，生物某些功能可能丧失，能保持的生物功能是适应环境的生物功能。生物功能的适应主要有两种实现方法。一种是生物结构中，对应这种功能的部分的产生速度大于等于破坏速度。另一种方法是通过柔性变化实现适应。

生物产生之前，在非生物当中肯定已经出现过很多结构非常复杂的物质，但复杂物质不容易产生，容易被破坏。虽然世界有自发进化的趋势，但如果进化的成果产生的速度小于被破坏的速度，那么进化的成果就不能幸存。所以这些复杂的非生物我们都看不到。如果没有自复制功能，这种状况不可能改变。所以自复制是生命产生的必要条件，自复制让复杂结构冲破了热力学第二定理的牢笼。

知道了生命起源的充分必要条件，就很容易引出生命的定义。但生命的定义与生命起源的充分必要条件又有些区别。在我们得到生命的定义之前，其实每个人心里都有一种对生命的理解，这个理解来自于对各种生命的经验的抽象。当我们给生命下定义时，应该符合多数人对生命的理解。如果这样的定义不利于科学研究，我们也可以提出新的定义，对概念作硬性规定。下面给出的生命定义与多数人对生命的理解基本相同，又有些区别。

定义：生命物质（生物）就是一种具有特殊结构且比较稳定的复杂物质系统，这种结构使它具有在自然条件下通过自复制维持自身结构存在的功能。依靠自身的功能，保持自身的复杂结构存在的能力就叫生命力。

人们平常说的生命有时是指生物，有时是指生命力。生命力是一种功能，功能来自于结构。自复制是结构的自复制，自然也是功能的自复制，即生命力的自复制。

很多非生物也能长期稳定地存在，但那主要不是依靠自身的功能，而是依靠环境。有些非生物系统也有正反馈功能，例如激光、贝纳德花纹、贝-扎反应等，但这些正反馈的系统结构都极不稳定，在自然条件下很难产生，且很容易被破坏，所以它们不是生命。

通过上面的讨论，我们已经得到了生命的科学定义。但这个定义有点复杂，如果简单地说，我们可以用“生”和“活”这两个字来概括生命的本质特征。2.1.1节已经讨论了什么叫“活的”，第一个定义是当系统结构不变时，在相同的环境条件下对一种刺激会产生多种反应的物质叫活的物质。（看懂世界网站taijievolutionism.cn/专题论文/3揭开生命之谜/3.2生命的本质和定义/生命的本质）我们已经确认简单物质系统结构不变时，在相同的环境条件下对一种刺激只会产生一种反应，但复杂物质似乎可以对一种刺激产生多种反应，所以活的东西之所以是活的就因为复杂。复杂是生命的本质特征，我们可以用“活”来代表复杂。“生”指生育、繁殖或自复制。复杂系统能够幸存是因为能够繁殖，因此可以说，会生就是生物，不会生就不是生物，会生就能活，能活的充分必要条件是会生。