自己複製
ジョン・フォン・ノイマンによる初期の研究で、典型的な複製子(replicator)が以下のようないくつかの部分から構成されていることが明らかになった。
ゲノム - 複製子に格納されたアルゴリズムを記述したもので、コンパクトかつ誤り訂正可能。生物の場合はDNAがこれにあたる。
本体を構成する資源を使って、ゲノムをコピーしたり修復したりする特殊な機構群。生物では転写酵素のようなものに相当。
本体 - 資源とエネルギーを持ち、格納されているアルゴリズムを解釈実行する。生物ではリボソームにあたる。
このようなパターンではない構成も考えられる。例えば、ある環境下で自分自身をコピーするRNAの構築に成功した例がある。この場合、本体とゲノムは同一であり、複製機構は外部にある。
しかし、考えられる最も単純なケースはゲノムだけが存在する場合である。自己複製に関する仕様がない場合、ゲノムのみの系は結晶のようなものと考えられる。
自己複製可能な物理的な機械 clanking replicator は、工学における最終目標の一つである。その通常の理由のひとつとして、製品としての機能を保持しつつ、単価を下げるためという理由が挙げられる。よく言われるように、自己複製可能な製品の単価は材料の重量相当の価格とほぼ等しくなる。なぜなら、自己複製によって、労働も資本も従来型の流通も不要になるためである。
人工の複製子の登場は意外に近いかもしれない。アメリカ航空宇宙局 (NASA) の最近の研究として clanking replicator の複雑さはインテルのPentium 4と同程度であることが示された。つまり、そのテクノロジは比較的小さなグループで、それなりの時間でそれなりのコストをかければ、達成可能とされている。
バイオテクノロジーは現在最も関心が高く、出資も盛んに行われている分野だが、既存の細胞の自己複製能力を利用する試みが有意義な洞察と進歩をもたらすかもしれない。
自己複製と類似した問題がコンパイラ開発にも存在し、ブートストラップ問題と呼ばれている。コンパイラ(表現型)を自身のソースコード(遺伝子型)に適用することで、コンパイラ自身を生成する。コンパイラ開発では、修正したソースコード(突然変異)を使って次世代のコンパイラが作成される。このプロセスが自然界の自己複製と異なるのは、複製を監督するのが複製対象自身ではなく技術者という点である。