我们通常会认为符号是抽象的，而非遵循物理学规律。但是，作为科学家，我们就是一群物理个体，志在寻找遵循物理学规律和法则的物理学证据。冯·诺伊曼的符号一定存在物理属性。帕蒂将之称为“符号物理学”，随之而来的是几个问题。第一个问题出现在遗传记录即信息描述的撰写和读取上。涉及记录过程的描述是一种不可逆的观测，需要某种观测者的参与，我们将在后续的内容中讲到这一点。帕蒂意识到，生命起源时刻的信息描述过程与量子力学的测量问题撞了个满怀。测量是主观的，意味着它们无法被客观法则描述，无论是量子法则还是经典法则都不行。任何一种有生命的物体在“记录”信息时，都为系统引入了某种形式的主观性。
第二个问题出现在基因型与表型之间的关系。例如，以DNA为例，基因型指的是包含生命体指令的DNA序列。表型指的是生命体可被观察的特征，诸如其解剖结构、生物化学表现、生理活动以及行为。基因型与环境互动产生表型。如果我们将其切换到日常生活场景，蓝图相当于房屋的基因型，而实际建筑相当于表型。表型建造过程就是根据蓝图信息指导建造房屋的过程。表型与描述它的基因型相关，但是基因型与表型，甚至是表型的建造过程分属完全不同的物理世界。例如，基因型是不变的；它是一个静止的、一维的符号序列（比如DNA的符号是核苷酸），没有能量与时间的限制。就像你在电视剧《犯罪现场调查》里学到的一样，它就像个蓝图，能在角落里静静地待上数年。基因型指定了建造的对象（比如一条特别可爱的狗），但DNA本身无论是外表还是行为都和可爱的狗子不沾边。另一方面，表型（可爱的狗）是动态的，需要消耗能量，如果是边境牧羊犬的话尤其如此。
表型的建造过程同样与基因型相关。蓝图禁止建筑工人给民居造塔楼，类似的，基因型也限制了这条可爱的狗会有多少条尾巴。这种联系是如何构建的？从蓝图到房屋，以及其间诸如浇灌水泥和敲钉子的过程，它们的关系是什么？遗传记录不光包含了建造对象的信息，也包含了建造方式的信息。主观的记录符号（基因型）和表型建造过程及表型本身之间存在一条鸿沟。在建造开始时，符号必须被翻译为其所指内容。如果从层级化结构的角度来考虑这个问题，这就相当于两个层级之间的工作协议。帕蒂提出，这两个层级之间的控制界面才是认知断面的所在地。在DNA的例子中，基因型和表型之间的桥梁是遗传编码。在蓝图的例子中，桥梁则是建筑承包商为施工人员解释蓝图内容。
帕蒂延展了冯·诺伊曼的逻辑，称负责编造指令（遗传记录）的符号必须拥有一个物质结构，并且在表型制造过程中（建造新的机器人），该结构能依照牛顿定律约束这个过程。这里没有什么魔术戏法。符号都是物理结构，一串遵循经典物理法则的核苷酸。
重点来了：符号是随机的，无论是DNA中的一段核苷酸序列，一段摩尔斯电码，还是一段心理模拟。想想一直处于变化状态的俚语，你就很容易理解符号的随机性。例如，“本杰明”（Benjamins）、“票子”（simoleons）和“面团”（dough）都曾是美语中风靡一时的用于指代“钱”的符号，尽管用法都很随意。每种语言都有自己的一套符号，就如喜剧演员史蒂夫·马丁（Steve Martin）曾经警告前往巴黎的游客说：“帽子说成chapeau，鸡蛋说成oeuf。那些法国人好像不管什么东西都有另外一种说法”。10问题在于，牛顿法则可不随机。如果牛顿的固定法则掌管符号系统，那么全世界所有人都会用同样的词来表示“钱”，次次如此，直至永恒。遗憾的是，用于传达信息的符号可以有很多种。每种符号性质不同，各有各的优缺点，但由于符号区别于物体本身，二者无法建立完全一一对应的关系。
你或许不同意DNA和语言一样具有随机性，认为存在物理化学限制。但是，符号的选择并不遵循物理法则，而只是遵循一个规则：所选符号应能携带对系统来说最有用、最可靠（稳定）的信息。我们将看到，DNA的组成原件本身就是从一系列备选中挑选出来的，以更好地限制其所属系统的功能。符号如果是稳定的，就能进行传播。目前DNA的组成部分属于帕蒂所说的“被封冻的偶然事件”。符号系统其实包含了能适用于多个历史阶段的版本（注意其本身与时间无关），而不仅仅适用于当前环境。因此，回到钱的例子上来：如果只有一小撮人把钱叫作“贝蒂”，那么它就不是一个可靠的符号，因而不会被选择，也不会被传播。
这是一个有点令人困惑的概念，因为在我们的社会中，“规则”和“法则”是可以互换的。我们会将诸如驾驶规则一类的东西称为“法则”。帕蒂解释说，法则和规则在本质上存在一个基本且重要的区别11。法则是不可改变的，这意味着它们无法变动，无法逃离，无法避免。我们永远无法改变或回避自然界的法则。自然法则规定行驶中的汽车会一直保持运动状态，直到一个等大反向的力将其停止，或是燃料消耗殆尽。这不是我们能干预的东西。法则是无形的，这意味着它们不需要实体或结构来执行：不存在什么物理学警察会在汽车没油的时候跳出来强迫它停下。法则也是普适的，它们在所有时间、所有地点都成立。无论你在苏格兰还是西班牙，运动法则都是对的。
另一方面，规则则是随机可变的。在大不列颠群岛，驾驶规则规定车辆靠马路左侧行驶。但在欧洲大陆，规则是靠右侧行驶。规则与负责执行的结构或约束有关。在开车的例子中，这个结构就是警察机关，对所有违反规则、开错边的人处以罚款。规则是局部的，这意味着它们只会在执行结构存在的时间和地点生效。如果你生活在澳大利亚的内陆地区，你说了算，你想在哪边开车就在哪边开。因为这里根本没有能够约束你的结构！规则是局部的，可变的，可被打破的。一个由规则管束的符号从竞争者中脱颖而出、被系统选中，是因为它能更好地约束其所属系统的功能，从而产生更成功的表型。选择是灵活的，牛顿法则不是。
The Consciousness Instinct
符号负责传达信息，它们独立于负责掌管能量、时间和变化率的物理法则。它们不遵循任何一条牛顿法则。它们是一群只看规则的“法外之徒”！这告诉我们，符号并不受自己所表达含义的约束。
符号具有两面性，根据具体的任务，存在两套互补的描述模式。其中一方面，符号由物理物质构成（DNA由氢、氧、碳、氮和磷分子构成），后者遵循牛顿法则，其物理结构约束了建造过程。但是，另一方面，符号作为信息仓库，又不受这些法则的约束。过去，符号的两面性在很大程度上被忽视。对信息过程感兴趣的人往往会忽视其客观物质的一面，即符号的物理构成。分子生物学家和决定论者则只对物质的一面感兴趣，忽略了其主观的、符号性的一面。两派人马都只关注某一面，而没人研究其完整的、互补的性质。这不仅是一种遗憾，也是一种对科学的歪曲，因为正如我们在上文探讨过的那样，一个能够自我复制、可进化的生命形式之所以能存在，正是因为物理符号系统能二者兼顾。帕蒂认为，没有任何一面是充分的。回避这条纽带的任何一头都会丢失其全貌。他大胆提出：“正是这种天然的符号-物质关联使得生命区别于无生命的物理系统。”12
