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流经系统的稳定能量流可以制造复杂的模式和结构，它们是系统远离平衡态的证据。再例如，风在沙丘上留下的波纹或是站在复杂度谱顶端的生命。不管是沙丘波纹、生命，还是复杂度介于二者之间的系统，它们都源自流经系统的稳定能量流。这意味着，复杂的自组织系统永远不可能是孤立系统。
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这些能量流制造了稳健的莱布尼茨系统。生物往往拥有许多拷贝，可每个拷贝都与其他拷贝有所不同。系统的复杂度越高，我们见到的个体间的不同也就越发明显。
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这条道路通向非常优雅的科学。如同之前章节中指出的那样，这里的关键在于，热力学第二定律只适用于孤立系统；孤立系统被盒子封闭；盒子阻断了系统与外部的物质、能量交换。而任何生命系统都不是孤立系统。我们的生活总是伴随着物质流和能量流——它们的源头是太阳的能量。如果被一个盒子封闭（类似棺材），我们便会死去。
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因此，亚里士多德弄对了一点。他认为，尘世因为流经其中的能量流而远离平衡状态。一些物理学家和哲学家没有认识到这一观点的重要性，在他们眼中，热力学第二定律和自然选择产生的复杂结构有着不可调和的矛盾。矛盾其实不存在，因为熵增原理不适用于生物圈，它只适用于孤立系统。事实上，自然选择是一套自组织机制。受到外部推动的系统会产生自我组织的趋势，自组织性由此自发产生。
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在自组织性系统背景下，我们能更好地理解产生复杂性的特征。高复杂性的系统不可能处于平衡态，因为秩序不可能随机产生。因此，高熵和高复杂性不可能共存。说一个系统复杂不仅仅指一个系统的熵比较低。排成一排的原子的熵很低，但很难说它们很复杂。我和朱利安·巴伯发明了一个更好的概念来描述复杂度，我们称之为“多变性”。只给出一对子系统的相对关系或它们与系统之间的关系，看看这对子系统能否互相区别：如果一个系统中每对子系统都能互相区别，那么这个系统就具有较高的多变性。[4]一个城市的多变性很高，这是因为你能轻易地环顾四周，了解自己身处哪个角落。在自然界中，非平衡态系统具有高多变性，它们是自组织过程的结果。
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自组织系统具有一个普遍的特征：反馈机制可以使这些系统稳定。任何生命都是一个反馈机制的复杂网络，这一网络可以调节、疏通、稳定流经其中的物质流和能量流。正反馈意味着事物加速生成（比如说，麦克风靠近扬声器时产生的尖叫声）；负反馈减弱信号，它就像房子的恒温器，室温过低时打开暖气，室温过高时将其关闭。
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当不同的反馈机制对系统的控制权展开竞争时，时空中就有模式浮现。当相互竞争的正反馈机制和负反馈机制作用于不同的系统尺度时，你便可以得到空间中的模式。生物自组织的基本机制由“计算机之父”艾伦·图灵（Alan Turing）发现。[5]这个机制使胚胎产生模式，而这些模式标记出胚胎将来能够变出来的身体部位。在此之后，这个机制还能使生物产生其他模式，比如猫科动物皮肤上的图案、蝴蝶翅膀上的图案。
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如果观测尺度超越了太阳系、超越了恒星，我们将会看到什么呢？恒星组织形成了星系，星系正是恒星的形成之地。星系本身处于非平衡态，它不仅包含恒星，也包括了产生恒星的星际气体和尘埃。外界的气体缓慢地在星系盘上累积；它是星系改变的驱动之一。尘埃则由恒星产生。生命尽头的恒星会发生超新星爆发。在爆发过程中，尘埃被注入星系盘。气体和尘埃可以处于许多不同的相态之中；有些炙热，有些则因寒冷而变得致密。星系的自组织过程由星光驱动——那些源自恒星的能量流。时不时地，大质量恒星发生超新星爆发。在这一过程中，大量的物质和能量被倒入星系之中。在比星系尺度更大的尺度上，我们也看到了结构的存在：星系被组织成了一个个被虚空隔开的星系团。我们相信暗物质的存在形成了这些模式，物质和暗物质的相互作用使得星系聚在一起。
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因此，我们这个宇宙现在具有的特点，就是存在于不同尺度上的结构性和复杂性。从生物细胞中的分子重组，到星系组成星系团，结构性和复杂性无不存在。自组织结构存在层级结构，它被能量流推动，受反馈过程影响。这样的宇宙更像莱布尼茨宇宙，而非玻尔兹曼宇宙。
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当我们回望过去时，我们会看到什么？我们会看到宇宙演化出了越来越多的结构，我们会看到宇宙从平衡态进入了复杂状态。
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我们有充分的理由相信，早期宇宙中的物质和辐射接近热平衡态。在早期宇宙中，物质和辐射极为炙热，却有着非常均匀的温度。如果我们不断回溯时间，这一温度就会不断上升。在再复合时期以前（再复合时期发生在大爆炸之后40万年，光子和物质在这一时期相互分离），物质和辐射同处于一个平衡态。就我们目前所知，这一平衡态只受随机密度涨落的扰动。我们今天所见的所有结构和复杂性都始于再复合时期之后。最初的结构萌发于微小的随机密度涨落之中。随后，这些结构随着宇宙膨胀不断成长，它们形成了星系，又形成了恒星，接着，生命得以诞生。
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简单地使用热力学第二定律显然无法得到以上图景。热力学第二定律声称，随着时间流逝，孤立系统的随机性会不断增加，变得越发无序，结构性和复杂性也相应减少。这和我们所见的宇宙历史截然相反。结构在许多尺度上生成，宇宙的复杂性也随之增加，越靠近今天，结构就越为复杂。
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一个静止的复杂系统不可能存在
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复杂性的演化需要时间，不可能存在静止的复杂系统。我们学到的一大教训是，我们的宇宙拥有一段历史，这是一段复杂性随着时间推移不断增加的历史。这个宇宙不仅不是玻尔兹曼宇宙，随着时间推移，它还会拉开与玻尔兹曼宇宙的差距。
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这并不意味着我们应该废除热力学第二定律。热力学第二定律适用于孤立系统，那些随着时间发展最终抵达平衡态的系统。更进一步来说，只要复杂性增加的地方同熵增的地方不重叠，二者之间就没有矛盾。自生命起源以来，地球生物圈已拥有40亿年的自组织发展历史。来自太阳的能量流推动了地球生物圈组织度的增加。大部分能量以可见光的形式抵达地球，被植物的光合作用捕获。光合作用将光子能量转换为化学键。通过化学键的形式，这些能量催化了诸如蛋白质合成等化学反应。这些能量最终会历经整个生物循环，以热能的形式脱离生物圈，最终以红外光子的形式被地球辐射至外太空。接下来，这些光子或许还能加热环日轨道上的一粒尘埃。
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或许，单个能量量子催化了一种复杂分子的形成，生物圈的熵因此有所降低。但当地球将这个量子以红外光的形式辐射进入外太空时，太阳系整个的熵却有所增加。只要加热尘埃所引发的熵增大于合成化学键所引发的熵减，系统长期演化的结果将与热力学第二定律一致。
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所以，假如我们把太阳系当作一个孤立系统，那么太阳系局部进行自组织过程，就可以和太阳系整体熵增相容。作为整体的系统，太阳系总是试图抵达平衡态，总是试图增加其熵值。热力学第二定律竭尽所能地驱使太阳系进入平衡态。但是，只要太阳不断将炙热的光子释放进入冰冷的时空之中，平衡态的抵达就会被不断延迟。在这段时间内，分子可以利用能量流，进入具有更高组织度和复杂度的状态。百亿年后，恒星将燃尽余晖。复杂性可在这段漫长的时间内不断传播。为什么在大爆炸后140亿年的今天，我们的宇宙还是远离平衡态呢？恒星的存在是回答这个问题的关键。
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可为什么会存在恒星呢？如果宇宙必须趋向高熵和无序的状态，到底是什么让恒星无处不在呢？毕竟，是恒星的存在让宇宙远离平衡态。让我们换个问法：如果我们的宇宙是莱布尼茨宇宙，某种类似恒星的物体必须存在，这又是由哪些自然规律的特征保证的呢？
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恒星的物理有赖于两个自然规律的非常特征。第一个非常特征，是难以置信的物理参数微调。这些微调过的物理参数包括基本粒子的质量以及四大基本作用力的强度，它们的微调使得核聚变成为可能。被压缩在恒星内的氢气，也因为核力的存在，展现出不同寻常的行为。氢原子不再随机地动来动去，它们会紧紧地聚在恒星的中心，以一种全新的方式相互作用。它们将相互融合，形成氦元素以及其他少数氢元素。
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以上过程似乎有如以下场景。你被困在一间囚室里，日复一日，你都生活在无聊的平衡态中。每一个小时都有如其他小时。忽然之间，本不存在的牢门被打开了，你逃脱囚室进入了一个崭新的世界。然而，适用于普通原子的热力学定律永远不可能预言核聚变的出现，也不可能预言其所带来的全新可能性。
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第二个非常特征，与将系统绑在一处的引力有关。简单地说，引力颠覆了我们天真的热力学观点。
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热力学第二定律制造了一个日常生活中司空见惯的现象：热能总是从高温物体流向低温物体。冰会融化，加热的水会沸腾，当两个物体温度相同时，热能便会停止流动。这两个物体抵达了平衡态。一般来说，当我们从一个物体中提取能量后，物体的温度会下降；当向一个物体内注入能量后，物体的温度会上升。所以，当热能从高温物体流向低温物体时，后者温度上升，前者温度下降。这一过程会不断持续，直到二者的温度相同。这便是一个房间里空气只能有一个温度的原因。假设空气温度有起伏，那么较热的地方的能量便会流到较冷的地方，直到室内空气达到一个共同的温度。
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以上现象使得平衡态稳定，任何小的涨落都无法将其干扰。假设因为一些小的涨落，房间一侧的温度较另一侧略有升高。接下来，能量就会从温度较高的一侧流向温度较低的一侧。前者温度降低，后者温度升高。很快，室温又将回到一个均一的值。大多数系统似乎都按照以上符合直觉的方式运行。然而，有些系统偏偏不是。
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想象一团另类的气体。当你向其注入能量时，气体的温度降低；当你从中提取能量时，气体的温度升高。这样的气体看似有违常识，但却真实存在。它们处于不稳定的状态。假设你的房间充满了这类另类气体，它们处于同一个温度。一个微小的涨落将一部分能量从左侧气体移到了右侧气体。于是，左侧气体温度升高，右侧气体温度降低。这就意味着，左侧气体的温度将不可能下降，它会变得越来越热。越来越多的能量流入冰冷的右侧，这会使得右侧的气体变得越发冰冷。很快，你会遭遇一个失控的不稳定状态。这一状态中，左右两侧气体的温度差不断加大。
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