Causal relationships lie at the very core of scientific description of biophysical phenomena. Nevertheless, observable facts involving changes in system shape, dimension and symmetry may elude simple cause and effect inductive explanations. Here we argue that numerous physical and biological phenomena such as chaotic dynamics, symmetry breaking, long-range collisionless neural interactions, zero-valued energy singularities, and particle/wave duality can be accounted for in terms of purely topological mechanisms devoid of causality. We illustrate how simple topological claims, seemingly far away from scientific inquiry (e.g., “given at least some wind on Earth, there must at all times be a cyclone or anticyclone somewhere”; “if one stirs to dissolve a lump of sugar in a cup of coffee, it appears there is always a point without motion”; “at any moment, there is always a pair of antipodal points on the Earth’s surface with equal temperatures and barometric pressures”) reflect the action of non-causal topological rules. To do so, we introduce some fundamental topological tools and illustrate how phenomena such as double slit experiments, cellular mechanisms and some aspects of brain function can be explained in terms of geometric projections and mappings, rather than local physical effects. We conclude that unavoidable, passive, spontaneous topological modifications may lead to novel functional biophysical features, independent of exerted physical forces, thermodynamic constraints, temporal correlations and probabilistic a priori knowledge of previous cases.

因果关系是生物物理现象科学描述的核心。然而，涉及系统形状，尺寸和对称性变化的可观察事实可能无法进行简单的因果归纳解释。在这里，我们认为，许多物理和生物学现象，例如混沌动力学，对称性破坏，远距离无碰撞神经相互作用，零值能量奇异性和粒子/波对偶性，都可以用没有因果关系的纯拓扑机制来解释。我们说明了看似与科学探索相距甚远的简单拓扑声明（例如，“地球上至少有风，在任何时候都必须始终存在旋风或反旋风”；“如果有人搅动以溶解一团糖，一杯咖啡，似乎总有一点没有动。” “在任何时候，地球表面上总是有一对温度和大气压力相等的对映点”）反映了非因果拓扑规则的作用。为此，我们介绍一些基本的拓扑工具，并说明如何用几何投影和映射而不是局部物理效应来解释诸如双缝实验，细胞机制和脑功能某些方面的现象。我们得出的结论是，不可避免的，被动的，自发的拓扑修改可能会导致新的功能生物物理特征，而与施加的物理力，热力学约束，时间相关性和先前案例的先验知识无关。在地球表面上总是有一对温度和大气压力相等的对映点”），反映了非因果拓扑规则的作用。为此，我们介绍一些基本的拓扑工具，并说明如何用几何投影和映射而不是局部物理效应来解释诸如双缝实验，细胞机制和脑功能某些方面的现象。我们得出的结论是，不可避免的，被动的，自发的拓扑修改可能会导致新的功能生物物理特征，而与施加的物理力，热力学约束，时间相关性和先前案例的先验知识无关。在地球表面上总是有一对温度和大气压力相等的对映点”），反映了非因果拓扑规则的作用。为此，我们介绍一些基本的拓扑工具，并说明如何用几何投影和映射而不是局部物理效应来解释诸如双缝实验，细胞机制和脑功能某些方面的现象。我们得出的结论是，不可避免的，被动的，自发的拓扑修改可能会导致新的功能生物物理特征，而与施加的物理力，热力学约束，时间相关性和先前案例的先验知识无关。我们介绍一些基本的拓扑工具，并说明如何通过几何投影和映射而不是局部物理效应来解释诸如双缝实验，细胞机制和脑功能某些方面的现象。我们得出的结论是，不可避免的，被动的，自发的拓扑修改可能会导致新的功能生物物理特征，而与施加的物理力，热力学约束，时间相关性和先前案例的先验知识无关。我们介绍一些基本的拓扑工具，并说明如何通过几何投影和映射而不是局部物理效应来解释诸如双缝实验，细胞机制和脑功能某些方面的现象。我们得出的结论是，不可避免的，被动的，自发的拓扑修改可能会导致新的功能生物物理特征，而与施加的物理力，热力学约束，时间相关性和先前案例的先验知识无关。