推翻牛顿第三定律的系统新理论
牛顿第三定律告诉我们，每一个作用力，都有一个等量的反作用力。400年来，它一直在安慰我们，解释了为什么我们不会从地板上掉下去(地板也会向上推我们)，以及为什么划桨能让船在水中滑行。当一个系统处于平衡状态时，没有能量进出，这种相互作用是规律。在数学上，这些系统用统计力学(物理学的一个分支，解释了物体集合的行为)优雅地描述了。这使得研究人员能够完全模拟物质相变的条件，当物质的一种状态转变为另一种状态时，比如水结冰时。
但许多系统的存在和持续远非平衡。也许最明显的例子是生活本身．新陈代谢将物质转化为能量，使我们处于不平衡状态。处于平衡状态的人体就是尸体。
在这样的系统中，牛顿第三定律变得毫无意义。大小相等,方向相反。“想象两个粒子，”他说Vincenzo维他“a与B的相互作用方式与B与a的相互作用方式不同。”这样的非互反关系出现在神经元网络和流体中的粒子等系统中，甚至在更大的范围内出现在社会群体中。例如，捕食者吃猎物，但猎物不吃捕食者。
对于这些不守规矩的系统，统计力学不足以表示相变。在失衡状态下，非互惠占主导地位。成群结队的鸟类显示出这种规律是多么容易被打破:因为它们看不到自己后面的鸟，所以它们会根据前面的鸟改变飞行模式。所以鸟A与鸟B的互动方式与鸟B与鸟A的互动方式不同;这不是互惠。在高速公路上疾驰的汽车或交通堵塞的汽车也同样是不互惠的。研究超材料的工程师和物理学家利用非互易元素设计声学、量子和机械设备。超材料的特性来自结构，而非物质。
图片来源:Vincenzo Vitelli