الاختزال

The safer, easier way to pay online.
"الجزيئات والتفاعلات" is available as a beautifully designed printable eBook compatible with mobile devices. Get it now for $5.49 للتحميل الفوري!

في جميع الجهود العلمية لدينا, نستخدم تقنيات مشابهة على مستوى عال لفهم ودراسة الأمور. الأسلوب الأكثر شيوعا هو الاختزال. لأنه يقوم على الاعتقاد بأن سلوك, يمكن فهم خصائص وبنية الأجسام الكبيرة والمعقدة من حيث مكونات أبسط بهم. وبعبارة أخرى, ونحن نحاول أن نفهم كليا (الكون, على سبيل المثال) من حيث أصغر, انخفاض المكونات (مثل جزيئات).

Slide03

Classification vs. Division

الاختزال يأخذنا في مسارين منفصلين. أولا, بين مجموعات من الأشياء أو الكيانات, نحن نحاول العثور على القواسم المشتركة التي كتبها تصنيف وتصنيفها بحيث نحتاج إلى دراسة عينة واحدة فقط لفهم العموم. المسار الثاني هو في النظر في الهياكل الفرعية جسديا أصغر وأصغر حتى أننا لا يمكن أن تذهب إلى أبعد من ذلك دون تدمير الخصائص الاساسية للهيكل تحت المجهر لدينا. أصغر مثل هذا الهيكل الفرعي هو ما سنطالب أصغر وحدة. سوف نرى أمثلة من هذين النهجين, وهي تصنيف وتقسيم, في المناقشة التالية.

reductionism-biology
الرقم 2. نظام التصنيف في علم الأحياء, يتضح مع الثعلب الأحمر.

في علم الأحياء, reductionism of the first kind gives us the phylum-class-genus-species taxonomy scheme (أنظر للشكل 2 above), الذي أثبت أنه فعال للغاية. النوع الثاني من الاختزال في محاولة للعثور على أصغر وحدة ليمكن دراستها, الذي في علم الأحياء سوف اقول لكم هو خلية.

في الكيمياء, أصغر وحدة هو جزيء أو ذرة. At the same time, الكيميائيين يكون خطط التصنيف قوية. ال periodic table of elements is one. مخططات أخرى تتبع فئات مثل العضوية, غير عضوي, معدني, غير معدني, الأحماض, قلوية وهلم جرا.

في الفيزياء, خصوصا الفيزياء نحن نتحدث عن, نذهب أصغر بكثير من الذرات, إتباع المسار الثاني من الاختزال. ولكن عندما واجهت عددا كبيرا من الجزيئات, نحن لا تستخدم المسار الأول (تصنيف) وكذلك - نقسم الجسيمات دون الذرية إلى فئات (مع أن البعض منها متداخلة) مثل اللبتونات, الكواركات, بوزونات, هادرون, الباريونات, الفرميونات الخ. تعتبر أصغر وحدة من بينها الجسيمات الأساسية. Since the smallest unit in particle physics is smaller than that of all other sciences, we could consider physics the most fundamental of them all.

periodic-table
الرقم 3. خطة التصنيف الأكثر تميزا في الكيمياء – وتأخذ الدوري للعناصر.

Smallest Unit

Let me spend a few moments on what I mean by “the smallest unit” حقا هو. إذا كنت تأخذ خلية في علم الأحياء, أنها يمكن أن تكون بمثابة شيء حي. إذا كنت الخروج عنه, يمكنك الحصول على بعض الجزيئات الكبيرة. لكن, لن يكون شيء حي أي أكثر. في هذا المعنى, لا ينطبق البيولوجيا إلى الأجزاء المكسورة (إلا أن علم الأحياء الجزيئي قد). This is why I call cell the smallest unit in biology.

وبالمثل في الكيمياء, إذا كنت تأخذ جزيء مثل H2O, على سبيل المثال, لها خصائص معينة. إذا كنت الخروج عنه, يمكنك الحصول على الهيدروجين والأكسجين, مع خصائص مختلفة إلى حد كبير. إذا كنت تأخذ ذرة الهيدروجين وفصل الإلكترون في الفترة من البروتون, what you get is not even matter as we know it. الجسيمات تحصل ليست عناصر ولا مركبات. ونتيجة لذلك, الكيمياء لم يعد ينطبق عليهم. وهكذا, atoms are the smallest units in chemistry.

في الواقع, the physics that applies to the particles (ميكانيكا الكم) is very different from the one that applies to macroscopic objects. It is a mistake to think of an electron (مثلا) as a tiny point particle of matter. الإلكترون له وجود إلا من حيث بعض الأرقام والمعادلات أننا يمكن أن تحل والتحقق تجريبيا. اقعها هو موقف فلسفي المعروفة باسم الواقعية العلمية, ولكن ذلك قد تكون أكثر فلسفة من تريد من هذه الكتابة في.

Limitations of Reductionism

على الرغم من أنه بمثابة بشكل جيد للغاية في العلوم لدينا, الاختزال له حدود. فإنه قد لا تعمل في بعض الحالات. خذ جزيء H2O على سبيل المثال. هو رطبة أو جافة? ما هي درجة الحرارة? هذه الأسئلة منطقية فقط في سياق مجموعات الإحصائية للجزيئات. حتى لا يكون هناك شيء ما خسرنا ونحن تطبيق أساليب الاختزالية جهدنا ليهم. هناك تحول في الخصائص عند الانتقال من مجموعات كبيرة من الجزيئات لتلك الفردية.

Similar phase transitions occur when collections of large molecules become alive and form cells, أو عندما مجموعات من الخلايا الحية تطوير الوعي والقدرة على “تعرف”. What we know, بالطبع, is only a reflection or projection of what is out there in the physical world into our conscious awareness. ينظر في ضوء ذلك, الفيزياء لا تستوعب أي شيء; فمن علم الأحياء مع قدرته على الإدراك والإدراك أن يستوعب كل شيء آخر. فمن المهم للحفاظ على هذا المنظور أيضا في الاعتبار, لأن علماء الفيزياء في كثير من الأحيان يميلون الى نسيان ذلك.

تعليقات