Il riduzionismo

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In tutti i nostri sforzi scientifici, usiamo simili tecniche di alto livello per capire e studiare le cose. La tecnica più comune è il riduzionismo. Essa si basa sulla convinzione che il comportamento, le proprietà e la struttura di oggetti grandi e complessi possono essere compresi in termini di loro costituenti più semplici. In altre parole, cerchiamo di capire l'intero (l'universo, per esempio) in termini di minore, costituenti ridotti (quali particelle).

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Classification vs. Division

Il riduzionismo ci porta a due tracce distinte. Firstly, tra collezioni di oggetti o entità, cerchiamo di trovare punti in comune per categorizzare e classificare in modo che abbiamo bisogno di studiare un solo campione per comprendere l'intera. La seconda traccia è nel guardare sottostrutture fisicamente sempre più piccole fino a quando non si può andare avanti senza distruggere le proprietà essenziali della struttura sotto il nostro controllo. Il più piccolo come sottostruttura è ciò che chiameremo la più piccola unità. Vedremo esempi di questi due approcci, vale a dire la classificazione e la divisione, nella discussione che segue.

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Figura 2. schema di classificazione in biologia, illustrato con una volpe rossa.

in biologia, reductionism of the first kind gives us the phylum-class-genus-species taxonomy scheme (Figura 2 sopra), che ha dimostrato di essere estremamente efficace. Il secondo tipo di riduzionismo è nel tentativo di trovare l'unità più piccola possono essere studiate, che un biologo vi dirà è una cella.

in chimica, la più piccola unità è una molecola o un atomo. At the same time, i chimici hanno schemi di classificazione robuste. Il periodic table of elements is one. Altri schemi seguono categorie come organico, inorganico, metallico, non metallico, acidi, alcalino e così via.

In fisica, in particolare la fisica di cui stiamo parlando, andiamo molto più piccolo di atomi, dopo la seconda traccia del riduzionismo. Ma quando ci imbattiamo in un gran numero di particelle, facciamo usare la prima traccia (classificazione) come pure - dividiamo le particelle subatomiche in categorie (con alcuni tra quelli sovrapposti) come ad esempio leptoni, quark, bosoni, Hadron, barioni, fermioni ecc. Le più piccole unità tra di loro sono considerati particelle fondamentali. 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.

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Figura 3. Lo schema di classificazione più riconoscibile nella chimica – l'adozione periodica degli elementi.

Smallest Unit

Let me spend a few moments on what I mean by “the smallest unit” davvero è. Se si prende una cellula in biologia, esso può funzionare come un essere vivente. Se si rompe in su, si ottiene alcune molecole di grandi dimensioni. Tuttavia, non sarà una cosa vivente più. In questo senso, la biologia non si applica alle parti rotte (salvo che la biologia molecolare potrebbe). This is why I call cell the smallest unit in biology.

Allo stesso modo in chimica, se si prende una molecola di H2O come, per esempio, ha alcune proprietà. Se si rompe in su, si ottiene l'idrogeno e l'ossigeno, con molto diverse proprietà. Se si prende un atomo di idrogeno e ne separano l'elettrone dal protone, what you get is not even matter as we know it. Le particelle che si ottengono non sono né elementi né composti. Di conseguenza, la chimica non si applica più a loro. Così, atoms are the smallest units in chemistry.

Infatti, the physics that applies to the particles (meccanica quantistica) is very different from the one that applies to macroscopic objects. It is a mistake to think of an electron (per esempio) as a tiny point particle of matter. Un elettrone ha una esistenza solo in termini di alcuni numeri e le equazioni che siamo in grado di risolvere e sperimentalmente verificare. La sua realtà è una posizione filosofica conosciuta come realismo scientifico, ma che può essere più filosofia che si vuole da questo write-up.

Limitations of Reductionism

Anche serve come estremamente bene nelle nostre scienze, riduzionismo ha i suoi limiti. Potrebbe non funzionare in alcuni casi. Prendere una molecola di H2O per esempio. È bagnato o asciutto? Qual è la sua temperatura? Queste domande hanno senso solo nel contesto delle collezioni statistici di molecole. Quindi c'è qualcosa che si perde come noi applichiamo i nostri metodi riduzionisti alla materia. C'è un passaggio in proprietà quando si passa da grandi collezioni di molecole a quelli individuali.

Similar phase transitions occur when collections of large molecules become alive and form cells, o quando collezioni di cellule vive sviluppano coscienza e la capacità di “sapere”. What we know, naturalmente, is only a reflection or projection of what is out there in the physical world into our conscious awareness. Visto in questa luce, la fisica non sussumere nulla; è la biologia con la sua capacità di percezione e cognizione che sussume tutto il resto. È importante mantenere questa prospettiva anche in mente, perché i fisici spesso tendono a dimenticare.

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