读《夸克到美洲豹：简单性和复杂性的奇遇》有感。

还原论（Reductionism）主张把高级运动形式还原为低级运动形式的一种哲学观点。它认为现实生活中的每一种现象都可看成是更低级、更基本的现象的集合体或组成物，因而可以用低级运动形式的规律代替高级运动形式的规律。还原论派生出来的方法论手段就是对研究对象不断进行分析，恢复其最原始的状态，化复杂为简单。

还原论往往是一个贬义词，主要是针对复杂的现象用分解还原的手段来解释和理解的错误趋势。其实科学的还原论恰好是现代科学认识世界的最合理手段和方法，其中最精彩的描述是用物理的量子电动力学来描述化学规律。还原论的观点认为，任何复杂的科学，都包含更基本的科学定律，例如化学规律都可以用物理定律进行解释，但科学的还原论必须注意，只有附加复杂科学问题的特殊条件才可以获得正确的解释，如化学规律绝对不是简单的物理定律，而是特定条件下的物理定律。从哲学角度考虑，复杂的生物学也必然建立在物理和化学定律基础上，因此从根本上讲，物理和化学可以最终解释生物学，而且生物学最终必须用物理和化学来解释。

至少绝大多数从事生命科学研究的人，不再相信生命系统不存在超越物理和化学的基本原始动力，甚至生命进化本身都是一个基本的自然的化学过程，但是，生命体系是非常特殊的物理化学过程又是不言而喻的。也就是说，类似化学依赖于电子力学一样，生命过程必然依赖于基本的物理和化学规律。虽然在生物学层面本身开展研究是最重要的手段，显然还原论方法已经成为现代生物学研究的主流。从理解生物系统和化学物理规律之间的不同特点，以及特殊条件，并用基本物理和化学来寻找解释生物现象的终极目标仍必须首先要考虑。

在生物学本身也存在层次上的区分，例如大脑的功能必然是神经组织来完成，大脑的功能必然可以用各类神经组织细胞的生物化学和电活动来解释，而神经组织细胞的生物化学和电活动必然是组成这些细胞的细胞结构，如细胞膜、蛋白分子等来实现，针对这些不同层次的研究，已经成为生物学研究的总体路线图。

在设计科学研究方案时，必须考虑科学问题的层次，让不同层次作为研究深度的总体指导思想是科学逐渐深入的最基本策略。例如，我们发现一个物质具有可以降低血压的作用，我们首先要确认这个物质具有降低血压的作用，如果我们并不十分清楚这个物质的作用原理，而又需要明确这个问题的话（注意，这就是需要解决的科学问题）。下一步就需要了解影响血压的各类因素，至少从了解现在所有掌握的血压调节因素，例如我们知道神经系统、内分泌系统、内皮细胞、血管平滑肌，血容量调节、心脏功能等等。我们根据这一物质的结构特点等过去研究的相关信息，首先估计这种物质可能从哪个角度影响血压，然后我们明确这种影响，例如我们如果估计是通过内皮细胞发挥作用，那么我们要了解内皮细胞在血压调节中存在那些因素，然后我们了解这个药物是否对这些因素具有影响。为了更准确确认这种药物对内皮细胞产生影响，我们可以进行细胞学研究，确认药物对内皮细胞具有直接的影响。按照这样以问题为导向的课题研究，才可以逐渐弄明白科研问题的真相和本质。从某种意义上讲，没有还原论研究模式，就没有现代生物学的发展。

每个科学层面都存在重要的规律，科学研究不仅要追求某一个层面的科学规律，而且要善于建立不同层面之间的规律阶梯，就是把不同层面的规律联系起来。