T迄今为止，科学史是还原论的胜利。生物学可以简化为化学，化学可以简化为原子物理学，而原子是由基本粒子组成的，比如电子、夸克和胶子。目前已知的25种基本粒子可能又是由尚未发现的更小的实体组成的——我在粒子物理学领域的大多数同事肯定是这样认为的。但如果Chiara Marletto是对的，那么简化主义的成功已经走到了尽头。下一个更好的自然法则可能来自宏观物体，而不是微观物体。她的秘密成分?反设事实。
想象阿道夫·希特勒从未出生。这是与事实相反的——用术语来说就是“反事实”。在能与不能的科学，她的第一本书(摘录自鹦鹉螺) Marletto使用了一个更宽泛的反事实定义:反事实是关于什么是可能的，什么是不可能的。她认为，当代物理学没有考虑到反事实，这“正在阻碍进步”。
当代物理学确实有缺点，这很可能是因为我们目前在物理学中使用的定律都是以相同的方式工作的。首先，它们要求我们在某一时刻完全指定系统的配置，称为初始条件．然后，我们有一个方程，通常叫做动态法或演化方程-作用于初始条件。最后，将演化方程应用于初始状态，计算出系统在任意时刻的构型。例如，如果你指定了箭头的位置和初始速度，你可以使用牛顿定律来计算它会在哪里着陆。
它颠覆了还原论。
目前所有的物理学基础理论都使用这种初始条件和演化方程的划分方法。这些理论已经让我们走得很远了，但正如Marletto指出的那样，它们也有局限性。最重要的一点可能是，没有一个这样的理论可以解释它自己的初始条件:我们必须提供初始条件作为预测的输入，否则我们无法计算任何东西。这意味着，举例来说，如果我们想弄清楚，为什么宇宙是以这样的方式开始的，我们就需要另一种类型的理论。
目前的理论也在努力解释宇宙的复杂性是如何增长的。我们知道宇宙可以带来复杂性——只要看看你周围——但物理学家不知道如何在初始条件和演化方程的组合中识别这种性质。量子力学似乎在时间顺序上有问题，这可能意味着需要一种全新的定律。
马莱托的书是与英国物理学家几年工作的总结大卫·多伊奇她和他一起发展了建造者理论。我对构造函数理论的解释是，它假设自然法则区分了什么是可能的，什么是不可能的。最好的描述方法可能不是用初始条件和进化定律，而是用宏观的物体构造函数-可以执行某些任务，但不能执行其他任务。对于这些构造函数来说，重要的不是它们是由什么构成的，而是它们能做什么，不能做什么。
例如，能量既不能被创造也不能被消灭——我们知道这在经验上是正确的。这是一种不可能的说法。或者说量子力学不允许我们完美地复制一个系统的状态而不破坏原始系统——这又是不可能的。永动机的移动机器热力学第二定律-也是不可能的。
物理学家现在把这种不可能看作是自然法则．构造函数理论建议我们把它们作为起点:从宏观物体可以拥有的属性开始，然后推断这些物体的微观成分必须能够做什么。它颠覆了还原论。
对我来说，总体想法听起来很有希望，但自从Deutsch在2012年提出它以来，构造函数理论一直是臭名昭著的模糊。我希望玛莱托的书能给我一些启示。唉，读了这本书，我也没聪明多少。她不仅没有解释如何使用构造函数理论，也没有解释构造函数理论的好处，她还对物理学提出了一些我觉得完全莫名其妙的断言。
首先，Marletto认为当前的物理学没有使用反事实。这就是她声称她的方法可以解决的假想问题。当然，我们在物理中使用反事实。每次我们都做一个概率天气预报，我们做一个关于什么的声明可以在初始条件不同的情况下发生。每次我们计算银河细丝的结构在宇宙中，我们对什么做了陈述可以如果物质的分布是另一种情况。每次我们计算量子力学中的关联时，我们都会做一个关于什么的陈述可以如果我们测量了其他的东西。这些都是反事实的。Marletto没有提到这些技巧。
相反，她指责“简化论者”，因为他们所谓的“忽略”紧急标准——比如信息，热力学和意识-作为“科学之外”。但我从没见过一个还原论者会这么做。相反，还原论者通常强调意识可以被科学准确地解释因为它来自组成大脑的许多粒子的相互作用。
与Marletto所写的相反，还原论主义者也经常强调用涌现属性来解释不仅仅因为它不是最基本的，就被解雇。事实上，在应用层面上，涌现理论通常是更有用的。举个Marletto自己讨论过的例子，没有人会用构成计算机的基本粒子来描述计算机的功能。简化论认为这是可能的，而不是有用的。这两件事(宏观层面的描述更有用)并不矛盾。
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我认为部分问题在于Marletto既没有解释她所说的简化论也没有解释她所说的涌现论。我在上面用突发性来表示一个复合系统的属性它可以从系统的组成部分的规律中推导出来，但是在组成部分的层面上没有意义。例如，导电性是材料的一种属性，但它对单个电子来说没有意义。温度是另一个例子。海浪，飓风，自我繁殖的能力-这些都是涌现性质。
哲学家们通常更具体地称之为“弱涌现”。相反，“强涌现”是宏观系统中无法从组成法则中推导出的属性的假设存在。在现实世界中没有已知的强涌现的例子(这就是为什么物理学家通常使用“涌现”这个词作为“弱涌现”的同义词)。本体论的还原论(就我们目前所知)是正确的，这意味着强大的涌现并不存在:原则上，一切都可以从(用哲学家的话说，“还原”为)基本粒子的定律和它们之间的力。
考虑到这一区别(以及不同类型的还原论之间的区别)对于Marletto的论点是多么重要，它应该得到澄清。我也不清楚人们到底需要这些构造函数做什么。
她讨论的一个例子是构造函数理论可以实现一些当前理论无法实现的东西，那就是提供真正不可逆的宏观定律。我们用标准方法得到的弱涌现定律，实际上，只是不可逆的，但在原则上，仍然是可逆的。这意味着，一些反向过程(比如不打碎鸡蛋)在理论上是可能的，但在实践中，它们是如此难以置信地不可能，以至于我们从未观察到它们。无论如何，这是标准的解释。
在构造函数理论中，这样的过程实际上是不可能的，而不仅仅是不可能的。但是标准的方法与所有的观察是一致的，所以真的没有必要对它做任何改变。
我最后，我觉得Marletto的书读起来很有趣，但并不是很有启发性。话说回来，也许我的期望太高了。在开发的早期阶段很难传达想法的吸引力(问我怎么知道的)。然而，这正是科学的本质所在，所以我很欣赏Marletto的努力，让读者深入了解这个令人兴奋的、年轻的研究课题。如果你读能与不能的科学请记住，你可能正在见证科学史的形成。
Sabine Hossenfelder是法兰克福高等研究院在那里，她致力于广义相对论的修正、现象学量子引力和量子力学的基础。如果你想知道更多关于物理学基础的问题，请阅读她的书《迷失在数学:美丽如何使物理学误入歧途》．在推特上关注她@skdh．
