涌现与还原论：一种尴尬的培根式联盟

本文从凝聚态物理学家的视角探讨涌现与还原论之间的关系。还原论与涌现交织在物理学家的日常生活中，但我们很少停下来思考它们的关系：事实上，两者常被视为相互冲突的科学世界观。我论证，在实践中它们是互补的，以一种文艺复兴时期科学家弗朗西斯·培根所设想的方式形成了尴尬的联盟。通过审视经典物理学和量子物理学的历史记录，我讨论了涌现如何融入还原论的自然观。通常，对还原论物理学的深刻理解依赖于对其涌现后果的理解。因此，能量的概念对牛顿、莱布尼茨、拉格朗日或哈密顿来说是未知的，因为他们不理解热。类似地，对弱力的理解有待于对超导中迈斯纳效应的理解。涌现因此可以被比作还原论的一种加密后果。以当前研究中的拓扑绝缘体和奇异金属为例，我展示了涌现与还原论之间的对流继续为前沿科学研究提供强大驱动力，将实验室与宇宙联系起来。