שינויים

בקרב המדעים קיימת גם תחימה צרה יותר של תנאי סביבה, או '''"[[נישה|נישה מדעית]]"''', כלל ש"עולים" במעלה ההיררכיה. בעוד הפיסיקה מנסה לתאר את התנהגות החומר והאנרגיה בכל מקום, בכל זמן, בכל טמפרטורה. הרי שרוב הכימיה עוסקת בהתנהגות חומר בתנאי כבידה, טמפרטורה ותאוצה מסויימים מאוד. הביולוגיה מצמצמת את הדיון הכימי רק לתגובות כימיות אורגניות - כלומר לתגובות בין מולקולות מסויימות שמתרחשות בתחום פרמטרים צר עוד יותר.  

בקרב המדעים קיימת גם תחימה צרה יותר של תנאי סביבה, או '''"[[נישה|נישה מדעית]]"''', כלל ש"עולים" במעלה ההיררכיה. בעוד הפיסיקה מנסה לתאר את התנהגות החומר והאנרגיה בכל מקום, בכל זמן, בכל טמפרטורה. הרי שרוב הכימיה עוסקת בהתנהגות חומר בתנאי כבידה, טמפרטורה ותאוצה מסויימים מאוד. הביולוגיה מצמצמת את הדיון הכימי רק לתגובות כימיות אורגניות - כלומר לתגובות בין מולקולות מסויימות שמתרחשות בתחום פרמטרים צר עוד יותר.  

הסיבה שבגללה אין זהות בין פיזיקה לבין כימיה או ביולוגיה היא [[מערכות מורכבות|המורכבות]]. ככל שאנו מערבים במערכת מסויימת יותר מולקולות וככל שיש בין המולקולות יותר כוחות, כך הפיזיקה הישירה היא שימושית פחות, וההבחנות שהצטברו בתחום הכימיה שימושיות יותר. מסיבה זו חוקי הכימיה אינם מיותרים בפני עצמם. הם משמשים לפתרון מערך אחר של שאלות ובעיות, שמתנהג אמנם לפי חוקי הפיזיקה, אבל ברמות מורכבות שלא מאפשרות לנו להשתמש באופן מועיל בחוקים הפיזקליים בצורה ישירה.

הסיבה שבגללה אין זהות בין פיזיקה לבין כימיה או ביולוגיה היא [[מערכות מורכבות|המורכבות]]. ככל שאנו מערבים במערכת מסויימת יותר מולקולות וככל שיש בין המולקולות יותר כוחות, כך הפיזיקה הישירה היא שימושית פחות, וההבחנות שהצטברו בתחום הכימיה שימושיות יותר. מסיבה זו חוקי הכימיה אינם מיותרים בפני עצמם. הם משמשים לפתרון מערך אחר של שאלות ובעיות, שמתנהג אמנם לפי חוקי הפיזיקה, אבל ברמות מורכבות שלא מאפשרות לנו להשתמש באופן מועיל בחוקים הפיזיקליים בצורה ישירה.

כך הדבר גם ביחס בין ביולוגיה לכימיה - למרות שניתן, בתאוריה, לתאר את פעילות התא ברמה הכימית, הדבר הוא שימושי רק בתחום הביו-כימיה. ברמות מורכבות גבוהות יותר, "השכבה הביולוגית" של חוקי הטבע הינה מעשית וישימה יותר לתאור תהליכים וניבוי תוצאות מאשר הרמה המדוייקת יותר של הכימיה.

כך הדבר גם ביחס בין ביולוגיה לכימיה - למרות שניתן, בתאוריה, לתאר את פעילות התא ברמה הכימית, הדבר הוא שימושי רק בתחום הביו-כימיה. ברמות מורכבות גבוהות יותר, "השכבה הביולוגית" של חוקי הטבע הינה מעשית וישימה יותר לתאור תהליכים וניבוי תוצאות מאשר הרמה המדוייקת יותר של הכימיה.

מערכת הופכת להיות מורכבת יותר כאשר יש בה כמות גבוהה יותר של גופים (כמות מולקולות גבוהה יותר, כמות תאים רבא יותר), מגוון גדול יותר של גופים (אלפי סוגי מולקולות, מגוון גדול של תאים או של יצורים חיים במערכת אקולוגית), מספר גדול יותר של מצבים פנימיים (טרנספומציות מרחביות במולקולות, מצבים שונים בהם התא יכול להמצא), כמות גדולה יותר של כוחות, דרכי פעולה או אינטראקציה (כוחות פיזקליים שונים, תגובות כימיות שונות וכו'), ורעשים חיצוניים רבים יותר. חלק ניכר מהקשיים של פיזיקאי לדוגמה, הוא "ניקוי רעשים" והתבוננות בחלק קטן של הייקום (במונחי מרחב וזמן) או בחלק "פשוט" יותר, בנסיון לפשט את המערכת עליה הוא מסתכל.  

מערכת הופכת להיות מורכבת יותר כאשר יש בה כמות גבוהה יותר של גופים (כמות מולקולות גבוהה יותר, כמות תאים רבא יותר), מגוון גדול יותר של גופים (אלפי סוגי מולקולות, מגוון גדול של תאים או של יצורים חיים במערכת אקולוגית), מספר גדול יותר של מצבים פנימיים (טרנספומציות מרחביות במולקולות, מצבים שונים בהם התא יכול להמצא), כמות גדולה יותר של כוחות, דרכי פעולה או אינטראקציה (כוחות פיזיקליים שונים, תגובות כימיות שונות וכו'), ורעשים חיצוניים רבים יותר. חלק ניכר מהקשיים של פיזיקאי לדוגמה, הוא "ניקוי רעשים" והתבוננות בחלק קטן של הייקום (במונחי מרחב וזמן) או בחלק "פשוט" יותר, בנסיון לפשט את המערכת עליה הוא מסתכל.  

מצד שני,  חוקי הפיסיקה ממשיכים להתקיים גם בתוך המסגרת של חוקי הכימיה. '''אין חוקי כימיה שעומדים בסתירה לפיסיקה.'''' בצורה דומה, כללים פיזיקליים וכימיים יוצרים אילוצים על התנהגות תאים ומערכות ביולוגיות. אם ניסוי ביולוגי מסויים אינו עומד בקנה אחד עם הניבוי של תאוריה ביולוגית, החשד המיידי (לאחר אימות תקפות הניסוי) יוטל על התאוריה הביולוגית, ולא על "שכבות הבסיס" הכימיות והפיסקליות. באותו אופן, אם יתגלה עקרון פיסיקלי חדש שיכול להתקיים גם ב"ספקטרום" או בנישה הצרה יותר של תנאים המתקיימים בתחום הביולוגיה, סביר שהדבר יגרור תגליות חדשות גם בתחום הביולוגי. סביר גם שחלק מהשינוים בתאוריה הפיזיקלית, כשהם רלוונטים לספקטרום הביולוגי, יחייבו שכתוב של חלק מהתאוריה הביולוגית - שכן היא יכולה להמשיך לעמוד על תילה ללא הפרעה מצד שינוי בתאוריה הפיזיקלית רק בשני מקרים:

מצד שני,  חוקי הפיסיקה ממשיכים להתקיים גם בתוך המסגרת של חוקי הכימיה. '''אין חוקי כימיה שעומדים בסתירה לפיסיקה.'''' בצורה דומה, כללים פיזיקליים וכימיים יוצרים אילוצים על התנהגות תאים ומערכות ביולוגיות. אם ניסוי ביולוגי מסויים אינו עומד בקנה אחד עם הניבוי של תאוריה ביולוגית, החשד המיידי (לאחר אימות תקפות הניסוי) יוטל על התאוריה הביולוגית, ולא על "שכבות הבסיס" הכימיות והפיסקליות. באותו אופן, אם יתגלה עקרון פיסיקלי חדש שיכול להתקיים גם ב"ספקטרום" או בנישה הצרה יותר של תנאים המתקיימים בתחום הביולוגיה, סביר שהדבר יגרור תגליות חדשות גם בתחום הביולוגי. סביר גם שחלק מהשינוים בתאוריה הפיזיקלית, כשהם רלוונטים לספקטרום הביולוגי, יחייבו שכתוב של חלק מהתאוריה הביולוגית - שכן היא יכולה להמשיך לעמוד על תילה ללא הפרעה מצד שינוי בתאוריה הפיזיקלית רק בשני מקרים:

# החוק הפיזיקלי החדש רלוונטי לתחום הדיון, אלא ששינויים אחרים, שהוא גורר בדרך על חוקים אחרים (בפיזיקה, כימיה, וביולוגיה) מבטלים או מחלישים את השינוי שהוא היה גורר בתחום הביולוגיה על ידי השפעות נגדיות.

# החוק הפיזיקלי החדש רלוונטי לתחום הדיון, אלא ששינויים אחרים, שהוא גורר בדרך על חוקים אחרים (בפיזיקה, כימיה, וביולוגיה) מבטלים או מחלישים את השינוי שהוא היה גורר בתחום הביולוגיה על ידי השפעות נגדיות.

דוגמה למקרה הראשון הוא המעבר מהחוקים של ניוטון למערכת החוקים של אינשטיין. ברוב הבעיות הקשורות לביולוגיה, לא מתקרבים למהירות האור, ולכן ההבדל בין 2 התאוריות הפיזקליות הוא זניח. הדבר רלוונטי רק במקרים קיצוניים כמו זה של זוג תאומים שבו אחד מהם נוסע מהירות גדולה יחסית לשני. גם התאוריה הקוונטית משנה מעט את ההבנה הביולוגית בגלל מורכבות ודרישות דיוק שונות. לצרכים ביולוגיים אין צורך לדעת את המהירות והמיקום המדוייקים של אטום בודד.  

דוגמה למקרה הראשון הוא המעבר מהחוקים של ניוטון למערכת החוקים של אינשטיין. ברוב הבעיות הקשורות לביולוגיה, לא מתקרבים למהירות האור, ולכן ההבדל בין 2 התאוריות הפיזיקליות הוא זניח. הדבר רלוונטי רק במקרים קיצוניים כמו זה של זוג תאומים שבו אחד מהם נוסע מהירות גדולה יחסית לשני. גם התאוריה הקוונטית משנה מעט את ההבנה הביולוגית בגלל מורכבות ודרישות דיוק שונות. לצרכים ביולוגיים אין צורך לדעת את המהירות והמיקום המדוייקים של אטום בודד.  

דוגמה למקרה השני הוא המעבר מהסבר מיסטי פיזי למערכת ניוטונית בהקשר של תעופת יונים. כוח הכבידה סותר לכאורה את היכולת של יונים לעוף. נוכחות האוויר, קיום של חוקי חיכוך וזרימה והמבנה האנטומי של יונים מאפשרים ומסבירים את עקרונות התעופה - לא רק של יונים אלא גם מטוסים וגופים אחרים.

דוגמה למקרה השני הוא המעבר מהסבר מיסטי פיזי למערכת ניוטונית בהקשר של תעופת יונים. כוח הכבידה סותר לכאורה את היכולת של יונים לעוף. נוכחות האוויר, קיום של חוקי חיכוך וזרימה והמבנה האנטומי של יונים מאפשרים ומסבירים את עקרונות התעופה - לא רק של יונים אלא גם מטוסים וגופים אחרים.