Världen omkring oss är befolkad av en mängd olika saker – allt från gener och djur till atomer, partiklar och fält. Även om dessa alla kan beskrivas av naturvetenskaperna, det verkar som om vissa bara kan förstås i termer av biologi medan andra bara kan utforskas med hjälp av kemi eller fysik. Och när det kommer till mänskligt beteende, discipliner som sociologi eller psykologi är de mest användbara.

Denna rikedom har fascinerat filosofer, får dem att tänka på hur vetenskaperna är sammankopplade (eller frånkopplade), men också om hur saker i världen förhåller sig till varandra. Vårt nya projekt, kallad Metafysical Unity of Science och finansierad av European Research Council, försöker svara på dessa frågor.

I allmänhet, filosofin skiljer mellan två huvudfrågor inom detta område. Först, det finns den epistemologiska frågan om hur specifika vetenskaper eller teorier är kopplade till varandra. Till exempel, hur är biologi relaterad till fysik eller psykologi till biologi? Detta fokuserar på tillståndet för vår kunskap om världen. Det handlar om att titta på begreppen, förklaringar och metoder för olika vetenskaper eller teorier, och undersöka hur de hänger ihop.

Men det finns också en metafysisk fråga om hur saker i världen är relaterade till varandra. Är de utöver det som postuleras av fundamental fysik? Det är, är molekyler, stolar, gener och delfiner bara komplexa aggregat av subatomära partiklar och deras grundläggande fysiska interaktioner? Om så är fallet, skiljer sig levande materia på något sätt från livlös materia?

Detta är en mycket svår fråga att svara på, inte minst på grund av den existentiella tyngd den bär. Om människor, bland annat, är bara summor av fysiska delar, då kan vi undra hur vi kan få en meningsfull känsla av medvetande, känslor och fri vilja.

Extrema vyer

Vi skulle i stora drag kunna kartlägga de existerande filosofiska positionerna inom två ytterligheter. Å ena sidan, det finns den reduktionistiska hållningen som i en form hävdar att allt är gjort av och bestäms av fysiska byggstenar – det finns inga stolar, delfiner, ekonomisk inflation eller gener, bara partiklar och fält. Detta innebär att vetenskaper som kemi och biologi bara är användbara verktyg för att förstå och manipulera världen omkring oss.

I princip, den "korrekta" fysiken skulle förklara allt som händer och existerar i världen. Det kan därför vara, eller hjälpa till att bygga, grunden för en enhetlig teori. På denna uppfattning, till och med något så komplicerat som medvetande, som vetenskapen kanske (ännu) inte riktigt förklarar, beror i slutändan på det fysiska beteendet hos partiklarna som utgör nervcellerna i hjärnan.

På andra sidan, det finns den pluralistiska hållningen som hävdar att allt i världen har en autonom existens som vi inte kan eliminera. Även om det kan finnas en mening i vilken kemikalie, biologiska eller ekonomiska enheter styrs av fysiska lagar, dessa enheter är inte bara sammanslagningar av fysiska saker. Snarare, de existerar i någon mening utöver det fysiska.

Detta innebär att specialvetenskaperna inte bara är verktyg som tjänar specifika mål, men är korrekta och sanna beskrivningar som identifierar verkliga drag i världen. Många pluralister är därför skeptiska till huruvida medvetandet någonsin kan förklaras av fysiken – och misstänker att det faktiskt kan vara mer än summan av dess fysiska delar.

Det finns bevis för att stödja både reduktionism och pluralism, men det finns också invändningar mot båda. Medan många filosofer för närvarande arbetar med att ta itu med dessa invändningar, andra fokuserar på att hitta nya sätt att svara på dessa frågor.

Det är här "vetenskapens enhet" kommer in. Begreppet härstammar från den reduktionistiska sidan, hävdar att vetenskaperna är enade. Men vissa former av enhet avvisar reduktionism och de strikta hierarkier som den åberopar mellan vetenskaperna, men håll dig ändå till den breda tesen att vetenskaperna på något sätt är sammankopplade eller beroende av varandra.

Vårt lag, bestående av filosofer med expertis inom olika områden av filosofi och vetenskap, försöker hitta nya sätt att tänka kring vetenskapens enhet. Vi vill identifiera lämpliga kriterier som skulle räcka för att på ett övertygande sätt hävda att någon form av enhet råder mellan naturvetenskaperna. Vi tittar också på fallstudier för att undersöka "angränsande" vetenskaper och hur de är beroende av varandra.

Resultaten av vårt projekt kan ha viktiga konsekvenser som går utöver akademisk nyfikenhet, i slutändan hjälper vetenskapen att gå framåt. Om det verkligen fanns ett sätt att beskriva hur livet är relaterat till elementarpartiklar, det skulle förändra spelet totalt.

Än så länge, projektet har genomfört ett antal fallstudier på gränsen mellan biologi och kemi, och kemi och fysik. Vi börjar nu tillämpa resultaten från dessa fall på det metafysiska ramverket för vetenskapens enhet. Till exempel, en av våra studier visade att många biologiska egenskaper hos proteiner kan förklaras i termer av deras kemiska mikrostruktur, snarare än sin miljö. Detta bevisar inte att reduktionism är sant, men det ger stöd åt synen.

En annan studie undersökte liknande frågor utifrån kemi och kvantmekanik. Båda teorierna antar att en isolerad molekyl har struktur och är stabil, men studien hävdade att du inte kan bevisa att detta definitivt är fallet – vi beskriver detta som en idealisering. Den visade att både kemi och kvantmekanik är beroende av att göra sådana idealiseringar och hävdade att identifiering av dem kan förbättra vår metafysiska förståelse av molekyler.

I sista hand, att förstå naturvetenskapernas sammankopplingar är en värdefull källa för att förstå inte bara världen omkring oss, men också oss själva. Vi hoppas att vår undersökning av dessa länkar på nya sätt kan belysa hur saker och ting i världen förhåller sig till varandra.

Den här artikeln är återpublicerad från The Conversation under en Creative Commons-licens. Läs originalartikeln.