物理、化学和生物是自然科学中的基础学科，在这三个基础学科中难免会有些争议。有人认为宇宙中物质都是由分子和原子组成的，物质间的化学反应是以分子和原子为基础的，而这恰好可以用物理学来描述，所以物理学是化学的基础；生物学中的一切又都是化学反应的结果，所以化学又是生物学的基础，物理学的研究范围更广，更具优越性；有人认为化学和生物更接近人们的生活，相对论和量子力学等基础物理理论离生活太遥远了。到底物理、化学和生物哪个学科更有优势？物理学是否可以取代化学和生物学的地位呢？

宇宙中的物质由分子和原子组成，比如水就由水分子组成，一个水分子由两个氢原子和一个氧原子组成；分子和原子又由基本粒子组成，比如氢原子由一个质子和一个电子组成，质子由两个上夸克和一个下夸克组成，而上夸克和下夸克等基本粒子就由物理学中的标准模型来描述。2013年3月 14号，欧洲核子研究中心(CERN)宣布之前发现的新粒子暂时确认为希格斯波色子。希格斯波色子被称为上帝粒子，它的发现为标准模型的建立划上了一个句号。宇宙中的所有物质都是由这些基本粒子组成，它们组成了原子和分子，而原子和分子又组成了纷繁复杂的大自然，似乎研究清楚这些基本粒子就把整个宇宙研究清楚了。这是典型的还原论，也正因为如此，人们会认为化学和生物学研究的内容都可以归到物理学中。但即便归到物理学中，也不可能用物理学的角度和思维方法去研究化学和生物学。还原论是一种哲学思想，认为复杂的系统、事务、现象可以通过将其化解为各部分之组合的方法，加以理解和描述。还原论一直是物理学研究的主导思想，物理学家总希望可以将更多的理论整合到一个理论中，将一切现象都归纳并还原在这一理论中。这样做确实有很多好处，可以让人们更深入地理解宇宙中的基本规律，但过度的还原并不会提高对复杂问题的解决能力。就像下围棋一样，人人都可以很快地理解围棋的规则，但真正学会下围棋则还有很长的路要走。学习怎样下围棋并不需要对围棋规则做更多的提炼或精简，而是多去下围棋，熟悉常见的走法、路数和模式。

与还原论相对应的是系统论，它以研究系统的要素，结构，和系统的行为（性质）为主。以热力学为例，从单个原子和分子的角度出发，确实可以研究大量原子和分子的行为，但却得不出温度和压力的概念，从系统论的角度出发才可以找到这些实用并且重要的宏观性质。所以尽管生物学可以归为化学，化学可以归为物理学，但这并不会对生物学和化学的研究起到直接的作用。化学研究的是大量分子和原子的行为，物理学更多的是去研究单个原子或简单的分子的行为，生物学研究的对象又以细胞为单位，比化学研究更复杂。虽然可以将量子力学等基础物理作为起点来研究化学和生物，但研究系统的复杂性使所需的计算量超过了任何现有计算机的计算极限，使这种方法无从下手。因此从分子和原子的角度研究化学，从细胞的角度研究生物会更方便更高效一些，就像在解决复杂问题时，我们主要是抓住核心问题而将细枝末节忽略掉。 物理、化学和生物都是以特定的角度去研究相应规模的问题，并没有什么优劣之分。

这和苏轼的《题西林壁》中“横看成岭侧成峰，远近高低各不同”的道理相同，角度不同对同一研究对象的理解就不同，在远处可以看到整个山的轮廓，在近处可以看到更多的细节。从基本粒子的角度，从原子和分子的角度，从细胞的角度去研究宇宙都没有问题，只是各有优劣而已。从基本粒子的角度研究可以挖掘出更深层次的自然规律，但对宏观物体的理解却没有多大帮助；从原子和分子的角度可以较好地去研究分子级别的化学反应，较容易应用到实际生活中；从细胞的角度可以研究生物个体的复杂行为。研究角度从微观到宏观的变化，也使得研究结果的精确性逐渐降低，这也就是为什么物理比化学和生物学看上去更像科学的原因。然而这种精确性的降低并不是没有回报，它使物理学上无法研究的复杂行为在一定的误差允许范围内得以用生物学的方法研究。

还原论更适合研究物理，系统论则更适合研究化学和生物。还原论和系统论两种研究方法都有各自的适用范围和优势，针对不同的问题和研究对象选择不同的方法才会使研究更高效更科学。