يمكن القول إن الكيمياء الحديثة تبدأ باكتشاف «الجدول الدوري»، في القرن التاسع عشر، والذي يتمثل في اكتشاف إمكانية تصنيف العناصر الكيميائية إلى مجموعات، بحيث يتيح موضعها في المجموعة التنبؤ ببعض خصائصها. وبدأت كيمياء «الكم» الحديثة بالاكتشافات البالغة الأهمية التي وقعت في القرن العشرين، بأنه يمكن التنبؤ ببنية تلك المجموعات وكذلك الخصائص الكيميائية لعناصرها بالطبع، من خلال فيزياء الإلكترونات

والبروتونات والنيوترونات التي تتألف منها هذه العناصر مثلما تعلمنا. تشكّل هذه الاكتشافات مثالاً من أوضح الأمثلة على الاختزال» في العلوم، وهو ما يحدث حين يفسر النظام الأكبر من خلال مكوّناته الأصغر، وحين يتبيَّن أن الأفكار في ذلك المجال العلمي الذي يتعامل مع ذلك النظام الأكبر، يمكن تحليلها عبر أفكار المجال العلمي الذي يتعامل مع المكونات الأصغر؛ وفي هذه الحالة تفسر الذرات من خلال الجسيمات دون الذرية، وثمة «جزء من» الكيمياء الذرية يفسر من خلال الفيزياء، أو يمكن القول إنه «يُختزل» إلى الفيزياء، على حدّ تعبير الفلاسفة تتمثل الاختزالية – للوهلة الأولى على الأقل – في فكرة أن مثل تلك الاختزالات هي القالب لجميع العلاقات بين النظريات العلمية، وأن المفاهيم العلمية والنظريات ذات المستوى الأعلى والنطاق الأكبر ستختزل إلى نظريات ذات مستوى أقل ونطاق أصغر، وسيتأسس كلُّ شيء على الفيزياء في نهاية المطاف.

زاد الحماس للاختزالية في النصف الأول من القرن العشرين، وقد رافقه في بعض الأحيان موقف رافض من علماء الفيزياء لما يطلق عليه «العلوم الخاصة» ذات المستوى الأعلى؛ ويتجسد هذا الموقف في تعليق (ربما يكون ملفقًا) يُنسب إلى عالم الفيزياء إرنست رذرفورد، يقول فيه: «العلوم كلُّها فيزياء، وإلا فهي جَمْع طوابع فحسب». غير أنَّ السنوات التالية لذلك شهدت ردة فعل عنيفةً تجاه الاختزالية مدفوعةً في ذلك بملاحظات عن تعقيد العلوم الخاصة واستقلاليتها، وكذلك عدم توافق تفاصيل الفيزياء مع سمات هذه العلوم الخاصة، إضافةً إلى المخاوف المستمرة المتعلّقة بسمات التجربة البشرية – (التي يُفترض) أنها غير قابلة للاختزال جوهريا – مثل الألم والوعي وغيرها أيضًا من السمات. وفي الوقت الراهن، يشيع القول إن العلوم ذات المستوى الأعلى «ناشئة» من الفيزياء، وليست «مختزلة» إليها، ولا تزال العلاقة الدقيقة بين مفهومي النشوء والاختزال محل خلاف. قد لا يبدو أنَّ لهذا صلة كبيرة بالفيزياء. ذلك أنه إذا كانت الفيزياء هي العلم الذي تختزل إليه العلوم الأخرى، وإذا كانت الفيزياء – بغضّ النظر عن علاقتها بالعلوم الأخرى – هي المجال الذي يدرس المادة على أصغر نطاقاتها وأكثرها جوهرية، فستبدو الاعتبارات الخاصة بالنشوء والاختزال للوهلة الأولى غير ذات صلة بالفيزياء في حد ذاتها. لكن الحقيقة أنَّ جزءًا صغيرًا من الفيزياء هو ما يهتم فعلا بدراسة «النطاقات الأكثر جوهرية». فمعظم الأنظمة التي يدرسها علماء الفيزياء – أنوية الذرات، والمعادن، والبلازما، والمناخ، والمجرات – هي نفسها معقدة، كما أنها أنظمة كبيرة النطاق وعلاقاتها بالفيزياء المنخفضة المستوى معقدة وغير مباشرة. وبناءً على هذا، فإن فهم الاختزال – وبشكل أعم العلاقة بين النظريات التي تقع على مستويات مختلفة – هو في حقيقة الأمر قضية مفاهيمية رئيسية لعلم الفيزياء والفلاسفة الفيزياء. وسنرى أنه حتى في الفيزياء، فإن الاختزال مسألة دقيقة وتتطلب مفاهيم جديدة تمامًا تتجاوز القوانين الديناميكية الأساسية في الفيزياء ؛ ومنها مفهوم «عدم القابلية للانعكاس» ومفهوم «الاحتمالية». لقد دخل المفهومان إلى الفيزياء في القرن التاسع عشر، لكنهما لا يزالان محل جدال حتى يومنا هذا.