如果你从自然界的基本构件开始——标准模型的基本粒子和它们之间交换的力——你就可以组装所有存在的东西，只用这些原始成分。这是最常见的物理学方法：还原论方法。一切都只是它各部分的总和，这些简单的构建块，当以适当的方式组合在一起时，绝对可以建立宇宙中可能存在的一切，绝对没有例外。
在许多方面，很难与这种对现实的描述争论。人类是由细胞组成的，细胞由分子组成，而分子本身又由原子组成，而原子又由基本的亚原子粒子组成：电子、夸克和胶子。事实上，我们在现实中可以直接观察到或测量的一切都是由标准模型的粒子组成的，人们期望有一天，科学也会揭示暗物质和暗能量背后的根本原因，到目前为止，这只是间接观察到的。
但这种还原论的方法可能不是故事的全部，因为它忽略了支配我们现实的两个关键方面：边界条件和自上而下的结构形成。两者都在我们的宇宙中扮演着重要的角色，并且可能对我们的“基本”概念也至关重要。
在右边，说明了调节我们宇宙的三种基本量子力的规范玻色子。只有一个光子来调解电磁力，有三个玻色子介导弱力，八个介导强力。这表明标准模型是三组的组合：U（1），SU（2）和SU（3），它们的相互作用和粒子结合在一起构成了存在的一切已知事物。学分：丹尼尔·多明格斯/欧洲核子研究中心这可能会让一些人感到惊讶，从表面上看，这听起来像是一个异端的想法。显然，基本现象（如构成我们宇宙的不可分割的基本量子的运动和相互作用）与仅由大量基本粒子在特定条件下相互作用产生的涌现现象之间存在差异。
以气体为例。如果你从基本粒子的角度来看待这种气体，你会发现每个基本粒子都与一个原子或分子联系在一起，这个原子或分子可以被描述为在每一刻都具有一定的位置和动量：明确定义到量子不确定性设定的极限。当你把构成气体的所有原子和分子放在一起，占据有限的空间体积时，你可以推导出该气体的各种热力学性质，包括：
气体的热量，
粒子遵循的温度分布，
气体的熵和焓，
以及气体压力等宏观特性。
熵、压力和温度是与系统相关的推导的涌现量，可以从构成该物理系统的全套组件粒子所固有的更基本属性中推导出来。
该模拟显示了随机初始速度/能量分布的气体中的粒子相互碰撞、热化并接近麦克斯韦-玻尔兹曼分布。这种分布的量子类似物，当它包括光子时，会导致辐射的黑体光谱。压力、温度和熵等宏观属性都可以从系统内各个组件粒子的集体行为中得出。图片来源：Dswartz4/维基共享资源但并不是每一个我们熟悉的宏观定律都可以从这些基本粒子及其相互作用中推导出来。例如，当我们审视我们对电的现代理解时，我们认识到它基本上是由通过导体（例如导线）运动的带电粒子组成的，随着时间的推移，电荷的流动决定了我们所知道的电流量。无论你的电势或电压在哪里有差异，无论电压的大小决定了电荷流动的速度，电压与电流成正比。
在宏观尺度上，由此产生的关系是著名的欧姆定律：V=IR，其中V是电压，I是电流，R是电阻。
只是，如果你试图从基本原则中得出这一点，你就不能。你可以推导出电压与电流成正比，但你不能推导出“将你的比例变成相等的东西”是电阻。你可以推导出每种材料都有一个称为电阻率的属性，你可以推导出横截面积和载流线长度如何影响流过它的电流之间的几何关系，但这仍然不会让你达到V=IR。
在高于超导体临界温度的温度下，磁通量可以自由穿过导体的原子。但是在临界超导温度以下，所有的磁通量都会被排出。这就是迈斯纳效应的本质，它使超导体区域内的磁通固定以及由此产生的磁悬浮应用成为可能。信用：未知创作者，由CEDRAT生成事实上，你不能仅仅从基本原理推导出V=IR是有充分理由的：因为它既不是基本关系也不是普遍关系。毕竟，有一组著名的实验条件可以打破这种关系：在所有超导体内部。
在大多数材料中，当它们加热时，材料对流经它的电流的阻力增加，这具有一定的直观意义。在较高的温度下，材料内部的粒子更快地旋转，这使得推动带电粒子（如电子）通过它更加困难。常见的材料（如镍、铜、铂、钨和汞）的电阻都会随着温度的升高而上升，因为在更高的温度下越来越难以实现通过材料的相同电流。
然而，另一方面，冷却材料通常会使电流更容易流过它。这些相同的材料，冷却到的温度越低，对电流的阻力就越小。只是，有一个特定的过渡点，突然之间，一旦超过特定的温度阈值（每种材料都是唯一的），电阻就会突然下降到零。
当冷却到足够低的温度时，某些材料将超导：它们内部的电阻将降至零。当暴露在强磁场中时，一些超导体会表现出悬浮效应，并且通过正确配置的外部磁场，可以将超导物体“固定”在一个或多个维度上，从而产生壮观的应用，如量子悬浮。信用：ohmagif.