Η ιδέα ότι η φυσική αποτελεί την «υπερεπιστήμη», την υποκείμενη βάση όλων των επιστημών, την μητέρα των υπολοίπων ή τη μοναδική επιστήμη τελικά, δεν είναι θέμα προτίμησης ή εντυπωσιασμού, αλλά είναι το αποτέλεσμα μιας αυστηρής λογικής συνέπειας: οτιδήποτε υπάρχει στο σύμπαν, από τα στοιχειώδη σωματίδια μέχρι τις ανθρώπινες κοινωνίες, υπακούει σε καθολικούς νόμους. Η επιστήμη που μελετά αυτούς τους νόμους στο πιο θεμελιώδες επίπεδο είναι η φυσική. Από αυτή την αφετηρία προκύπτει ένα απλό αλλά αμείλικτο συμπέρασμα: όλες οι υπόλοιπες επιστήμες δεν είναι παρά ειδικές περιπτώσεις / περιγραφές υψηλότερου επιπέδου ή πρακτικές εφαρμογές της ίδιας υποκείμενης φυσικής πραγματικότητας.
Η φυσική δεν περιορίζεται σε ένα συγκεκριμένο αντικείμενο, όπως τα κύτταρα, οι κοινωνίες ή οι αγορές. Ασχολείται με τα βασικά συστατικά της ύπαρξης: την ύλη, την ενέργεια, το χώρο και το χρόνο, καθώς και με τους νόμους που διέπουν τις αλληλεπιδράσεις τους. Αυτοί οι νόμοι έχουν καθολική ισχύ. Δεν αλλάζουν ανάλογα με το αν μελετά κανείς ένα άτομο, έναν οργανισμό ή ένα οικονομικό σύστημα. Αυτό σημαίνει ότι κάθε φαινόμενο, ανεξάρτητα από την πολυπλοκότητά του, είναι τελικά αποτέλεσμα φυσικών διεργασιών. Οι υπόλοιπες επιστήμες δεν αναιρούν αυτή τη βάση, απλώς εργάζονται πάνω σε αυτήν, σε επίπεδα όπου η πολυπλοκότητα καθιστά πρακτικά αδύνατη την άμεση χρήση των θεμελιωδών εξισώσεων.
Η χημεία είναι ίσως το πιο καθαρό παράδειγμα αυτής της σχέσης. Οι χημικοί δεσμοί, οι αντιδράσεις και η συμπεριφορά των στοιχείων εξηγούνται πλήρως μέσω της κβαντικής μηχανικής και των ηλεκτρομαγνητικών αλληλεπιδράσεων. Ο περιοδικός πίνακας δεν είναι αυθαίρετη ταξινόμηση, αλλά συνέπεια των λύσεων των εξισώσεων που περιγράφουν τα ηλεκτρόνια γύρω από τον πυρήνα. Δεν υπάρχει ούτε μία χημική διεργασία που να μην ανάγεται σε φυσικούς νόμους. Η χημεία, στην ουσία της, είναι φυσική που ασχολείται με συστήματα πολλών σωματιδίων, όπου η περιγραφή γίνεται πιο πρακτική σε ανώτερο επίπεδο.
Η βιολογία φαίνεται αρχικά να ξεφεύγει, λόγω της πολυπλοκότητας και της έννοιας της ζωής. Ωστόσο, κάθε βιολογική διεργασία βασίζεται σε μοριακές αλληλεπιδράσεις. Το DNA είναι ένα μόριο, οι πρωτεΐνες διπλώνονται με βάση ενεργειακά ελάχιστα, και η λειτουργία των κυττάρων καθορίζεται από χημικές και φυσικές διαδικασίες. Ακόμα και η εξέλιξη, που συχνά αντιμετωπίζεται ως αυτόνομος μηχανισμός, δεν εισάγει νέους θεμελιώδεις νόμους: είναι το αποτέλεσμα τυχαιότητας σε μικροσκοπικό επίπεδο και επιλογής που υπακούει σε περιορισμούς ενέργειας και περιβάλλοντος. Η ζωή δεν αποτελεί εξαίρεση στους φυσικούς νόμους, αλλά μια ιδιαίτερα σύνθετη έκφρασή τους.
Το ίδιο ισχύει και για τη γεωλογία. Οι τεκτονικές πλάκες κινούνται λόγω δυνάμεων που περιγράφονται από τη μηχανική, τα ηφαίστεια υπακούουν σε αρχές θερμοδυναμικής και ρευστομηχανικής, και οι σεισμοί είναι διάδοση κυμάτων σε ελαστικά μέσα. Δεν υπάρχει «γεωλογικός νόμος» που να είναι ανεξάρτητος από τη φυσική· υπάρχει μόνο εφαρμογή της φυσικής σε μεγάλης κλίμακας συστήματα.
Η πληροφορική, παρά τον αφηρημένο χαρακτήρα της, είναι επίσης άμεσα εξαρτημένη από τη φυσική. Τα bits δεν είναι αφηρημένες έννοιες, αλλά φυσικές καταστάσεις, όπως τάσεις ή μαγνητικές κατευθύνσεις. Οι υπολογισμοί περιορίζονται από θεμελιώδεις φυσικούς νόμους, όπως η θερμοδυναμική και η ταχύτητα διάδοσης των σημάτων. Ακόμα και η έννοια της πληροφορίας συνδέεται με την εντροπία, δηλαδή με μια καθαρά φυσική ποσότητα. Η πληροφορική δεν υπάρχει έξω από τη φυσική: είναι η μελέτη συγκεκριμένων φυσικών συστημάτων που επεξεργάζονται πληροφορία.
Το πιο ισχυρό αντεπιχείρημα απέναντι στην ιδέα της φυσικής ως υπερεπιστήμη προέρχεται από τα μαθηματικά. Τα μαθηματικά φαίνονται πιο θεμελιώδη, επειδή δεν εξαρτώνται από τον φυσικό κόσμο και βασίζονται σε αυστηρή λογική. Ωστόσο, αυτό ακριβώς είναι και το όριό τους. Τα μαθηματικά δεν περιγράφουν την πραγματικότητα από μόνα τους. Παράγουν συνέπειες βάσει αξιωμάτων. Υπάρχουν άπειρα μαθηματικά συστήματα, άπειρες γεωμετρίες και δομές, αλλά μόνο ένα υποσύνολο αυτών αντιστοιχεί στον φυσικό κόσμο. Η επιλογή αυτού του υποσυνόλου γίνεται από τη φυσική, μέσω της παρατήρησης και του πειράματος. Χωρίς τη φυσική, τα μαθηματικά παραμένουν ένα σύνολο δυνατοτήτων χωρίς κριτήριο αλήθειας για τον πραγματικό κόσμο. Επιπλέον, τα ίδια τα μαθηματικά έχουν εγγενή όρια. Δεν είναι πλήρη και δεν μπορούν να αποδείξουν όλες τις αληθείς προτάσεις μέσα στα δικά τους συστήματα. Αντίθετα, η φυσική, αν και λιγότερο αυστηρή τυπικά, «κλείνει» μέσω της εμπειρικής επαλήθευσης. Η φυσική δεν λέει απλώς «αν ισχύουν αυτά τα αξιώματα, τότε συμβαίνει αυτό», λέει «αυτό συμβαίνει στον κόσμο». Αυτό το πέρασμα από τη λογική δυνατότητα στην εμπειρική πραγματικότητα είναι που της δίνει τον θεμελιώδη χαρακτήρα. Τα μαθηματικά είναι η γλώσσα με την οποία περιγράφεται η φύση, αλλά η φυσική είναι αυτή που καθορίζει τι από αυτή τη γλώσσα έχει νόημα για το σύμπαν.
Αν επεκταθεί η ανάλυση σε επιστήμες όπως η οικονομία, η ψυχολογία και η κοινωνιολογία, η ίδια δομή επαναλαμβάνεται. Η οικονομία μελετά συστήματα ανθρώπων που ανταλλάσσουν πόρους, αλλά οι άνθρωποι είναι βιολογικά όντα και οι αποφάσεις τους προκύπτουν από νευρωνικές διεργασίες. Οι αγορές παρουσιάζουν συμπεριφορές που θυμίζουν στατιστικά συστήματα, με μοτίβα που μπορούν να συγκριθούν με αυτά της φυσικής. Πέρα από αυτό, κάθε οικονομική δραστηριότητα βασίζεται σε μετατροπές ενέργειας. Χωρίς φυσικούς πόρους και ενεργειακές ροές, δεν υπάρχει παραγωγή, άρα ούτε οικονομία. Η ψυχολογία, με τη σειρά της, βασίζεται στη λειτουργία του εγκεφάλου, ενός φυσικού συστήματος που υπακούει σε ηλεκτροχημικούς νόμους. Η κοινωνιολογία εξετάζει συλλογικές συμπεριφορές, αλλά αυτές προκύπτουν από αλληλεπιδράσεις ατόμων που είναι, τελικά, φυσικά συστήματα.
Η φιλοσοφία, αν και ιστορικά αποτέλεσε το πλαίσιο μέσα στο οποίο γεννήθηκαν όλες οι επιστήμες, σήμερα λειτουργεί κυρίως ως μετα-επίπεδο ανάλυσης και όχι ως παραγωγός εμπειρικών νόμων. Τα ερωτήματα της οντολογίας («τι υπάρχει») περιορίζονται πλέον από τα ευρήματα της φυσικής, καθώς κάθε αποδεκτή περιγραφή της πραγματικότητας οφείλει να είναι συμβατή με τους φυσικούς νόμους. Η επιστημολογία («πώς γνωρίζουμε») επηρεάζεται άμεσα από φυσικούς περιορισμούς, όπως τα όρια της μέτρησης, ο ρόλος του παρατηρητή και η φύση της πληροφορίας. Ακόμα και η μεταφυσική δεν μπορεί να προτείνει έννοιες που παραβιάζουν τη φυσική χωρίς να καταρρεύσει ως συνεκτικό σύστημα. Έτσι, η φιλοσοφία δεν ανταγωνίζεται τη φυσική στο επίπεδο της περιγραφής της πραγματικότητας: ερμηνεύει, οργανώνει και αναλύει τα συμπεράσματά της. Με απλά λόγια, αν η φυσική καθορίζει τι ισχύει στον κόσμο, η φιλοσοφία ασχολείται με το τι σημαίνει αυτό.
Η ιστορία, παρά τον αφηγηματικό και ανθρωποκεντρικό της χαρακτήρα, δεν ξεφεύγει από το ίδιο θεμελιώδες πλαίσιο: αποτελεί καταγραφή και ερμηνεία γεγονότων που προκύπτουν από τη δράση ανθρώπων και περιβαλλοντικών συνθηκών, τα οποία είναι πλήρως ενταγμένα στη φυσική πραγματικότητα. Οι ανθρώπινες αποφάσεις, οι κοινωνικές εξελίξεις, οι πόλεμοι και οι πολιτισμικές αλλαγές βασίζονται σε βιολογικούς οργανισμούς που λειτουργούν μέσω νευρωνικών διεργασιών, σε υλικούς πόρους που υπακούουν σε φυσικούς περιορισμούς και σε ενεργειακές ροές που καθορίζουν τι είναι εφικτό ή όχι. Ακόμα και τα μεγάλα ιστορικά γεγονότα επηρεάζονται από φυσικούς παράγοντες, όπως το κλίμα, η γεωγραφία και οι ασθένειες. Η ιστορία δεν εισάγει δικούς της θεμελιώδεις νόμους: οργανώνει γεγονότα σε χρονική ακολουθία και αναζητά αιτιώδεις σχέσεις σε επίπεδο ανθρώπινης κλίμακας. Ως εκ τούτου, αποτελεί περιγραφικό επίπεδο της ίδιας υποκείμενης πραγματικότητας που μελετά η φυσική, εστιάζοντας όχι στους βασικούς νόμους, αλλά στις σύνθετες εκδηλώσεις τους μέσα στον χρόνο.
Μια συνηθισμένη ένσταση είναι ότι η πολυπλοκότητα δημιουργεί νέους νόμους που δεν μπορούν να αναχθούν στη φυσική. Ωστόσο, αυτοί οι «νέοι νόμοι» δεν είναι θεμελιώδεις· είναι περιγραφικοί. Προκύπτουν ως στατιστικά ή συλλογικά αποτελέσματα μεγάλου αριθμού αλληλεπιδράσεων. Δεν παραβιάζουν τη φυσική ούτε την αντικαθιστούν. Η έννοια της θερμοκρασίας, για παράδειγμα, δεν έχει νόημα σε ένα μόνο σωματίδιο, αλλά προκύπτει από τη συλλογική κίνηση πολλών. Παρόμοια, οι νόμοι της οικονομίας ή της ψυχολογίας είναι τρόποι να περιγράψουμε συμπεριφορές που, στο θεμελιώδες επίπεδο, καθορίζονται από φυσικούς νόμους.
Το κρίσιμο σημείο είναι η διάκριση μεταξύ θεμελιώδους αιτιότητας και πρακτικής περιγραφής. Είναι πρακτικά αδύνατο να περιγράψει κανείς μια κοινωνία ή έναν οργανισμό γράφοντας εξισώσεις για κάθε σωματίδιο. Αυτό δεν σημαίνει ότι η φυσική δεν αποτελεί τη βάση όμως, σημαίνει ότι χρειάζονται ανώτερα επίπεδα περιγραφής για λόγους πολυπλοκότητας. Οι υπόλοιπες επιστήμες δεν αντικαθιστούν τη φυσική δηλαδή, λειτουργούν ως «συντομεύσεις» για να χειριστούμε απομονωμένα, πολύπλοκα συστήματα.
Το τελικό συμπέρασμα είναι ότι η φυσική αποτελεί το επίπεδο στο οποίο απαντάται η ερώτηση «γιατί». Οι άλλες επιστήμες απαντούν στο «πώς» μέσα σε συγκεκριμένα πλαίσια, αλλά δεν εισάγουν ανεξάρτητους θεμελιώδεις νόμους. Η χημεία είναι φυσική ατόμων, η βιολογία είναι φυσική μορίων, η ψυχολογία είναι φυσική νευρωνικών δικτύων και η οικονομία είναι φυσική συστημάτων ανθρώπων. Τα μαθηματικά παρέχουν τη δομή και τη γλώσσα, αλλά δεν καθορίζουν ποια δομή αντιστοιχεί στην πραγματικότητα. Αν η πραγματικότητα είναι ένα ενιαίο σύστημα, τότε η φυσική είναι το επίπεδο στο οποίο ορίζονται οι κανόνες λειτουργίας του, και όλες οι υπόλοιπες επιστήμες είναι διαφορετικοί τρόποι να περιγράψουμε τις εκδηλώσεις αυτών των κανόνων σε αυξανόμενα επίπεδα πολυπλοκότητας.