规模：复杂世界的简单法则
生命体、城市、公司，乃至一切复杂万物，是否都存在相通的内在生长逻辑？制约生命与死亡、城市化的扩张及公司寿命的决定因素究竟是什么？人类能否通过融汇生物学、物理学、社会学、经济学等跨学科知识，找到揭开复杂万物生长背后的简单法则？
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杰弗里·韦斯特著著
出版社：中信出版社
出版时间：2018-06
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《规模：复杂世界的简单法则》
《规模》作者简介
作者：杰弗里·韦斯特
杰弗里·韦斯特，现年78岁，世界顶级理论物理学家。
全球复杂性科学研究中心、“没有围墙的”学术圣地——圣塔菲研究所前所长，入选《时代周刊》全球最具影响力100人。
数十年致力于“规模”的研究工作，其研究成果被应用在理解生命体、城市可持续发展、企业运营等众多领域，被业内奉为“跨学科诺贝奖”的不二人选。
圣塔菲研究所
生命体、城市、公司，乃至一切复杂万物，是否都存在相通的内在生长逻辑？制约生命与死亡、城市化的扩张及公司寿命的决定因素究竟是什么？人类能否通过融汇生物学、物理学、社会学、经济学等跨学科知识，找到揭开复杂万物生长背后的简单法则？
享誉全球的复杂系统性科学研究中心圣塔菲研究所前所长杰弗里·韦斯特潜心研究数十年，经过反复试验和求证，终于找到了解构复杂世界的简单逻辑——规模法则。在韦斯特眼中，规模成为衡量世间万物的不变标准，利用规模法则，复杂世界变得可量化、可预测、清晰明了且极度统一。规模法则阐明了从生命体到城市、从经济体到公司的生长与衰败都离不开其自身规模的制约，并与其规模呈一定比例关系，遵守统一的公式。这一算法框架不仅为人类思考未知世界提供了难得的简单法则，而且能解答不同生命体的生长极限之谜，优化城市发展架构并找到推动经济实现可持续发展、公司从初创到卓越的生长曲线。
《规模》将帮助你重新思考生命、认识自身、了解你的生活与工作，并告诉你复杂世界其实充满简单的逻辑，只要跳脱思维框架，打破学科限制，你就会重新看清你周遭的一切。
吕琳媛推荐序：
《复杂世界，简单规则》
国家优秀青年基金获得者，电子科技大学教授，阿里巴巴复杂科学研究中心副主任。
主要从事网络信息挖掘和社会经济复杂性方面的研究。在Nature Communications、Physics Reports、PNAS等学术期刊发表论文60余篇，引用6 000余次，8篇论文入选ESI全球Top-1%高引论文，研究成果入选2016年中国百篇具有影响力国际学术论文。
8 年前，当我还在瑞士弗里堡大学物理系攻读博士学位时，对人类语言系统产生了兴趣，便和几个朋友一起做了些研究[①]。我们收集了 9 本文学名著，这些书是用英语、德语、意大利语、西班牙语和拉丁语等语言写就的。我们对每本书的词频分布进行了统计，发现其均符合齐普夫定律（Zipf ’s Law）[②]，也就是说，如果把单词出现的频率按降序排列，则每个单词出现的频率 Z(r) 与其名次 r 的常数次幂存在简单的反比关系，这个幂指数称为“齐普夫指数”。
G. K. Zipf, Human behaviour and the principle of least effort (Addison-Wesly, 1949)
这一定律表明，只有极少数的单词被经常使用，而绝大多数单词很少被提及。我们常常听到的 20/80 法则就是这个定律的延伸。齐普夫定律已经在信息学、计算机科学、经济学、社会学、生物学、地理学、物理学等众多研究领域获得了广泛的应用。除了词频分布外，我们还考察了 24 个学术期刊的关键词、H1N1（甲型流感病毒）在各个国家的出现频率，以及期刊论文引用的频率等，结果都发现了同样的规律。
语言系统中另一个知名的定律是希普斯定律（Heaps’ Law），这是希普斯在1978 年一本关于信息挖掘的专著中提出的[③]。这一定律关注的是系统的增长问题，指出在语言系统中，不同单词的数目与文本篇幅之间存在幂函数的关系，这个幂指数称为“希普斯指数”，是介于 0~1 之间的。这一定律表明系统里的元素数目随着系统规模的扩大呈亚线性增长趋势。我们在上述提到的 30 余种系统中均发现了这样的规律。例如，随着流感病毒在全球范围的蔓延，如果感染人数增加一倍，那么被感染的国家可能只增加不到 30%。[④]
在 La Divina Commedia 这本书中，不同单词数目 N(t) 和 篇幅 t 之间的关系 [①]
令人兴奋的是，很多复杂系统同时遵循齐普夫定律和希普斯定律。那么，这两个定律之间又有什么样的关系呢？通过研究，我们发现，当齐普夫指数大于 1时，希普斯指数等于齐普夫指数的倒数，且齐普夫指数越大，这个关系越精确；当齐普夫指数小于 1 时，希普斯指数等于 1，且齐普夫指数越小，这个关系越精确。也就是说，这两个定律指数之间的解析关系，只是在齐普夫指数远大于 1 或远小于 1 或系统规模无穷大时的一种渐进解。此外，我们不依赖任何随机过程，证明了齐普夫定律更本质，而希普斯定律是衍生律。这可能是我们在语言系统研究中迄今为止最重要的贡献了。
不得不承认，对复杂系统本质的普适性规律的发现总是能让我们激动不已，特别是对物理学家来说，这似乎就是生命。本书作者杰弗里·韦斯特就是这样一位杰出的物理学家和思想领袖，他曾担任世界著名的跨学科研究组织圣塔菲研究所的所长，被《时代》杂志评为“全球最具影响力的 100 人”之一。
我很惊喜地看到韦斯特把系统增长中的标度关系在更广泛的范围和更普适的意义上进行了讨论[⑤]，即研究各种事物或系统如何随着规模的变化而发生变化，以及它们所遵守的基本法则。在书中，韦斯特不仅介绍了他有趣的个人生活和研究生涯，而且讲述了物种、生命、企业、城市背后隐藏的普适规律。他的研究构建了一种可量化、可预测的框架以帮助人们了解世界的意义，以及事物之间是如何相互影响并生长的。《规模》深刻揭示了这个丰富多彩的复杂世界背后所蕴含的普适性简单规律，无愧为一部卓越的著作。
韦斯特的研究可以回答很多有意思的问题，比如，为什么蚁人和哥斯拉只能在科幻片里存在？为什么人类不能长生不老？为什么我们一天要睡 8 个小时，而大象只要睡 4 个小时？为什么在凉爽的早上看不到很多昆虫？为什么公司会衰亡，而城市不会？这些看似毫不相关的稀奇古怪的问题在《规模》这本书中因规模法则而联系在一起，看完之后你会发现答案原来如此简单。
作者认为，万物相联带来了复杂性的急剧增强，需要追寻对复杂性的大一统理论，并在书中提出了一个核心观点：动物、植物、生态系统、城市和公司中几乎任何可量化的特点都与“规模”存在着可量化的规模缩放关系，这些不同层次的事物之间都有着极为相似的运作方式，其组织、架构和发展表现出惊人的系统性规律和相似性。
这些事物都具有高度复杂性，无论是分子、人类还是城市，都通过不同空间和时间层次上的网络化组织相互联系，不断进化。其中一些网络很明显、很具体，比如现实空间中的城市交通网络，也有一些网络很抽象、很虚拟，比如社交网络、生态系统和互联网。
韦斯特构建的宏观框架可以帮助我们回答许多有意思的问题，这些问题及其答案也从生物学、公司科学、城市科学等不同维度展示了其框架的包容性和解释力，许多原本看似毫无关联的事物实则相关。比如，假设你知道一座城市的人口数量，你就可以准确地预测出它拥有的加油站数量。
韦斯特的研究向我们展示了一个美好的未来：大数据和网络科学的快速发展为人类提供了最大限度地探索万物成长奥秘的契机。数据的爆炸式增长推动着科学研究进入大数据时代。大量来自社会经济系统的数据大大扩展了不同学科的研究范畴，特别是物理学的理论和思想被更多地应用于生物、社会、经济等更广泛的领域中，促进形成了多个新兴交叉学科领域，如经济物理学、社会物理学、生物物理学等，而韦斯特的这本著作，正是横跨多学科领域的前沿研究成果。
神奇的数字“3/4”
生命是宇宙中最灿烂、最光彩夺目的篇章，也是最具复杂性和多样性的现象，它以巨大的魅力吸引着无数科学家的目光。
对一直寻求万物统一理论的物理学家而言，在生命科学多样性发展的背后，一定存在一个可以用完美公式来描绘的规律。尽管生命演化处处存在着不确定性和偶然性，但生物体中几乎所有最基本、最复杂的可量化特征都以一种非常简单和规律的方式随规模的变化而发生缩放变化，这被称作“克莱伯定律”——代谢率随体重的约 3/4 次幂进行变化。
按照这一定律，哺乳动物的基础代谢率与体重的 3/4 次幂成正比。例如，体重差不多是老鼠的 1 万倍的大象，其代谢率（即维持大象存活所需的能量）只是老鼠的 1 000 倍。更令人称奇的是，这类法则还适用于包括心率、寿命、线粒体密度、树木高度等所有生物数量和生命历史事件。
韦斯特发现了新陈代谢与物种体积之间的规模缩放关系，解释了物种停止生长及死亡的原因，交给了人类一把开启生命科学宝藏的金钥匙。
科学显微镜下的城市与公司
克莱伯定律解释了生命体演化所共同遵守的一个规律，而韦斯特将其适用边界进一步拓展至人类智慧所创造的公司和城市等领域。城市所具有的复杂性远超任何一个现有学科的边界，不论是经济学家、地理学家还是社会学家，他们对城市的审视都只是对作为整体的城市的某个局部扫描。城市研究的方法论远远滞后于城市自身的演化进程。
韦斯特尝试创立城市科学，并认为城市是由基础设施网络及社会经济网络构成的，基础设施网络类似生物物种的网络，具有规模经济特性，使它们随着城市规模的扩大而呈亚线性增长；相对地，社会经济网络具有“规模报酬递增”的特性，使城市规模呈超指数增长。韦斯特的研究指出，城市规模与生物体的成长具有高度的一致性。城市规模翻番，其对基础设施的需求大概只需增加 85%。韦斯特将一个具有自生长性和适应能力的“有机体”的城市展现在我们眼前。
城市与生物体发展模式之间的一个重要差异是，当城市规模扩大时，城市内会快速涌现出更多新创意，这种现象被称为“超线性规模缩放”。城市规模扩大带来了更多的社会互动，社会互动的增多带来更多的创新和创意，因此在北京、上海、广州等超大型城市中，创新机会更多，生活节奏更快，这是城市“开放式增长”的演化结果。这也解释了为什么人们多选择居住在大城市。
城市的意义在于生活在其中的人，所谓城市即人。人们的生活和互动才是城市生命的源泉。然而，这一点在大多数城市的规划和设计中都被忽略了。一个典型的例子就是上海著名的世纪大道，从东方明珠至浦东世纪公园全长约 5.5 千米，宽 100 米，被誉为“东方的香榭丽舍大街”。从设计本身来看，这无疑是一件艺术品，但考虑到整个城市交通道路网络的功能性，问题就来了。这条道路增强了原有地区的交通复杂性，即使是 8 车道也不能解决交通拥堵的问题。游客需要穿过几十米长的人行横道才能到对面看看。城市的基础设施建设也需要有人情味，需要有人文关怀。人们从胡同里的四合院或者嘈杂的弄堂搬进一梯一户的高档住宅并不一定表示城市在进步。
上海世纪大道
相较于城市，公司更像生物体。许多关键指标随着规模的增长呈亚线性规模缩放，规模缩放指数约为 0.9。这意味着，公司更加受到规模经济而非规模收益和创新递增的主导，这为它们的生存历史，尤其是增长和消亡带来了重要的影响。公司的维度从出生到青春期不断收缩，在进入成熟期后最终停滞，甚至进一步收缩，因此大多数公司都只能拥有有限的增长和有限的寿命。
未来，人类的命运将与城市、公司紧紧捆绑在一起。城市与公司是创新、财富、文明、艺术的发源地，不了解城市的生长规律，我们就无法理解现代生活；不清楚公司的成长模式，我们就无法理解科技、经济和社会组织的进步。这是每一个活在当下的人都需要努力弄明白的事。
复杂性思维
书中的很多观点来自杰弗里·韦斯特过去几十年的研究成果，其目的是建立一套能解释包括生物、城市、公司等复杂适应系统的一般性理论框架。除此之外，这本书的另一大贡献是为我们提供了一套更具整体性、动态性的认知世界的思维范式——复杂性思维。书中所呈现的许多观点背后是以复杂性科学为基础的。韦斯特指出，如何对各类复杂系统演化背后的规律进行量化分析和预测，是 21 世纪科学面临的巨大挑战。我们不仅可以对天体、粒子等客观事物进行定量分析，而且可以找到城市、公司等社会组织或系统背后定量化的规律。
复杂系统的复杂性不仅体现在构成系统的元素数量庞大、种类繁多上，更重要的是元素间的相互作用关系，这种关系不是物理连接而是化学连接。例如，把一架飞机的上千万个零件拆卸后再重新组装还可以还原成一架飞机，但是如果把一个人大卸八块后，无论怎么拼接都不会复活了。因此，复杂系统的整体绝不是各个部分简单的线性叠加，即“1+1 ≠ 2”。
社会经济系统亦是如此。经济系统是一个开放的演化系统。在这个永无止境的演化过程中，各个要素之间相互作用，新的东西不断被创造出来，推动经济的持续发展。因此，经济也是一个“分配（allocation）+ 创造（innovation）”的非线性过程。[⑥]
我们应该逃脱线性思维的束缚，学会用“复杂性思维”方式来理解和认知这个世界。
我相信，《规模》会带给你一个不一样的精彩世界！
[①] L. Lü,Z.-K. Zhang, T. Zhou, Zipf’s Law Leads to Heaps’Law: Analyzing Their Relationin Finite-Size Systems, PLoS ONE5(12), e1).
[②]齐普夫定律是哈佛大学的语言学家 G. K. 齐普夫（G. K. Zipf）在研究英文单词出现的频率时发现的，他在 1949 年面市的一本关于人类定位的最小作用原理的书中进行了详细阐述。
[③]HS Heaps, Information Retrieval:
Computational and Theoretical Aspects (AcademicPress, Orlando), 1978.
[④]实证研究发现，H1N1 的齐普夫指数和希普斯指数分别是 3 和 0.35。
[⑤]希普斯定律是规模法则在语言系统中的一个表现。
[⑥]张翼成，吕琳媛，周涛 . 重塑：信息经济的结构［M］. 成都：四川人民出版社，2018.
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作者：[英] 杰弗里 o 韦斯特出版社：中信出版集团出版时间：2018 年 6 月复杂系统性科学研究中心圣塔菲研究所前所长杰弗里·韦斯特研究数十年，经过反复试验和求证，认为自己找到了解构复杂世界的简单逻辑——规模法则。在韦斯特眼中，规模成为衡量世间万物的不变标准，利用规模法则，复杂世界变得可量化、可预测、清晰明了且极度统一。规模法则阐明了从生命体到城市、从经济体到公司的生长与衰败都离不开其自身规模的制约，并与其规模呈一定比例关系，遵守统一的公式。这一算法框架不仅为人类思考未知世界提供了难得的简单法则，而且能解答不同生命体的生长极限之谜，优化城市发展架构并找到推动经济实现可持续发展、公司从初创到卓越的生长曲线。本书简介复杂系统性科学研究中心圣塔菲研究所前所长杰弗里·韦斯特研究数十年，经过反复试验和求证，认为自己找到了解构复杂世界的简单逻辑——规模法则。在韦斯特眼中，规模成为衡量世间万物的不变标准，利用规模法则，复杂世界变得可量化、可预测、清晰明了且极度统一。规模法则阐明了从生命体到城市、从经济体到公司的生长与衰败都离不开其自身规模的制约，并与其规模呈一定比例关系，遵守统一的公式。这一算法框架不仅为人类思考未知世界提供了难得的简单法则，而且能解答不同生命体的生长极限之谜，优化城市发展架构并找到推动经济实现可持续发展、公司从初创到卓越的生长曲线。 商业生命、城市、公司，为什么说它们背后都蕴藏着规模法则？
当今世界，我想象不出比杰弗里·韦斯特更令人感到兴奋的思想家。《规模》迫使我们从全新视角看待一切事物，从我们自身的身体到我们这个物种选择居住的超大型城市。《规模》是大众科学的绚烂展示。——尼尔·弗格森（历史学家）
作者简介：
杰弗里·韦斯特：现年 78 岁，世界顶级理论物理学家。全球复杂性科学研究中心、“没有围墙的”学术圣地——圣塔菲研究所前所长，入选《时代周刊》全球最具影响力 100 人。数十年致力于“规模”的研究工作，其研究成果被应用在理解生命体、城市可持续发展、企业运营等众多领域，被业内奉为“跨学科诺贝奖”的不二人选。
书籍摘录：
01 大背景（节选）
生命或许是宇宙中最复杂、最多样化的现象，它展现出了大大小小、纷繁异常的组织、功能和行为。从质量不足1皮克的细菌到重达 100 多吨的蓝鲸，每个物种的孕育、出生、繁殖和死亡有太多令人惊异的不同。许多细菌仅能存活 1 小时，只需十万亿分之一瓦特的代谢率便能存活；而鲸类可以存活 100
年之久，其代谢率达到数百瓦特。
我们人类为这个星球所带来的社会生活的复杂性和多样性则在这幅绚丽多彩的生物生命画卷上增添了浓墨重彩的一笔，尤其是那些潜藏在城市外表下的商业、建筑及每位城市居民所表现出来的多样文化和他们背后隐藏的喜怒哀乐，以及所有这些非同寻常的现象。
在所有这些复杂性和多样性的背后，有没有可能也存在一种类似的潜在规律呢？是否存在一些令人信服的简单法则，确实是从植物、动物等生物体到城市、公司等所有复杂系统都会遵循的？全球各地的森林、草原和城市中正在上演的一幕幕景象是否都是随机的、变化无常的，是一个又一个的偶然事件吗？鉴于产生多样化结果进化过程的随机性，与直觉不同的是，任何规律或系统性行为的出现似乎都不太可能。
毕竟，组成生物圈的每个生物体、每个子系统、每个器官、每个细胞、每个基因都是在 独特的历史轨迹上，在与众不同的生态环境中，通过自然选择过程进化而来的。
在《规模》这本书中，作者以图表方式展现了动物代谢率与其体重、动物一生中的心跳次数与其体重、一座城市所产生的专利数量与该城市人口规模、上市公司的净收入和总资产与其雇员人数等之间的定量关系。使读者能够直观地发现，在这最复杂、最多样化过程背后隐藏的一些简单、系统性、规律性的东西。动物、植物、生态系统、城市和公司中几乎任何可量化的特点都与规模存在可量化的缩放关系。这些显著规律的存在表明，在所有这些迥异的高度复杂现象中，都存在着共同的概念框架—动物、植物、人类社会行为、城市与公司的活力、增长和组织事实上都遵循类似的一般规律。
这是本书的焦点。作者将会阐述这些系统性规模法则(scaling law)的特性和来源，它们是如何相互联系，如何令我们深入而广泛地理解生命中的诸多领域，并最终理解全球可持续发展挑战的。综合分析这些规模法则将为我们打开一个洞悉背后原则和概念的窗口，以构建一个可量化的预测框架，解决科学和社会领域面临的一系列重大问题。
本书讲述的是人类当今面临的一些重大挑战和问题如何能够在统一的概念框架下得以解决，这些问题涵盖了快速城市化、经济增长和全球可持续发展，以及对癌症、新陈代谢、衰老和死亡的产生原因等各个领域问题的理解。本书讲述的是城市、公司、肿瘤及人类肌体极为相似的运作方式，它们均代表着从“主旋律”衍生出来的各种“变奏曲”，其组织、架构和发展表现出了惊人的系统性规律与相似性。它们都具有一个共同的特点—高度复杂，由大量独立成分组成，无论是分子、细胞还是人，都通过不同时空层次上的网络化组织相互联系，不断进化。其中一些网络很明显、很具体，比如城市中的循环系统或道路；也有一些网络十分抽象、很虚拟，比如社交网络、生态系统和互联网。
这种宏观性框架可以帮助我们解决一系列问题，例如:
o 为何我们最多只能活到 120 岁，而不是 1000 岁或 100 万岁？为何我们会死亡？是什么限制了人类的寿命？人们能否通过组成自身肌体的细胞和复杂分子计算出自己的寿命？它们能否被改变？寿命是否可以延长？
o 为何身体成分与我们几乎相同的老鼠只能存活两三年时间，而大象却能活到 75
岁？尽管存在这样的差异，但是为何包括大象、老鼠在内的所有哺乳动物一生中的心跳次数几乎相同，都达到了大约 15 亿次？
从细胞、鲸类到森林，为何生物体和生态系统都以一种普遍、系统性和可预测的方式与规模大小存在比例关系？看上去能够控制它们从生到死的大部分心理和生理历史的神奇数字“4”源自哪里？
o 为何我们会停止生长？为何我们每天必须睡 8 个小时？为何我们长肿瘤比老鼠少得多，而鲸类几乎不长肿瘤？
o 为何几乎所有公司都只能生存数年时间，而城市却能不断增长，且能够避开即便是最强大、看上去最完美的公司也无法逃避的命运？我们能否预测各家公司的大致生存周期？
o 我们能否发展出一门城市和公司科学，通过一种可量化、可预测的概念性框架了解它们的活力、增长和进化？
o 城市规模大小有限制吗？是否存在最优规模？动物和植物的生长规模有限制吗？是否会出现巨型昆虫或巨型城市？
o 为何生活节奏持续加速？为何创新速度必须持续加速才能维持社会经济生活？
o 我们如何确保人类设计的仅有1万年进化历史的系统能够继续与已经进化了数十亿年的自然生物世界共存？我们能否维持一个受思想和财富创造所驱动、充满生机活力、不断创新的社会？地球是否注定会变成一个充斥着贫民窟、冲突和破坏的星球？
为了解答诸如此类的问题，并强调相关概念，作者从一名理论物理学家的视角，以跨学科的精神综合各种科学思想，把生物学的基础性问题与社会科学和经济科学的基础性问题结合在一起来考虑。同时， 作者还会谈及规模法则如何使得基础粒子和自然界基本要素呈现出一致的发展景象，以及它将会为宇宙大爆炸以来的宇宙进化带来何种宇宙哲学影响。尽管本书所呈现的许多结论和解释都有论据支撑，出处来自数学语言，但本书绝非专业书籍，而是秉承教育精神，写给“聪明的外行”看的。这意味着作者在提供解释时要打破学术框架。如果其他科学家发现我在将数学或技术语言转变为通俗语言时过于简化，请试着不要那么挑剔。对于那些对数学有着更多偏好的读者，我推荐他们阅读贯穿本书的参考文献。
本书的一个中心主题是，城市和全球城市化在决定地球未来的过程中将扮演怎样的关键角色。 2006 年，地球跨过了一个引人注目的历史分水岭:全世界已经有超过一半的人口居住在城市中了，而 100 年前这一比例还仅为 15% ， 1950 年时仅为 30% 。到 2050 年， 城市人口比例有望超过 75% ，有超过 20 亿人口正在迁往城市，其中大多位于中国、印度、东南亚和非洲。
城市已经成为自人类社会化以来地球所面临最大挑战的源头。人类的未来和地球的长期可持续发展与城市的命运紧密地联系在一起。城市是文明的熔炉，创新的中心，财富创造的发动机，权力的中心，吸引有创造性个体的磁石，观点、增长和创新的驱动力。然而，城市也有其阴暗的一面:它是犯罪、污染、贫穷、疾病及能源和资源消耗的中心。快速城市化和社会经济的加速发展带来了多重全球性挑战，包括气候变化及其对环境的影响，粮食、能源、水资源、公众健康、金融市场、全球经济的早期危机等。
我们是否可以创建一门“城市科学”并延伸至“公司科学”的问题就变得极为迫切。换句话说，我们要在一个量化的可预测的体系下建立一个概念性的框架，理解它们的动力学、增长和发展演变。这对于设计能够实现长期可持续发展的严肃战略具有十分重要的意义。尤其是在 21 世纪下半叶，绝大多数人都将成为城市居民，大量人口将居住在前所未有的规模超大的城市中。
城市毫无限度的指数级扩张与我们在生物学中所见到的情形形成了鲜明的对比:如同人类一样，大多数生物体在年轻时生长很快，但后来便缓慢下来，继而停止生长，最终死亡。几乎所有动物和公司最后都会死亡，即便是那些最强大、看上去无懈可击的也是如此。尽管在过去 200 年间，人类的平均寿命持续增长，但人类的最长寿命一直没有改变。没有任何人的寿命超过 123 岁，也很少有公司能够存活这么长的时间—大多数公司在经营 10 年之后便消失了。那么，为什么几乎所有城市都能维持下去， 而大多数公司和生物体却会死亡呢？
死亡是所有生物体和社会经济生命不可或缺的一部分:几乎所有生物都会出生、生存，最终死亡。为什么会这样呢？我们能否研究出一套严肃的机制性的理论，用于理解我们自身的死亡和公司的倒闭？我们能否定量理解衰老的过程和公司倒闭的过程，并由此“预测”人类和公司大致的寿命？城市又是如何成功地绕过这一似乎不可避免的命运的呢？
杰弗里·韦斯特，来自：维基百科
为解决这些彼此不同、似乎又不相关的问题，我将主要从规模缩放这一科学概念框架的角度进行分析。规模缩放和可缩放性，即事物如何随着规模的变化而发生变化，以及它们所遵守的基本法则和原则，是贯穿本书始终的核心主题，也是形成本书几乎所有论点的出发点。从这个角度看，城市、公司、植物、动物、我们的肌体，甚至肿瘤，在组织形式和功能上存在惊人的相似度。每一方面都呈现出普通主题的精彩变化，这表现在它们的组织、结构和动力学有着令人吃惊的系统的数学规律与相似性上。这些将被证实是一个广泛的、宏观的概念框架所衍生的结果，这一框架可以用统一的方式来理解完全不同的系统，许多重大问题也可以通过这一框架得以解决、分析和理解。
从最基本的形式来看，规模缩放是指一个系统在规模发生变化时如何做出响应。如果规模扩大一倍，一座城市或者一家公司会发生什么呢？或者，如果规模缩小一半，一栋建筑物、一架飞机、一国经济、一只动物又将如何呢？如果一座城市的人口增加一倍，它的道路是否也会增加一倍，犯罪率是否会翻番，产生的专利数量是否会增加一倍？如果一家公司的销售量增长一倍，它的利润会同样增长一倍吗？如果一只动物的体重减少一半，它所需的食物量是否也会减少一半？解决这些关于系统如何随规模变化而变化的问题，给科学、工程学、技术等领域带来了深远的影响，并且已经影响到了我们生活的方方面面，尽管这些问题看上去似乎无足轻重。规模缩放的观念使人们能够深刻理解临界点、相变（如液体如何冻结成固体或汽化）、混沌现象（“蝴蝶效应”，即一只蝴蝶在巴西扇动翅膀会引起得克萨斯州的一场龙卷风）、夸克（构成物质的基本单元）的发现、自然界基本力的统一、宇宙大爆炸后的进化等背后的驱动力。这些是规模缩放观念帮助启发我们发现重要的宇宙原理或结构的众多例子中的一部分。
从更加贴近实际的角度而言，规模缩放在大型人类工程和机器（如建筑物、桥梁、轮船、飞机和计算机）的设计中扮演着关键的角色，如何以一种高效、节约成本的方式由小推大是一个持续性的挑战。更具挑战性，或许也更加紧迫的是，我们需要理解如何衡量规模越发扩大和复杂化的社会机构的组织结构，如公司、企业、城市和政府等，人们通常不太理解它们的基础原理，因为它们是不断演化的复杂适应系统。
规模和规模缩放是高度复杂、不断进化的系统的通用行为的主要决定因素。本书的许多内容将致力于揭示并理解此类非线性行为的缘由，以及如何利用非线性行为来解决科学、技术、经济、商业、日常生活、科幻小说、体育运动等领域的一系列问题。
题图来自：维基百科
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