化繁为简的规模论

2023-06-18 4444 以撒 澳门日报

 无论阁下是否有宗教信仰,面对生命和宇宙之奥妙,脑海里难免浮现一个念头:天地万物之生灭,自然法则之运转,背后仿如由一套又一套精密複杂、却又环环相扣的规律和系统,每分每秒都有序进行。

 英国物理学家霍金曾说,本世纪是一个複杂的世纪。複杂系统的特徵之一,是世界并非纯粹等于独立个体或元素的总和,然而在这个愈趋多变难测的世界中,其实存在着一套“简单法则”,英国理论物理学家魏斯特(Geoffrey West)将之称为“规模法则”。魏斯特是研究城市理论的先驱,曾被《时代》杂誌评选为全球最具影响力百大人物,亦先后担任牛津大学、帝国学院和新加坡南洋理工大学的访问学者。

 一七年,魏斯特出版《规模》,单看英文原版的副题,已教人有点却步,因为本书要探讨的,除了是增长、创新和永续发展的普世原则,还有“

 从小细胞到大企业与城市,主宰万物兴衰命运的缩放法则”。如此恢宏大器的格局,却以通俗科普的方式呈现,魏斯特和他的研究团队,确实艺高人胆大。或许有感普罗大众对书名标题略嫌虚无飘渺,魏斯特在书中特别引用了爱因斯坦名言,仿如为自己背书:“纯粹从逻辑推理而得出的假设,完全空洞无物,与现实脱节。”换句话说,爱因斯坦认为任何假设缺乏实证支持,一切都是空话。对此,魏斯特以行动证明,在《规模》中用理论数学推演,再加上海量的图表和数据,这种做法在科普书中较为罕见。

 有人或许单凭直觉,认为大自然的演化,加上生物多样性之丰富,本身就是一个随机的过程,当中不太可能有任何规律或系统性的行为。为了说服读者,魏斯特在书中用了四张图表,简明扼要说出“规模论”的重点。这些图分别是动物代谢率、动物一生中的心跳次数、根据人口多少而决定一座城市产生的专利数量,还有根据员工人数,公开上市公司的净资产与收入。即使读者并非这些範畴的专家,但不难发现四张图表都有令人惊讶的共通点,就是每张都各自显示出某种简单而有系统、有规律的原理。而且数据在所有图表上的排列大致是直线,而并非由于每种动物、每座城市或每间公司都有其独特的生物、地理或历史等偶然因素,而出现我们预期中的随意分布。尤其那张动物心跳的图表显示,不论是活了几年的小老鼠,还是可以活过一百年的大鲸鱼,每一只哺乳动物一生的平均心跳次数竟然大致相同。

 然而这四张图表,不过是认识世界的冰山一角、呈现缩放法则(scaling laws)的一个小採样,但已足够让魏斯特带出本书的焦点:缩放关係存在于生态环境、不同的动植物、城市和企业中,而它们几乎全部都有可测量的特徵,而这种明显的规律清楚显示,在大自然和现代社会中看似截然不同且高度複杂的现象之下,彼此其实存在一个共同的概念架构,而不论是动物、植物、人类的社会行为、城市抑或公司的动力与成长,全部都受制于一些类似的通用“法则”。魏斯特在书中提供不少例子,除了说明这种无处不在的神奇规律,可为人类眼前许多重大挑战和全球永续问题提供一种思维方式外,亦及时提醒我们在各种妙不可言的规律与秘密背后,万物有灵,天地苍生,其实都属于一个无从分割的命运

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