为了避免到达增长的顶点而后走向崩溃，我们需要在到达顶点值之前就发生一个模型上的迁移。

文 | 毛文琦    译者 | 肖梦辰        来源 | 中欧商业评论

我们身处高度复杂的时代。说到复杂性，圣塔菲研究所被视为世界复杂性问题研究的中枢。它由诺贝尔物理学奖得主默里· 盖尔曼、诺贝尔经济学奖得主肯尼斯·阿罗、诺贝尔物理学奖得主菲利普·安德逊等人共同成立。

圣塔菲研究所前所长杰弗里·韦斯特 （Geoffrey West）教授潜心研究数十年，经过反复试验和求证，完善了解构复杂世界的简单逻辑，提出了“规模法则”。在韦斯特眼中，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。

他在新书《规模：复杂世界的简单法则》中试图把生物、经济、城市发展等各方面的现象都纳入统一的系统动力学理论框架中，用基础代谢率、网络效应等来解释复杂系统的共同现象。适逢韦斯特教授来华，《中欧商业评论》专访了这位年近八旬的长者，请他分享“规模之道”。

杰弗里·韦斯特 (Goffrey West)

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

规模：从生物界到城市与公司

《中欧商业评论》（以下简称CBR）：作为顶级理论物理学家，是什么样的原因促使您从物理学转向生物学研究，并且将目光放在公司与城市？

杰弗里·韦斯特：在我大半生的工作经历中，我是一名物理学家，致力于发现和研究物理学中基础理论性的问题，比如量子物理学、弦理论、暗物质等。1990年前后，粒子加速器（超导超大型加速器）在得克萨斯州建成，我也适逢其会。但这个项目被取消了。当时大家就在讨论，21世纪将是生物学的天下，就如同物理学统治了19世纪和20世纪一样。考虑到生物学是少数还没有能够完全进行定量研究的领域之一，我认为物理学和生物学进行合作是一个方向。

与此同时，还有另外一件事开始让我思考。那时我五十多岁，开始明显意识到自己身上时间的流逝。我家族中的男性很难长寿，我自己对于能活多久这件事一直有些忧虑。一个很有趣的思考是，到底什么是“变老”，而人又为什么终究难逃一死。人类一般很难活过100岁——而老鼠，一般来说只有两三岁。这是为什么呢？

当我涉足生物学，我发现很多书都在讨论这个问题。令人欣喜的是，这其实关系着所有的生命体，变老和死亡是一个很重要的研究方向。当你问“为什么生命会老会死”这个问题时，你首先要了解：“是什么令生物活着”以及“是什么导致生命活着时就出了问题”。是新陈代谢过程支持生命“活着”的状态，于是我就开始学习新陈代谢，之后我就接触到了一个之前被提出过的概念：规模法则。然而规模法则并没有什么具体解释，这令我感到更加兴奋。我找到了新的研究方向。

说回到新陈代谢研究，我关心数学以及物理学意义上的网络系统，它们让生命保持活力，比如神经网络、内分泌系统网络、细胞内的结构系统等。非常自然地，这样的问题也可以扩展到公司以及城市上，因为我们的公司和城市也同样具有网络系统，人们经常使用“器官”这样的词汇来比喻和描述公司和城市。于是我们也会对公司和城市问出这样一个问题，“它们也会成长和消亡吗？有什么规律？” 这也是我从事现在研究的动力来源之一。

CBR：凯文·凯利在中国很受欢迎，他有一本有名的书叫《失控》，里面谈到了生物学网络和社会化网络之间的关联。而在您的书中，可以看到很多翔实的数据支撑。您可以谈谈您的规模法则吗？

韦斯特：凯文和我很熟。说起来，他的“网络关联”的想法应该是从我这儿获得的启发。也正因为此，我们经常聊天讨论。

先让我们来说说规模法则是什么。首先介绍一下新陈代谢率，它是指能提供一天所有活动的总能量（人大概每天需要200卡路里）。在用对数相对于体重绘制时，新陈代谢率以人们可以想象到的最简单的方式随着体重的变化而按比例变化，它成了一条直线，表明了简单的幂律规模法则关系（如图1）。

早在1932年，生物学家克莱伯就已经提出，体重每增长至原来的4个数量级的倍数（横轴），代谢率仅增长至原来的3个数量级的倍数（纵轴）。直线的斜率为3/4，这就是克莱伯定律中的著名指数。如果按单纯的线性推理，体形两倍的动物，所需能量也需要两倍。但在规模法则下，体形两倍，能量只会增长75%，换言之，每增加一倍体积，就会节省25%的能量需求。20世纪80年代，主流生物学家得出一致结论：1/4次幂规模法则是生物学的普遍特征。

生物一开始生长速度会非常快，然后在某一个阶段的时候生长速度变缓了，大部分的生命时间停留在一个相对稳定的状态。每次体积增长一倍，所需的能量并不是原来的两倍，而是原来的1.75倍。如果体积越大，增长就越有效率，也就是一个相对“经济”的规模。这个“规模”，在某种程度上，是一种“亚线性规模缩放”，也就是幂次小于1的规模缩放。意思是，体积变为两倍，但增加一单位体积所相应需要增加的能量比一单位小。这是生物体生长到一定规模之后会停止生长的根本原因。

这一研究对可持续发展来说至关重要，它甚至也适用于儿童药物剂量是否安全这样小而切身的问题。如果需要通过表面积吸收的药物增加一倍，那么剂量增速应该小于2，大概1.6或者1.7比较合适。遗憾的是，人们甚至很多药厂对此还不够了解，导致很多人尤其是儿童，往往服用过量的药物。过去还曾发生过科学家给大象打致幻剂做测试，根据猫咪的体重想当然地乘倍数给大象注射，结果造成大象死亡的惨剧。

当我们去研究公司时，会发现它的很多关键指标都像生物体一样呈亚线性比例变化。它的规模缩放指数约为0.9，这意味着公司在成立期往往迅速增长，在成熟后逐渐停止增长并消亡，也就是破产或者被别人并购。

CBR：说到您关注的网络结构，它有哪些特点？又给我们哪些启发？

韦斯特：首先，网络结构是分级的，这有助于进行空间填充。每个终端都是网络的最小单位。同样，城市也依存于不同的网络结构中，自来水系统、电力系统、网络系统都通过线路通向每一个房间。对公司来说，网络最终的节点可以看做是一个个员工，员工之间根据分工不同形成了不同等级的网络结构。

其次，就如同细胞的终端单元是基本一致的，城市中被送达到每一个小格子里的单位内容大概相同。此外，城市就是人，从这种角度来说，城市也大致相同。

最后，网络同时发生一些有机反应过程。无论是自然界还是公司、城市，都是为了让有机反应过程具有最优结果。比如血液系统，心脏需要给身体的每个部位运送血液，从而给每个细胞运送提供最低限度的营养，使细胞对营养的利用最大化。网络结构会促使最优化的数学规则出现。

那么城市社会网络中被优化的因素是什么呢？城市的结构和动力学在不断变化，往往通过个体之间连接性的最优化来实现社会资本的最大化。或许可以说，我们所有人都参与的社会经济机器主要是由“贪婪”所驱动的，这种“贪婪”是“欲望”这一理念的真正内涵。

甘地曾经说过：地球能满足人类的需要，但满足不了人类的贪婪。这里理解“贪婪”，也要看到其积极的一面。无论是体育、商业，还是学术领域，获得成功的欲望——跑得最快，成为最具创造力的公司，提出最具影响力和洞察力的观点——一直都是主要的基础性社会动力。与此同时，进化出利他和慈善行为并将之融入社会政治结构，我们一方面可以免受欲壑难填之苦，同时也驯服了猖獗的物质贪欲。

增长时钟清零，避免人类走向崩溃

CBR：用规模法则去看待城市，我们会有什么发现？

韦斯特：当我们说起城市，我们会关注它的规模。城市的规模和它所提供的资源成正比，并且城市越大，城市资源就越多。城市中的网络结构，并不仅仅指现实中的道路网或者电力网等，更多也更重要的是社交网络。

值得注意的是，社交网络是一个有正向回复的动态结构。说得通俗点，我们彼此交流，于是互相有了联系，有时会一起产生新想法。正是这样的过程，促成了谷歌、阿里巴巴、微软等企业的产生。

而这些，就是我说的超线性增长行为，也就是幂次大于1的规模缩放。对城市来说，增长速率的差值不再是25%，而是15%。也就是说，城市规模扩大一倍，就会带来15%的系统性结余。对比5万人的小城市和500万人的大都市时，这会带来很大的影响。举个例子，为了服务100倍于原来的人口规模，只需50倍于原来的加油站数量。再如，一座1 000万人口的大城市与两个500万人口的城市相比，需要的基础设施数量要少15%，这不仅与经济相关，带来的排放和污染也将大幅减少。令人惊叹的是，这一规律可以应用于所有包含社交的领域，因为所有的社交网络在根本结构上是一致的。

在基础设施方面，城市的表现就像生物体。它们遵守简单的幂律，按亚线性比例变化，表现出系统性的规模经济，只是指数的数值略有不同。生物体是0.75，城市则是0.85。总的来说，城市规模的加大，将带来人均社会互动的增加，好处是沟通成本也降低。

如今全球几乎每一周都会有100万人进入城市，城市化发展的速度在不断加快。如果你没有意识到藏在城市后面的规模法则，那么你在做改变的时候，就会违反规则，这意味着你会制造很多麻烦。比如人们并不享受居住在新城里，因为有种被排斥的感觉。等规模法则起作用需要时间，比如华盛顿就用了超过一百年才从新城成长为宜居城市。所以做城市规划的时候需要学习城市科学。

CBR：城市发展的前景怎么样？