附言和致谢
由于本书的讨论范围和涵盖领域如此庞大又多样化,以至于撰写本书一个意料之外的挑战是:确定一个合适的题目,用几个简洁的词语或甚至是半段文字便可以说明主要的信息。
在提出一些相对蹩脚的可能性,如“规模真的很重要”“生命之树的比例变化”“万物的度量”之后,我最终确定下来这个有些隐晦的题目“规模”,因为它正是本书的统一主题。然而,“规模”(scale)对不同的人而言意味着不同的东西。对于一些人而言,它意味着地图和图表;对一些人而言,它意味着音乐;对一些人而言,它意味着对蔬菜或肉进行称重;而对一些人而言,它则是粗糙表面上的一些留存物。这些明显不是本书的主要内容,因此,我把这本书命名为“规模”只是希望寻找一个琅琅上口的副书名,推迟了书名的意义变得更加明确的挑战。
偶然间,我发现了更为宏观的规模景象,如“宇宙的规模”。于是,我提出了一个有些宏大的副书名“在生命的复杂性中寻找简单性和统一性,从细胞到城市、公司和生态系统,从毫秒到千年”。这些至少抓住了本书的一些精髓,尤其是宏观的广阔视角与我要解决的现实世界问题之间重要的相互作用。尽管这个建议标题有些冗长和拗口,它依然没有捕捉到本书的许多核心观点,而这些观点则是企鹅出版社的编辑斯科特·莫耶斯(ScottMoyers)认为需要着重强调的。到目前为止,最有创意的建议来自我的儿子乔舒亚,他是南加州大学的地球科学教授。他提出了缩略的题目建议:“规模:规模控制生命的一切存在”。这个副书名琅琅上口、夸张、显得聪明,我希望自己能够大胆地使用这个题目。但我敢肯定,如果我这么做,肯定会被斯科特等人否决,而且他们的确这样做了。
我主要是从理论物理学家的视角来对待本书中提出的所有问题,理论物理学家的语言是数学。由此一来,一根贯穿本书始终的主线便是,强调基于基本原理发展出一个更加量化、可计算、可预测的理解框架,作为对传统、更加定性、偏向叙事的观点的补充,后者在社会学、生物学、医学和商业文学中占据统治性地位。尽管如此,这本书中并没有一个简单的等式。我非常认真地对待原子核的发现者、“核时代之父”欧内斯特·卢瑟福爵士(LordErnestRutherford)的告诫:“一个你无法向酒吧男侍者解释的理论或许不是好理论。”我并不确信他是对的,但我的确很关注他的话语中的精神。因此,我希望自己能够成功地让本书的论点和解释保持在适当的非技术层面,让非本专业读者读起来不那么困难。这样一来,我不得不采取一定程度上的“诗的破格”,提取出复杂技术或数学观点的精华和实质,将之转变为简单的口语化解释,希望我的科学界同僚能够迁就、容忍我的过于简单化、虚假陈述或者由此带来的严谨性的缺乏。
本书所呈现的问题、难题和解释都是通过我的个人视角加以解决的。因此,本书既不是百科全书,也不是覆盖这些问题和题目的海量文献的全面评论。一个主要的目的是要表明,当通过规模视角进行观察时,在我们生活的世界的极端复杂性、多样性和显而易见的混乱性之下,潜藏着令人吃惊的统一性和简单性。本书所思考的几乎一切都已经由深邃的思想家撰写了大部头,无须赘言,我是站在许多人已经理解并分析的基础之上。我曾尝试在合适的地方标明出处,但我无法提及为本书的观点和概念的发展做出贡献的所有人,我希望我没有因此冒犯太多人。
本书中的许多观点和几乎所有例证都是基于我在过去20年间与一大批天才同事共同进行的大量工作。并非所有的宏大主题或具体问题都得到了平等的重视。我必须要做出选择,其中一些要么被忽略,要么只是短暂关注。最终选择的话题和主题以及对它们进行探讨的深度部分上是由它们的概念意义决定的,这部分上是因为它们被判断为大众关心的重要议题,部分上也是源自我的怪癖视角。本书通篇我都在强调宏观的概念框架,并解释基础的观点,而不是沉溺于细节,尽管我试图不逃避地深入下去,并在我认为必要的时候呈现细节。因此,就像科学事业本身,有许多地方没有交代清楚,也还有许多未得到解答的问题。然而,对于我已经为他们打开的领域,怀有好奇心的读者去探索时应该不会感到困难,参考本书最后所列出的资料将会引发他们特别的兴趣。
在进行科学阐释的间歇,我偶尔点缀了一些在不同重要概念的发展过程中扮演了关键角色的参与者的逸事,这些关键概念在本书中发挥了重要的作用。我重点聚焦于一些具有大智慧的杰出人士,他们改变了我们看待世界的方式,但并未获得应有的承认,甚至在一些情况下,他们在科学界内部也未获得认可。其中一些名字或许是你从来没有听说过的,如阿道夫·凯特勒、托马斯·杨、威廉·弗劳德。我还加入了一些个人逸事,来说明我是如何开始考虑这些问题的,以及我是如何从沉迷于基础粒子、弦、暗物质以及宇宙的进化中跳脱出来,去尝试理解细胞和鲸、生命和死亡、城市和全球可持续性,以及公司为何会灭亡。
这一转折中的关键节点是我与著名生态学家、杰出科学家吉姆·布朗的会面。在第3章中,我曾经讲述过此次偶遇与我此后与圣塔菲研究所的长期关联是如何发生的,以及它是如何促使改变我一生的合作关系的出现。我也介绍了吉姆的学生、杰出的生态学家布赖恩·恩奎斯特所扮演的重要角色。布赖恩是最早加入我们的“规模小组”的少数优秀年轻人之一,并开始就本书章节中所阐释的问题进行研究。其他人还包括生态学家杰米·吉罗利(JamieGillooly)、德鲁·艾伦(Drew Allen)、左文云(WenyunZuo);物理学家范·萨维奇(VanSavage)、侯辰(Chen Hou)[1]、亚历克斯·埃尔曼(Alex Herman)、克里斯·肯佩斯(Chris Kempes);计算机科学家梅拉妮·摩西(Melanie Moses)。此项合作另外一位重要的成员是著名生物化学家伍迪·伍德拉夫(Woody Woodruff),他退休之后回到了田纳西州的家乡。