复杂世界的简单法则6(规模复杂世界的简单法则)

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本文节选自《复杂世界的简单法则6》电子版：

正如在第1章中所强调的，从最小的细戎到最大的城市和生态系统，生命系统是典型的复杂适应系统，运行在范围广阔的多个空间、时间、能量和质量的尺度上。仪在质量规模上，人生命便跨越了30个数量级(10”)以上，从为新陈代谢和遗传密码提供能量的分子到生态系统和城市。这一范围的广度大大超过了地球的质量与整个银河系的质量之间的比例，后者仅跨越了18个数量级，相当于一个电子的质量与一只老鼠的质量之间的比例。在这一庞大的范围内，生命事实上利用相同的基本构成要素和建造过程创造了令人惊叹的各种各样的形式、功能和动力学行为。这是自然选择和进化动力学的强有力证明。所有生命的运行都是通过把物理或化学来源的能量转化为有机分子，这些有机分子通过新陈代谢过程构建、维持和繁殖复杂的、高度组织化的系统。这又是通过两个截然不同而又密切相互作用的系统运行实现的:遗传密码系统《储存及

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处理构建和维持生物体运作的信息与“指令?)和新陈代谢系统〈获取、转化、分配能量和物质，用于维持、增长和繁殖)。人们在从分子到生物体的各个层级阐释这两个系统方面已经取得了很大的进展，稍后我会谈及如何将其延伸至城市和公司。然而，想要了解信息处理《〈基因组学)如何与能量和资源处理《〈新陈代谢》相互融合以维持生命，却依然是一个巨大的挑战。寻找作为这些系统结构、动力和结合的普这基础原则是理解生命的根本所在，也古在医学、农业、环境学等不同背景中管理生物和社会经济系统的基础。图3-:1生命体重的跨度从复杂分子、微生物到鲸、红杉，生命非凡的跨度堪比从银河系到亚原子的跨度。理解遗传学的统一框染已经出现，它能够为基因的复制、转录和翻译及物种的进化起源等现象提供解释。而新陈代谢的统一理论则出现得较为缓慢，它曾释了细胞内的生物化学反应如何催生能量和物质的转化，以

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支持生命，为生物活动提供动力，以及为从生物体到生态系统的各个层级的重要过程设定时间表。21世纪科学所面临的重大挑战之一便是寻找生命的复杂性如何诞生于根本的简单性这样的基本原则。尽管这曾经是而且还将继续是生物学家和化学家的主要研究范围，但其他学科正在扮演越发重要的角色，尤其是物理学和计算机科学。理解从简单性到复杂性的过程，即自适应进化系统的一个根本特点，就是新的复杂性科学。物理学涉及所有层级组织的基本原则和概念，它们是可计量的、可量化的〈这意味着可以进行计算)，由此可以得出精确的预测，并且可以通过试验和观察加以证实。从这个角度而言，人们很自然地就会发问:是否存在可以计算的普壳生命法则，使得生物学同样可以用公式表达，成为类似物理学的可预测的定量科学?是否可以猜想，存在尚未被发现的“牛顿生物学定律”，它可以帮助人们得出任何生物进程的精确计

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