规模 复杂世界 pdf(书规模维斯特pdf)

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本文节选自《规模 复杂世界 pdf》电子版：

3.数量级、对数、地震和里氏震级我们刚刚已经看到，如果一个物体的边长增长至原来的10倍，且保持形状或构成成分不变，它的面积〈及强度)就会增长至原来的100倍，它的体积〈及重量)就会增长至原来的1”000倍。与之相类似的连续的10次肾被称作数量级，通常以简化的101、102、103等来表示。其中，10的右上角的小数字又被称作指数，它代表1后面所跟的0的个数。因此，105是1000000的简写，或称6个数量级，因为它是1后面跟了6个0。按照这一语言表达方式，伽利略的理论成果可以这样表述:如果长度每增长至原来的1个数量级的倍数，面积和强度就增长至原来的2个数量级的倍数，体积和重量就增长至原来的3个数量级的倍数。据此我们也可以得出，如果面积每增长至原来的1个数量级的倍数，体积就增长至原来的302《〈即1.5)个数量级的倍数。强度和重量之间也有类似的关系:如果强度每增长至原来的1个数量级的倍数，其可以文撑的重量就增长至原来的1.5个数量级的倍数。相反，重量每增长至原来的1个数量级的倍数，强度只会增长至原来的2/3个数量级的倍数。这便是非线性关系的基本表现形式。线性关系则意味着，面积每增长至原来的1个数量

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级的倍数，体积也会增长至原来的1个数量级的倍数。尽管我们许多人并不知道，但通过媒体对地震的报道，我们所有人都会接触到数量级的概念，包括分数数量级。我们经常听到有如“洛杉矶今天发生中等规模地震，震级为里氏5.7级，许多建筑物都有震感，但只造成非常小的破坏”的新闻报道。我们偶尔还会听到类似1994年的洛杉矶北岭地震的地震新闻，只大了1个单位的里氏震级，却造成了巨大的破坏。震级为里氏6.7级的北岭地震造成了超过200亿美元的损失，60人死亡，它也因此成为美国历史上造成损失最大的一次自然灾害，而一场里氏5.7级的地震所造成的损失几乎可以忽略不计。尽管震级只有小幅增长，但造成了截然不同的影响，因为里氏震级是以数量级来定义地震规模的。由此一来，增长1个单位意味着增长至原来的1个数量级的倍数。此，一场里氏6.7级地震的规模实际上是里氏5.7级地震规模的10倍。同样，一场里氏7.7级的地震，如2010年发生在印度尼西亚苏门答腊的地震，其规模是北岭地震的10倍，也是里氏5.7级地震的100倍。苏门答腊地震发生地的人口相对较少，但仍然因引发海啸而造成了大面积的破坏，两万人被迫迁徙，近500人遇难。可悲的是，200

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5年，苏门答腊曾章遇另一场更具破坏性的地震的袭击，其震级达到了里氏8.7级，规模也因此是2010年该地区地震的10倍。很明显，除了规模以外，一场地震所引发的破坏在很大程度上也取决于当地的条件，如人人口规模和密度、建筑物强度和基础设施等。虽然1994年北岭地震及最近的2011年日本福岛地震的震级分别只有里氏6.7级和里氏6.6级，但均造成了巨大的破坏。里氏震级其实测量的是地震在地震仪上所记录下的地震波幅度。其相应释放能量的数量则与这一地震波幅度呈非线性比例关系，所测量到的地震波幅度每增长至原来的1个数量级的倍数，其所释放的能量便增长至原来的1.5个数量级的倍数。这意味着地震波幅度上2个数量级的区别，即2个里氏震级的差别，相当于释放能量3个数量级的差别，而1个地震波幅度数量级的差别则相当于释放能量差别了1000的平方根，即31.6。-4L为了了解地震所带来的巨大能量，请阅读下列数字:引爆1磅(或0.5干克)TNT〈梯恩梯)炸药所释放的能量大致相当于里氏1级地震所释放的能量，里氏3级地震所释放的能量则相当于约1000磅〈或约500千克)TNT炸药爆炸所释放的能量，规模差不多相当于1995年俄克拉何

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