1．对生命和人类社会的认识，探究宇宙中最复杂和多样化的现象

2005年7月，Science周刊借创刊125周年之际，特别提出了125个重要的科学问题，其中涉及生命科学领域的问题占46%，涉及宇宙与地球的问题占16%，然后与物质科学相关的问题占14%、与认知科学问题相关的问题占9%。在这125个问题中，还特别指出了25个最突出的重点问题，其中涉及生命科学领域的问题更是高达15个，占60%。所以说，生命是迄今为止人类所认知的宇宙中最复杂的现象。

地球上人类的出现和近百年来的发展，让我们这个“自然界”变得不那么“自然”了。于是，诺贝尔奖得主、荷兰大气化学家保罗·克鲁岑（Paul Crutzen）于1995年提出了一个新的概念——人类世（anthropocene），旨在提醒人们关注近现代人类活动对环境的影响，其作用甚至可以与地质作用匹敌。虽然考古学家和地质学家对于这个地质年代是何时开始的一直充满争议，但是人类世所导致的重大影响，随着时间的推移而积累，在考古记录中人类明显展示出改变地球生态系统的能力。最初，农业是导致人类足迹在全球弥散的最重要原因，它几乎同时出现在近东地区、亚洲和美洲，是用当时“人类曾经达到的水平”来重塑地球。在过去数千年时间里，中国南方地区就在河流下游筑水坝、修运河、开垦广阔的稻田。即使一些曾经被认为是受人类干扰相对少的地区，如亚马逊流域，其实也受到了史前人类的彻底改变，至少从四千年前，就建立了大量的土方工程和堤道。

到目前为止，地球陆地表面近40%已经转变为农业生产，清除了自然生态系统和大部分地球生物多样性。淡水资源正在全球范围内耗竭，比正在补充的还多；氮和磷的自然循环已经因为化肥的使用而彻底改变；海洋渔业正在耗尽，海洋也因二氧化碳排放增加而酸化。人类活动将大气二氧化碳浓度提高了约50%，其他温室气体排放量也随之升高，从而造成了气候系统的深刻变化。

这里值得一提的是，人类的改造活动，从空间尺度来看，其影响实际上已经超出了地球本身，进入了太阳系，第一次开始对星际范围进行改造。比如阿波罗登月计划和前苏联无人驾驶月神飞船已经将2000多块月岩（总重量超过800磅）带回地球，火星上的地质条件也同样受到干扰，人类制造的挖掘机器人正在上面采集样本。而在更小尺度上，人类操控微观世界的能力显然也在逐步加强。例如，现代科学技术使人们可对纳米尺度的原子和分子结构进行操作。事实上，正是人类对微米和纳米尺度（比如更小更快的微处理器、纳米材料、对DNA的操控等等）上的精确处理，才加快了对更大行星系统尺度上的人类行为。而且，也就是因为宏观和微观双向尺度上的研究进化，才使得我们更渴望将不同规模（尺度）的认知统一起来。

人类世已远远超出了地球

在更小尺度人类操控能力加强

毫无疑问，人类和自然过程都会对地球表面产生一定的影响。考古学界很早就注意到这个问题，并把古人类生存居住过的、包含文化遗物的地层称为“文化层”，而把没有人类生活过不存在任何文化遗物的地层称为“自然层”。正如作者所说，“我们人类为这个星球所带来的社会生活的复杂性和多样性则在这幅绚丽多彩的生物生命画卷上增添了浓墨重彩的一笔，尤其是那些潜藏在城市外表下的商业、建筑及每位城市居民所表现出来的多样文化和他们背后隐藏的喜怒哀乐，以及所有这些非同寻常的现象”。

从人类认知历史来说，我们最早都是通过科学家各自独立的观察来认识世界并获取知识的，这种研究方法在目前应付一些复杂的自反性循环和多重反馈时就显得微不足道了。在讨论“规模”这个话题的时候，特意引入“人类世”这个概念，就是因为人类世同时将人类学、考古学、社会学、历史学、文化理论、物质文化研究，以及科学技术的社会研究紧密联系在一起，将人类学与自然系统和生物系统耦合在一起。在对待这样的学科研究之时，我们一直强调要有进入跨学科边界的全方位思考模式，因为我们必须探寻对各部分不平衡现象的综合理解，或者努力去认识一些明确问题的关键组成部分。《规模》这本书，无疑就是要解决这个问题的，试图解决宇宙中最复杂和多样化的现象。

此外，《规模》为了突出当今这个由城市主导的地球，更是在人类世基础上特意强调为“城市世”。这其实是有一定道理的，因为伴随着过去二百多年人口的爆炸式增长，是高速的城市化过程，而且成为当代最主要的特点。城市促进了社会互动，产生了更多的人类合作，二者是创新和财富创造的必要条件。与人类世相比，城市世具备了明确的时间起点——工业化革命，便于不同学科之间交流、融合并达成共识。显然，一门新的学科——城市科学，用量化的、可预测的框架来理解城市的动力学、增长和进化，这有助于谋划长期可持续发展的战略。