序言

在我们的生活中，增长的现象无处不在，变化万端：它是进化历程的一种标志，意味着我们成年时的身体尺寸和能力的增加；它还标志着为了获得更高的生活质量，我们利用地球资源的能力和组织社会的能力都会提高。在我们这个物种的整个演变过程和短暂的文字记载历史中，无论是对于个人的奋斗还是对于集体的奋斗，增长都是一个不言而喻的、清晰的目标。小到微生物，大到星系，万事万物都受到增长的支配。增长也决定了海洋地壳的延伸范围、所有旨在改善生活的人造物的效用，以及各种异常发育的细胞对我们的身体造成损害的程度。增长既塑造了我们体积超常的大脑的能力，也决定了各种经济体的财富总量。正由于增长现象无处不在，因此关于它的研究范围从观察亚细胞和细胞的生长（以揭示其代谢和调控的条件及过程）延展到追踪复杂系统的长期变化，包括各种地质剧变、国家和全球人口、城市、经济体以及帝国。

地球化（terraforming，形成海洋和大陆板块、火山和山脉，以及塑造河谷、平原和海岸线的地质构造力）起作用的过程十分缓慢。它的原动力，即大洋底部山脊中的新生板块的形成，大多以每年55毫米的速度推进，但其中异常快速的海底创造过程也可能达到每年约20厘米（Schwartz et al. 2005）。至于大陆板块的年增量，根据雷梅尔和舒伯特的计算（Reymer and Schubert 1984），1.65立方千米的增长率减去0.59立方千米的下降率（一些旧地壳会重新回到地幔中），净增长率为每年1.06立方千米。

考虑到全球大陆板块的面积接近1.5亿平方千米，且大部分厚度达到35—40千米，这个年增长量是微不足道的，但这种增长在整个显生宙（即过去的5.7亿年①）一直在发生。还有一个垂直方向地质构造的例子，其速度同样缓慢：喜马拉雅山是地球上最壮观的山脉，其抬升速度约为每年10毫米（Burchfiel and Wang 2008；图0.1）。这种地质构造的增长过程从根本上限制了地球的气候（因为它会影响全球大气环流和气压单元的分布）和生态系统的生产率（因为它会影响温度和降水），并因此限制了人类居住和经济活动的范围。然而，我们既不能控制它的发生时间、发生位置和发生速度，也无法直接利用它来牟取利益，因此本书不会对其进行更多讨论。

有机体的生长是生命的典型表现，它包括将各种元素和化合物转化为新的生命物质（生物质）的时间演化过程。人类的进化在生存层面依赖这种自然增长，最初只是觅食和狩猎，后来是获取燃料和原材料，最后是栽培粮食作物和饲料植物、大规模开发森林以及捕捞海洋物种。人类对生物圈越来越多的干预引发了生态系统的一系列大规模转变，尤其是将森林和湿地变为农田，将草地广泛地用于放牧（Smil 2013a）。

图0.1 缓慢而持续的地质构造过程。喜马拉雅山脉的形成过程始于5,000多万年前印度洋板块和欧亚板块的碰撞，这个延续至今的过程使它的高度以每年1厘米的速度持续增长。照片拍摄于2004年1月的国际空间站（在青藏高原上空向南看）。来自https://www.nasa.gov/multimedia/imagegallery/image_feature_152.html

增长也是人类事务当中进步的标志和希望的体现。技术能力的增长使得人们能够利用各种新能源，提高了粮食供应的水平和可靠性，并创造了各类新材料和新产业。经济增长不仅带来了有形的物质收益，使我们可以积累一些私人财产，丰富我们短暂的生命，也创造了名为成就感和满足感的无形价值。但增长也带来了焦虑、担忧和恐惧。人们（无论是孩子们在门框上标记自己不断增长的身高，还是无数首席经济学家对产出和贸易业绩做出种种可疑的预测，抑或是放射科医生查看磁共振图像）正以无数种不同的方式为它担忧。

增长经常会被认为太慢或太过度；它会引发人们对适应性极限的担忧，或对个人后果和重大社会混乱的恐慌。为了应对此类情况，人们会努力地管理那些可控的增长过程，改变增长的节奏（加速、减缓或中止），同时梦想着、尝试着将这类控制能力扩展到其他领域。虽然偶有成功（有些看似永久的掌控最终可能只是暂时的成功），但此类尝试大多会以失败告终，不过人们永远不会停止：在尺度规模的两个极端方向，我们都能看到这些尝试，比如科学家们正试图通过扩展遗传密码或在新生命体中加入合成脱氧核糖核酸的方式创造新的生命形式（Malyshev et al. 2014），也有人提议通过一系列地球工程干预来控制全球气候（Keith 2013）。

有机体的增长是长期进化过程的产物，现代科学已经开始理解其先决条件、发生途径和最终结果，并识别其发展轨迹，这些轨迹或多或少可以套用一些特定函数来描述，其中绝大多数都符合S型（sigmoid）曲线。对于自然增长过程，寻找共同特征并对其进行有用的概括是一项很有挑战性的工作，但对其进行量化却相对简单。通过追踪容量、性能、效率或复杂性的提升，我们也能衡量许多人造物（工具、机器、生产系统）的增长过程。在所有这些情况下，我们都只是在处理一些基本的物理单位（长度、质量、时间、电流、温度、物质的量、发光强度）及众多的衍生单位（包括体积、速度、能量和功率）。

对有关人类的判断和预期以及人与人之间和平或暴力互动的增长现象加以衡量则更具挑战性。有些复杂的总体过程——如果不首先武断地划定调查范围或引入一些或多或少有疑点的概念——是无法被衡量的：依靠国内生产总值或国民收入等变量来衡量经济体的增长，就是这类难题和不确定性的完美范例。不过，即使许多所谓的社会性增长属性很容易得到衡量（例如每个家庭的平均居住空间和家用电器的保有量，或战备导弹的破坏力和帝国控制的领土总面积），它们的真实发展过程仍然存在各种不同的解释，因为这些量化方法掩盖了一些显著的定性差异。

物质财富的积累是一种特别引人注目的增长现象，因为它源于对提高生活质量的可敬追求、广泛的社会背景中的一种可以理解但不太理性的自我定位，以及一种相当返祖化的占有或囤积冲动。也有少数人对增长和需要漠不关心，比如印度的那些仅仅穿戴缠腰布甚至完全赤裸的苦行僧和那些崇尚朴素的教派的僧侣。在另一个极端，患有强迫症的收集癖（无论他们的品味多么高雅）和囤积癖患者则将他们的住所变成了垃圾场。但在这两者之间，任何生活水平不断提高的人群都不会有那么多的常见瘾癖，因为大多数人希望看到更多形式的增长，无论是在物质层面，还是在非物质层面（比如那些难以捉摸的生活满意度，或因为积累财富和非凡独特的经历而产生的个人幸福感）。

这些追求的速度和规模清楚地表明，这种普遍的体验是多么现代，对增长的日益关注是多么合理。在一个人的一生中，某些事物的平均规格翻倍已成为一种常见的经历：美国房屋的平均面积自1950年以来增长了1.5倍（USBC 1975; USCB 2013）；英国红酒杯的容量自1970年以来翻了一番（Zupan et al. 2017）；从二战后的一些重量不到600千克的车型（雪铁龙2CV、菲亚特“米老鼠”）算起，欧洲汽车的典型质量增加了一倍以上，到2002年达到了约1,200千克（Smil 2014b）。许多人造物和人工成就在同一时期出现了更大的增长：电视屏幕的面积增长了约15倍，画面对角线长度从二战后的30厘米增长到2015年美国平均尺寸的120厘米，同时对角线长度超过150厘米的电视的销售份额越来越大。如此令人印象深刻的增长与最富有者个人财富的激增相比，仍然相形见绌：2017年，全球有2,043位亿万富翁（Forbes 2017）。其中一些现象产生的相对差异并非毫无前例可循，但现代增长带来的绝对差异值（结合其频率和速度）则是一种全新的景象。