Geoffrey West

Er ist bekannt für Untersuchungen zu den Ursprüngen von Skalierungsgesetzen in der Biologie, von der Zelle über Organismen und ihren Stoffwechsel bis zu Ökosystemen (und von ihm auf Organisationen, Firmen, Wirtschaft und Städte erweitert). Dabei arbeitete er mit zwei Biologen der University of New Mexico zusammen, James Brown und Brian Enquist.

Max Kleiber hatte in den 1930er Jahren herausgefunden, dass die Stoffwechselrate (der Energieverbrauch pro Zeitspanne) bei Tieren mit der Körpermasse, die proportional zum Volumen ist, nicht wie man erwarten könnte mit einer Potenz von ${\displaystyle {\frac {2}{3}}}$ [1] der Masse skaliert, sondern mit der Potenz ${\displaystyle {\frac {3}{4}}}$ . Dies ist auch ein Ausdruck davon, dass die Energienutzung umso effizienter ist, je größer die Tiere sind (Energieverbrauch pro Masseneinheit proportional ${\displaystyle m^{-{\frac {1}{4}}}}$). West und Kollegen fanden 1997 heraus, dass das genaue Potenzgesetz eine Folge der Modellierung von Organismen als fraktale (selbstähnliche) Netze ist, in denen Stoffwechselprodukte bis zur Zellebene verteilt werden. Eine Eigenschaft dieser Netze bei Pflanzen ist, dass die Querschnittsfläche auf niedrigeren Skalen gleich bleiben sollte, um einen kontinuierlichen Fluss zu gewährleisten. Bei Tieren mit einem Kreislauf mit Pumpleistung über ein Herz sollte die Querschnittsfläche dagegen zunehmen, um die verteilte Flüssigkeit abzubremsen. Eine Vorhersage war, dass der Blutdruck bei Tieren in etwa gleich sein müsse. Später wurde das Modell auch auf Zellen und Zellbestandteile ausgedehnt, wo ebenfalls fraktale Netzstrukturen existieren.[2] In der anderen Richtung dehnten sie dies auch Ökosysteme aus, zum Beispiel auf tropische Regenwälder, bei denen eine ähnliche Skalierung der Größenverteilung sowohl bei einzelnen Bäumen und ihren Ästen als auch in der Verteilung der Bäume als Komponenten des Regenwaldes gefunden wurde (wieder mit Potenz ${\displaystyle {\frac {3}{4}}}$).[3]

Andere Größen biologischer Systeme sind gemäß ${\displaystyle m^{\frac {1}{4}}}$ verteilt, so typische Zeiten wie Lebensspannen oder Reifungszeiten, und Raten wie die Herzschläge pro Zeitspanne oder Evolutionsraten wie ${\displaystyle m^{-{\frac {1}{4}}}}$. Verallgemeinert kommt auf d Raumdimensionen eine Skalierung mit Potenzen in Vielfachen von ${\displaystyle {\frac {1}{d+1}}}$.

Bei Städten, deren Größe nach Einwohnerzahl bemessen wird, ergaben sich unterschiedliche Skalierungen, da neben den Skalierungen ähnlich bei biologischen Systemen, die sich besonders in Infrastruktursystemen für die Versorgung finden (Potenzen um ${\displaystyle 0{,}8}$), auch dynamische Prozesse aus sozialer Interaktion (Innovation, Wohlstandsmehrung) vorhanden sind mit Potenzen nahe oder über ${\displaystyle 1}$.

Geoffrey West plädierte, ähnlich dem Green New Deal, in der Vergangenheit wiederholt für ein Großprojekt, das Lösungen zur Bekämpfung der Klimakrise und dem Überleben der Menschheit erarbeiten solle. In Anlehnung an das Manhattan-Projekt und wegen des starken Bezugs zu komplexen adaptiven Systemen könne man das Vorhaben Santa-Fe-Projekt nennen, so West.[4] Es brauche eine „Große Vereinheitlichte Theorie der Nachhaltigkeit“,[5] für die die eingesetzten Ressourcen den Umfang des Apollo-Programms übersteigen sollten.[6]