居民人数多的城市非常少,人数越多的城市占美国城市总数量的比例就越小。所以,从整体上来看,美国城市规模的分布不呈铜钟形,而是呈L形。
这并不奇怪。每个人都知道,美国的大型城市只有区区几个,小型城市则分布广泛,数都数不清。神奇的是,在这种情况下,美国的城市规模仍然服从一个简单而美丽的分布,并且这种美需要更透彻的视野才能看到。
也就是说,看两个城市的人口(规模)差距的时候,我们应该考虑两个城市人口的相对比例,而不是人口差的绝对数量。如果城市A的人口数量是城市B的两倍,城市B的人口数量是城市C的两倍,我们就可以认为,城市A和B的规模差距与城市B和C的规模差距是一样的(虽然A市和B市人口差的绝对数量要大于B市和C市人口差的绝对数量)。这类似于音乐领域对音阶的定义:音阶上相距8度的两个音,其频率相差一倍。这里我们考虑的是相对比例而非绝对差异。如果我们用这样的方法修正一下上图的竖轴,城市人口的分布就变成了这样:
可以看出,上图中的数据点几乎在一条直线上。根据对数的性质,我可以推导出之前图中L形曲线的函数,这个L形曲线服从幂律分布:
上述方程式中x是指城市的人口(规模),y表示这个规模的城市有多少个,C是一个常数,而x的指数a是上图中直线的斜率前面加个负号。