Skaalauslakit ovat tieteen ja tekniikan käsite. Se viittaa muuttujiin, jotka muuttuvat rajusti tarkasteltavan asteikon (koon) mukaan. Jos esimerkiksi yrität rakentaa 50 tonnin kaivosajoneuvon käyttäen samoja teknisiä oletuksia kuin 2 tonnin auto, luultavasti päädyt ajoneuvoon, joka ei edes käy. Termi “skaalauslakit” tulee usein esiin, kun harkitaan epätavallisen suuren tai pienen rakenteen suunnittelua, joten on harkittava huolellisesti, jotta tyypillisen kokoisten rakenteiden periaatteet ulotetaan epätavallisen kokoisiin rakenteisiin.
Jotkut skaalauslait ovat yksinkertaisia. Esimerkiksi “kolmiulotteisen rakenteen tilavuus kasvaa lineaaristen mittojen kuution myötä”. Tämä tarkoittaa yksinkertaisesti sitä, että jokaisen kymmenkertaisen lineaarisen ulottuvuuden kasvaessa rakenteen tilavuus kasvaa kertoimella 10. Tällä on merkitystä koneiden tai rakenteiden suunnittelussa: jos haluat kaksinkertaistaa vesitornin kapasiteetin, lisää vain sen lineaariset mitat muutamalla kymmenellä prosentilla sen sijaan, että ne kaksinkertaistettaisiin. Yksinkertaista mutta totta.
Skaalauslakien muunnelmia on monimutkaisempia. Joitakin mielenkiintoisimmista skaalauslakien ilmenemismuodoista löytyy mikroteknologian ja nanoteknologian aloilta, joilla insinöörien on sekä selvittävä että hyödynnettävä pienistä mittakaavoista johtuvia epätavallisia ominaisuuksia. Mikrofluidiikassa joitakin näistä epätavallisista ominaisuuksista ovat laminaarivirtaus, pintajännitys, sähköinen kostutus, nopea lämpörelaksaatio, sähköiset pintavarat ja diffuusio. Esimerkiksi nestekammioissa, joiden koot ovat pienempiä kuin noin puoli millimetriä, virtaus on laminaarinen, mikä tarkoittaa, että kaksi lähentyvää kanavaa eivät voi sekoittua turbulenssin läpi, kuten makroasteikolla, ja niiden on sen sijaan sekoitettava diffuusion kautta. Täällä on monia muita esimerkkejä skaalauslakien skaalaamisesta.
Kun tietyt ominaisuudet säilytetään asteikosta riippumatta, sitä kutsutaan mittakaavan invariantiksi. Esimerkkejä ovat kaikki, mitä tapahtuu kaikenkokoisilla asteikoilla, mukaan lukien lumivyöry, sähköeristimien kuluminen, nesteiden imeytyminen häiriintyneen väliaineen kautta ja molekyylien diffuusio liuoksessa. Kun opimme lisää fysiikasta ja mekaniikasta, löydämme mielenkiintoisia uusia mittakaavamuutoksia aiheuttavia ilmiöitä. Yleensä useimmat fyysiset ominaisuudet vaihtelevat mittakaavan mukaan.