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《规模:复杂世界的简单法则》

《规模:复杂世界的简单法则》

作者: 7in10 | 来源:发表于2019-05-03 22:40 被阅读0次
    规模

    很高兴今天能和大家一起分享规模这本书。在今天正式分享之前,抛出几个问题给大家:

    为什么人类会衰老和死亡?为什么我们最多只能活到120岁,而不是1000岁或者更多?

    为什么所有哺乳动物一生的心跳次数都是15亿次左右?

    为何公司的寿命总是很短暂,而城市却可以不断增长?

    为何生活节奏会持续加速?

    人类仅有的万年进化系统如何与进化了几十亿年的自然生物界共存?

    从一瞬而灭的电子,到浩瀚的银河系,我们的宇宙是如此复杂;从单细胞的细菌,到高智商的人类,我们的生命是如此多样。在这复杂而又多样的世界中,是否存在某个一切事物都要遵循的潜在规律呢?

    不知道大家在闲暇的时候,有没有思考过这些这么有深度的问题。如果答案是没有的话,没有关系,因为今天要分享的这本书的作者正在研究这些问题。

    这本书的作者是杰弗里·韦斯特,现年78岁。世界顶级理论物理学家。

    杰弗里·韦斯特

    全球复杂性科学研究中心、“没有围墙的”学术圣地——圣塔菲研究所前所长,入选《时代周刊》全球最具影响力100人。

    数十年致力于“规模”的研究工作,其研究成果被应用在理解生命体、城市可持续发展、企业运营等众多领域,被业内奉为“跨学科诺贝奖”的不二人选。

    说完作者,我们就正式讲解书中的主要观点。

    首先,我们先理解一下幂次法则,这个是本书的一个基本原理。书中用了一个pizza的例子来讲解。

    假设某天你走进比萨店,点了一个直径为9英寸的比萨并付了钱。

    经过几分钟的等待,店员突然走过来跟你说:“抱歉,我们的9英寸比萨已经卖完了,我给您换成两个 5 英寸的吧?”

    那么,你该不该接受店员的建议呢?

    这个问题看似很简单,两个 5 英寸的比萨加起来应该是比一个 9 英寸的还大,你可以占点儿小便宜,但其实这个建议对你是非常不划算的。因为两个直径为5 英寸的比萨的总面积要远小于一个直径为 9 英寸的比萨的面积!为什么会这样呢?

    答案就在于圆的面积公式:S=PI*r*r;

    当圆的直径变成了原来的一半,面积减少为原来的 1/4,因此,两个 5 英寸比萨的面积会是一个 9 英寸比萨的 1/3 还不到,如果你接受店员的建议,就吃了一个大亏。

    理解了这个基础后,下面的克莱伯定律就比较好理解了。

    在1932年,生物学家克莱3伯做了一组实验,他将各种哺乳动物拉到称上称体重作为横坐标,大到几顿重的大象,小到几十克的耗子,然后通过它们在单位时间内呼出的二氧化碳,分别测量出它们的新陈代谢率作为纵坐标。得出的结果让他大吃一惊。当横纵坐标分别取对数之后,所有的动物都齐刷刷地站在了一条直线上,这条直线的斜率为3/4。生物的多样性令人叹为观止,可竟然出现了在数学上如此统一的规律。

    克莱伯定律(Kleiber's law)

    这就是克莱伯定律(Kleiber's law):对于哺乳动物,其基础代谢率与体重的3/4次幂成正比。

    3/4意味着什么呢?比如说一头牛的体重是一只老鼠体重的10000倍,如果老鼠的代谢率为1瓦特,根据克莱伯定律,那么牛的代谢率就仅为1000瓦特(10000的3/4次方)。

    也就是说,牛仅需要1000倍于老鼠的能量就能够维持生命,尽管牛的细胞数量是老鼠的10000倍。这也同时意味着,牛体内的细胞工作效率比老鼠的高,单个细胞的代谢只有老鼠的1/10。进而能推导出牛的细胞损伤率要小,所以牛的平均寿命比老鼠要长。

    因此,大型动物心率更慢、细胞工作强度小于小型动物,也比小型动物更长寿。这个代谢规模法则被称为“克莱伯定律”,适用于小到细菌、细胞,大至大象、巨鲸的所有生物。这种随规模变大,需求非等比例放大的现象叫做亚线性规模缩放。

    越大的体型,对能量的利用率就会越高。那么按生物进化是否体型会越来越大?答案是否定的,不知道大家看过哥斯拉的电影没有?现实中是不可能有哥斯拉这种生物的,因为它会被自己的体重压垮。哥白尼在很早的时候就发现了一个简单物理定律,就是身高是原来2倍,而体型不变,那么体重是按立方来增长的,也就是八倍,但是大腿骨的横截面是按平方来增长的,只能增长4倍。只要身高继续增长下去,大腿骨迟早承受不了这个重量,要被压断。如果真的有哥斯拉这种巨大的生物,它不可能保持现在这个身材,它的大腿直径必须有30米粗,才能站立和行走;目前地球上最大的生物,蓝鲸生活在海洋里,利用海水的浮力减少自身体重的压力。

    所以生物的规模是有极限的,这是由生物自身能量获取和消耗的不平衡所决定的。

    人类的生命拥有极限在于新陈代谢产生的能量,跟不上需要维护的细胞的需求。因为人类在新陈代谢过程中,会慢慢出来细胞的磨损。在生命的早期,我们的代谢产生的能量可以说几乎都用于生命的增长,而不是维护;随着年龄的增长,出现磨损的细胞越来越多,并用这种磨损是有累积效应的。因此,代谢产生的能量越来越多地应用于维护细胞,直到有一天跟不上需要维护的需求。这就是为什么我们在生命的早期会发育得更快。而我们的身体成年后,也就是衰老的开始。这个过程和企业的发展过程是非常类似的,企业一样都有创业期、成长期、成熟期、衰退期。随着企业发展壮大,内部机构越来越冗余,人员效率越来越低下,企业发展已经到了规模极限。这时候企业就面临着转型,而大部分企业的转型是不成功的,大家可以参看过去看的《颠覆式创新》,所以大部分的企业基本都不会超过50年。如下图:

    企业生命周期

    大家注意在图的右侧有一跳虚线向上,指向蜕变,这是企业突破发展极限的结果,下面我们会说到;

    除了公司企业,一个城市也像一个生物体一样。城市是由基础设施网络及社会经济网络构成的,基础设施网络类似生物物种的网络,具有规模经济特性,使它们随着城市规模的扩大而呈亚线性增长,表现出系统性的规模经济,在这方面就像是生命体。城市有自己的新陈代谢系统,有自己的能量供给网络,也遵循着生物体一样的规模缩放原则,指数的数值略有不同(生物体为3/4,城市为0.85)。城市规模翻番,其对基础设施的需求大概只需增加85%。人口规模每增加一倍,城市只需要增加85%的加油站,而不是翻倍。因此,人口每增长一倍都会带来15%的系统性节余。在对比5万人的小城市与500万人的大都市时,这会带来非常大的影响。

    城市与生物体发展模式之间的一个重要差异是,当城市规模扩大时,城市本质的社会经济总量(GDP、工资、专利等)呈超线性规模缩放,体现了规模收益的系统性增长,这种现象被称为“超线性规模缩放”。超线性大概为1.15次幂,即城市规模增长一倍,人均工资、财富和创新增长约115%,犯罪案件总量、污染和疾病的数量也按照相同比例增加。

    为什么会有这种现象呢?城市是复杂的适应社会网络的系统,它的生命力源自城市中人们的持续互动,城市生活所提供的反馈机制促使着城市不断提升和进化。比如增加和改善基础设施、建筑、交通系统等这些由钢筋水泥构造的城市元素。但一座城市更重要的是居住于其中的人,以及他们彼此之间的互动。一座城市的关键是要将人们团结在一起,推动他们之间的互动,由此创造观念和财富,提升创新思维,并鼓励企业家精神和文化活动。

    所以,在现代社会中,国家越来越鼓励大城市的发展,一线城市变超一线城市,超一线城市变特一线城市,也正是这个道理。同样生物发展一个道理,生物规模越大,每个细胞的效能越高。城市规模越大,组成城市的每个人的效能利用率也越大。其实我们每个人都有这样的体会:越是在北上广深这样的一线城市,生存压力越大;反倒是那些不怎么发达的二三线城市,似乎“幸福感”更强,因此有了“逃离北上广”的牢骚。

    但是,也正如生物规模的界限一样,社会城市发展总会有那么一个时间点的存在,我们的资源、环境等不足以支撑经济的无限发展。因为在这个有限的时间奇点前,不可能有无限供应的能量资源。那为什么城市以及人类社会并没有崩塌呢?这就得益于科技的创新和进步同样是“超线性的”,科技突破会及时改变城市发展的路径、避免奇点的来临,就像是一个人站在一台运转的跑步机上眼看就要撞上墙了,他及时跳到了临近的另一台跑步机,这便是“发展范式转换”。能源危机便是最好的例子:煤炭无法满足工业需求时,人类发现了石油;而在石油告急前,又找到了页岩气的开采方法。如下图所示:

    社会发展的非连续性

    同时也因为社会发展越来越快,人类发展临近跑步机的速度更快,于是就需要在更短的时间内跳到再下一台跑步机上...以此类推,发展的节奏将不可避免地越来越快,对资源的需求越快达到临界点,越需要下一个新范式的出现——这就是为什么创新的周期越来越短、我们的生活节奏越来越快的底层逻辑。因此,失控的阴霾始终挥之不去。这也是本书作者希望引起人们警惕的。

    到这里,这本书的主要观点就讲的差不多了。

    说一下这本书给我最重要的几个感悟:

    1、相对线性思维,这个世界的发展更多是非线性的。这个在我们之前指数型组织的学习中提到过,但是本文揭示的更加具有广泛适应性。全书最根本的思想,就是世间万事万物通常不能按照简单的线性比例缩放,多遵循幂律规则。

    2、量化思维,作者在书中用到了许多统计学的知识,大量的数字统计量化处理以后能看到事物之间背后的本质联系。

    3、规模效应,系统规模越大,单位效能利用率越高。同时规模是有边界的。《反脆弱》里告诉我们,系统规模越大,越脆弱。系统不能一直无限制的发展。系统要跨越极限,需要进行系统内的创新。

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