Джефри Уест: Невероятната математика на градовете и корпорациите

Градовете са опората на цивилизацията. Те са разширяват, урбанизацията се увеличава в експоненциален мащаб през последните 200 години, така че до средата на този век планетата ще бъде напълно доминирана от градовете. Градовете са първоизточника на глобалното затопляне, оказват въздействие върху околната среда, здравето, замърсяването, болестите, финансите, икономиките, енергията -- всичко това са проблеми, пред които сме изправени, когато имаме градове. Това е мястото, откъдето идват всички тези проблеми. И цунамито от проблеми, пред които чувстваме, че сме изправени, по отношение на въпроси за устойчивостта, всъщност са отражение на експоненциалното увеличение на урбанизацията по цялата планета.

Ето някои числа. Преди 200 години, Съединените Щати бяха по-малко от няколко процента урбанизирани. Сега са повече от 82 процента. Планетата прекоси границата на половината преди няколко години. Китай строи 300 нови градове през следващите 20 години. Сега чуйте това: Всяка седмица в обозримото бъдеще, до 2050 година, всяка седмица повече от един милион души ще бъдат добавени към нашите градове. Това ще се отрази на всичко. Всеки в тази зала, ако остане жив, ще бъде засегнат от това, което се случва в градовете, от този изключителен феномен. Обаче, градовете, въпреки че имат този негативен аспект в тях, са също и решението. Тъй като градовете са прахосмукачките и магнитите, които са засмукали креативните хора, създаващи идеи, иновации, богатство и така нататък. Така че имаме този вид двойна природа. И така, има спешна нужда от научна теория за градовете.

А това са моите другари по оръжие. Тази работа беше направена с изключителна група от хора, и те свършиха цялата работа, а аз съм големия празнословец, който се опитва да обедини всичко заедно.

(Смях)

Така че тук е проблемът: Това е, което всички ние искаме. 10-те милиарда хора на планетата през 2050 година, ще искат да живеят на места като това, да имат неща като тези, да правят неща като тези, с икономики, които растат по този начин, без да осъзнават, че ентропията произвежда неща като това, това, това и това. И въпросът е: Това ли е начинът, по който Единбург и Лондон и Ню Йорк ще изглеждат през 2050 година, или ще бъде това? Това е въпросът. Трябва да кажа, че много от показателите показват, че това ще бъде начина, по който ще изглеждат, но нека да поговорим за това.

Моето провокативно изявление е, че ние отчаяно се нуждаем от сериозна научна теория за градовете. И научна теория означава количествено измерима -- разчитаща на основни генерални принципи, които могат да бъдат представени в един предсказуем модел. Това е начинанието. Дали това е постижимо? Има ли универсални закони? Ето два въпроса, които ми се въртят из главата, когато си мисля за този проблем. Първият е: Дали градове са част от биологията? Дали Лондон е огромен голям кит? Дали Единбург е кон? Дали Майкрософт е огромен мравуняк? Какво можем да научим от това? Ние ги използваме метафорично - ДНК-то на компанията, метаболизма на града, и така нататък -- дали това са празни приказки, метафорични брътвежи, или има някаква сериозна субстанция? И ако случаят е такъв, защо е много трудно да се убие един град? Може да пуснете атомна бомба върху град, и 30 години по-късно той да оцелее. Много малко градове се провалят. Всички компании умират, всички компании. И ако имате сериозна теория, би трябвало да може да предскажете кога Гугъл ще фалират.

Така, дали това е просто друга версия на това? Ами, ние разбираме това много добре. С други думи, може да задавате различни общи въпрос за това -- колко дървета с определен размер, колко клонове с даден размер има дърво, колко листа, каква е енергията, преминаваща през всеки клон, какъв е размера на навеса, какъв е растежа, каква е неговата смъртност? Имаме математически модел, базиран на обширни универсални принципи, които могат да отговорят на тези въпроси. И идеята е, дали можем да направим същото за това? Пътят минава през разпознаването, че едно от най-необикновените неща за живота е, че той е мащабируем, че работи в невероятни диапазони. Това всъщност е само един малък набор; ние бозайниците, ние сме едни от тях. Същите принципи, същата динамика, същата организация работи във всички от тях, включително и при нас, и може да се мащабира в диапазона от 100 милиона по размер. И това е една от основните причини, защо животът е толкова гъвкав и енергичен -- мащабируемост. След момент ще обсъдим това по-подробно.

Но знаете ли, на местно ниво, мащабираме, всички в тази зала са мащабирани. Това се нарича растеж. Ето как вие растете. Плъх, това е плъх -- но може и да сте вие. Всички ние сме много подобни. И виждате ли, вие сте много добре запознати с това. Вие растете много бързо и след това спирате. И тази линия там е предсказание от същата теория, базирана на същите принципи, които описват гората. А това е за растежа на плъх. И тези точки там са точки от данни. Това е просто теглото в сравнение с възрастта. И виждате, че спира да расте. Много, много добре за биологията -- също една от причините за нейната голяма устойчивост. Много, много лошо за икономиките, и компаниите, и градовете, в нашия настоящ модел. Това е, което вярваме. Това е, което цялата икономика ни стоварва върху нас, особено илюстрирано в левия ъгъл: хокейния стик. Това са няколко софтуерни компании -- и това са техните приходи, в сравнение с тяхната възраст -- всички нарастващи, и всички печелят милиони и милиарди долари.

Добре, как да разбираме това? И така, нека първо поговорим за биологията. Това изрично ви показва как нещата се мащабират. И това е една наистина забележителна графика. Тук е изобразено нивото на метаболизма -- колко енергия ви трябва на ден за да останете живи -- в сравнение с теглото, вашата маса, за всички нас, куп организми. И е изобразено по този странен начин, като се използват степени на 10, иначе не бихте могли да изобразите всичко на графиката. И това, което можете да забележите, ако изобразите данните по този малко любопитен начин е, че всички лежат на една и съща линия. Въпреки факта, че това е най-сложната и разнообразна система във Вселената, има невероятна простота, чрез изобразяването на това. Това е особено удивително, понеже всеки един от тези организми, всяка подсистема, всеки клетъчен тип, всеки ген, са се развили в своя уникална ниша на околната среда със своя собствена уникална история. И все пак, въпреки цялата тази дарвинова еволюция и естествен подбор, те са ограничени да лежат на една линия.

Нещо друго се случва. Преди да говоря за това, аз съм написал долу, в дъното там, наклона на кривата, на тази права линия. Той е три-четвърти, приблизително, което е по-малко от единица -- и ние наричаме това сублинейност (изпъкналост). И ето го обяснението на това. Това означава, че ако тя е линейна, с по-стръмен наклон, при удвояване на размера ще ви е необходимо двойно количество енергия. Но тя е сублинейна и това оначава, че ако увеличите двукратно размера на организма, всъщност ще имате нужда само от 75% повече енергия. Прекрасно нещо за цялата биология е, че тя изразява извънредни икономии от мащаба. Колкото по-големи сте систематично, според много добре дефинирани правила, толкова по-малко енергия на глава. Всяка физиологична променлива, за която можете да се сетите, всяко житейско събитие, за което можете да се сетите, ако го изобразите по този начин, изглежда така. Има изключителна регулярност. Така че ако ми кажете размера на бозайник, аз мога да ви кажа с 90% вероятност всичко за него по отношение на неговата физиология, житейска история и др.

И причината за това е поради мрежи. Целият живот е контролиран от мрежи -- от вътреклетъчно до многоклетъчно, до екосистемно ниво. И вие сте много добре запознати с тези мрежи. Това е малко нещо, което живее вътре в слона. И тук е обобщение на това, което казвам. Ако вземете тези мрежи, тази идея за мрежите, и приложите универсални принципи, математически, универсални принципи, всички тези мащабирания и всички тези ограничения ще следват, включително описанието на гората, описанието на вашата клетъчна система, описанието на клетките. Едно от нещата, които не подчертах във въведението беше, че систематично, темпото на живота намалява, докато ставате по-големи. Ударите на сърцето стават по-бавни, живеете по-дълго; разпространението на кислород и ресурси сред мембраните се забавя и др.

Въпросът е: Дали нещо от това е вярно за градовете и за компаниите? Дали Лондон е уголемена версия на Бирмингам, който е уголемена версия на Брайтън и т.н., и т.н.? Дали Ню Йорк е уголемена версия на Сан Франциско, който е уголемена версия на Санта Фе? Не знам. Ще обсъдим това. Но има мрежи. И най-важната мрежа от градовете сте вие. Градовете са само физическо проявление на вашите взаимодействия, нашите взаимодействия, и събирането и групирането на хора. Тук е опростена символична картина на това. И тук има мащабиране на градовете. Това показва, че в този много прост пример, който се оказва един обикновен пример за броя на бензиностанциите, като функция на размера -- изобразени по същия начин, както при биологията -- можете да видите точно същото нещо.

Има мащабиране. И то е, че броят на бензиностанциите в града сега ви става известен, когато ми кажете размера му. Наклонът на тази крива е по-малък от линеен. Налице са икономии от мащаба. По-малко бензиностанции на глава от населението, колкото по-големи сте -- не е изненадващо. Но ето какво е изненадващо. Мащабира се по един и същи начин навсякъде. Това е само за европейските страни, но можете да го направите в Япония, Китай или Колумбия, навсякъде е същото, със същия вид на икономии от мащаба, в същата степен. И всяка инфраструктура която разгледате -- дали това е дължината на пътищата, дължината на електропроводите -- всичко, което погледнете има същото разпределение на икономиите от мащаба, по същия начин. Това е интегрирана система, която се е развила въпреки цялото планиране и така нататък. Но още по-изненадващо е, ако се вгледате в социално-икономически показатели, показатели, които нямат аналог в областта на биологията, които са се развили, когато сме започнали да формираме общности, преди 8000 до 10 000 години. Най-отгоре е работната заплата като функция на размера, изобразени по същия начин. А на дъното сте вие хора -- супер-креативни, изобразени по същия начин. И това, което виждате е едно мащабно явление. Но най-важното в това, степенния показател, аналога на три-четвърти за нивата на метаболизма, е по-голям от едно -- той е около 1,15 до 1,2. Ето това е, което казва, че колкото сте по-големи, толкова повече имате на глава от населението, за разлика от биологията -- по-високи заплати, повече супер-творчески хора на глава от населението, докато ставате по-големи, повече патенти на глава от населението, повече престъпления на глава от населението.

И ние наблюдавахме всичко: случаи на СПИН, грип и др. И тук, те всички са изобразени заедно. Само да ви покажа какво сме изобразили, тук е дохода, БВП -- БВП на града -- престъпността и патентите всичко върху една графика. И можете да видите, те всички следват една и съща линия. И ето го твърдението. Ако удвоите размера на един град от 100 000 на 200 000, от един милион на два милиона, от 10 на 20 милиона, няма значение, тогава систематично ще получите 15 процентово увеличение на заплатите, богатството, брой на случаите на СПИН, броя на полицаите, всичко, за което можете да се сетите. Увеличава се с 15 процента. И имате 15 процента спестявания при инфраструктурата. Това, без съмнение, е причината, защо един милион души седмично идват в градовете. Защото те мислят, че всички тези прекрасни неща, како креативни хора, богатство, доходи, е това, което ги привлича, забравяйки за грозните и лошите.

Каква е причината за това? Ами, не разполагам с достатъчно време, за да ви разкажа за цялата математика, но в основата на това са социалните мрежи, защото това е универсален феномен. Това 15 процентово правило е вярно без значение къде сте на планетата -- Япония, Чили, Португалия, Шотландия, няма значение. Винаги, всичко, което данните показват е същото, въпреки факта, че тези градове са се развили независимо. Нещо универсално се случва. Универсалността, повтарям, сме ние -- ние сме града. И това са нашите взаимодействия и групирането на тези взаимодействия. Ето го, аз го казах отново. Така че, ако в тези мрежи и в техните математически структури, за разлика от биологията, която има сублинейно мащабиране, икономии от мащаба, имате забавяне на темпото на живот, когато ставате по-големи. Ако социалните мрежи са със супер-линейно мащабиране -- повече на глава от населението -- тогава теорията казва, че вие повишавате темпото на живот. Колкото по-големи сте, толкова животът става по-бърз. В ляво е сърдечната честота показана като биология. В дясно е скоростта на ходене в няколко европейски градове, показваща това увеличение.

И накрая, искам да ви поговоря за растежа. Това е, което имахме в биологията, просто да се повтаря. Икономиите от мащаба довеждат до това S-образно поведение. Израствате бързо и след това спирате -- част от нашата издръжливост. Това би било зле за икономиките и градовете. И наистина, едно от чудесните неща на теорията е, че ако имате супер-линейно мащабиране от създаването на богатство и иновациите, тогава наистина ще получите, от същата теория, красива нарастваща експоненциална крива -- чудесно. И всъщност, ако я сравните с данните, тя се вписва много добре с развитието на градовете и икономиките. Но това има ужасна уловка. И уловката е, че тази система е обречена да се сгромоляса. И е обречена да се сгромоляса по много причини -- един вид малтуски причини -- че ще ви свършат ресурсите. И как да се избегне това? Ами ние сме го правили преди.

Това, което правим е, че докато растем и се приближаваме към колапса, значима иновация се появява и ние започваме отначало. И ние започваме отново, докато приближаваме следващия, и така нататък. Така че съществува този непрекъснат цикъл на иновации, който е необходим, за да се поддържа растежа и да се избегне колапса. Уловката, обаче, в това е, че трябва да правим иновации все по-бързо, и по-бързо, и по-бързо. Така че образът е, че ние не сме само на лента за бягане, която се движи все по-бързо, но ние трябва да променяме лентата за бягане все по-бързо и по-бързо. Трябва да ускоряваме постоянно. И въпросът е: Може ли ние, като социално-икономически същества, да избегнем инфаркт?

И накрая, ще привърша в оставащите минута-две, говорейки за компаниите. Виждате ли, компаниите, те се мащабират. Най-отгоре, всъщност, е Уолмарт в дясно. Това е същата графика. Това са доходите и активите, в сравнение с размера на компанията, обозначена с броя на служителите. Можем да използваме и продажбите, ако искате. Ето ви: след някои малки колебания в началото, когато компаниите са иновативни, те се мащабират красиво. И ние разгледахме 23 000 компании, в Съединените щати, може ли да спомена. И аз ви показвам само малка част от това.

Това, което е учудващо за фирмите е, че те се мащабират сублинейно, като биологията, показващо, че те са доминирани, не от супер-линейни нововъведения и идеи; те стават доминирани от икономии от мащаба. В това тълкуване, от бюрокрация и администрация, и те го правят красиво, ако мога да кажа. Така че ако ми кажете размера на някоя компания, някоя малка фирма, ще мога да прогнозирам размера на Уолмарт. Ако има това сублинейно мащабиране, твърди теорията, би трябвало да имаме S-образен растеж. Ето го Walmart. Не изглежда много S-образен. Това е, което ни харесва, хокейни стикове. Но ще забележите, че послъгах, понеже стигнах само до '94 година. Нека да отидем до 2008 година. Тази червена линия е от теорията. Така че, ако бях направил това през 1994 година, щях да предвидя какъв щеше да бъде Walmart сега. И после това се повтаря по целия спектър от компании. Ето ги. Това са 23 000 компании. Всички те започват, изглеждайки като хокейни стикове, всички те се огъват, и всички те умират като вас и мен.

Благодаря ви.

(Ръкопляскане)