《規(guī)模:復(fù)雜世界的簡單法則》

規(guī)模

很高興今天能和大家一起分享規(guī)模這本書。在今天正式分享之前,拋出幾個問題給大家:

為什么人類會衰老和死亡?為什么我們最多只能活到120歲,而不是1000歲或者更多?

為什么所有哺乳動物一生的心跳次數(shù)都是15億次左右?

為何公司的壽命總是很短暫,而城市卻可以不斷增長?

為何生活節(jié)奏會持續(xù)加速?

人類僅有的萬年進(jìn)化系統(tǒng)如何與進(jìn)化了幾十億年的自然生物界共存?

從一瞬而滅的電子,到浩瀚的銀河系,我們的宇宙是如此復(fù)雜;從單細(xì)胞的細(xì)菌,到高智商的人類,我們的生命是如此多樣。在這復(fù)雜而又多樣的世界中,是否存在某個一切事物都要遵循的潛在規(guī)律呢?

不知道大家在閑暇的時候,有沒有思考過這些這么有深度的問題。如果答案是沒有的話,沒有關(guān)系,因為今天要分享的這本書的作者正在研究這些問題。

這本書的作者是杰弗里·韋斯特,現(xiàn)年78歲。世界頂級理論物理學(xué)家。


杰弗里·韋斯特

全球復(fù)雜性科學(xué)研究中心、“沒有圍墻的”學(xué)術(shù)圣地——圣塔菲研究所前所長,入選《時代周刊》全球最具影響力100人。

數(shù)十年致力于“規(guī)模”的研究工作,其研究成果被應(yīng)用在理解生命體、城市可持續(xù)發(fā)展、企業(yè)運(yùn)營等眾多領(lǐng)域,被業(yè)內(nèi)奉為“跨學(xué)科諾貝獎”的不二人選。

說完作者,我們就正式講解書中的主要觀點。

首先,我們先理解一下冪次法則,這個是本書的一個基本原理。書中用了一個pizza的例子來講解。

假設(shè)某天你走進(jìn)比薩店,點了一個直徑為9英寸的比薩并付了錢。

經(jīng)過幾分鐘的等待,店員突然走過來跟你說:“抱歉,我們的9英寸比薩已經(jīng)賣完了,我給您換成兩個 5 英寸的吧?”

那么,你該不該接受店員的建議呢?


這個問題看似很簡單,兩個 5 英寸的比薩加起來應(yīng)該是比一個 9 英寸的還大,你可以占點兒小便宜,但其實這個建議對你是非常不劃算的。因為兩個直徑為5 英寸的比薩的總面積要遠(yuǎn)小于一個直徑為 9 英寸的比薩的面積!為什么會這樣呢?

答案就在于圓的面積公式:S=PI*r*r;

當(dāng)圓的直徑變成了原來的一半,面積減少為原來的 1/4,因此,兩個 5 英寸比薩的面積會是一個 9 英寸比薩的 1/3 還不到,如果你接受店員的建議,就吃了一個大虧。

理解了這個基礎(chǔ)后,下面的克萊伯定律就比較好理解了。

在1932年,生物學(xué)家克萊3伯做了一組實驗,他將各種哺乳動物拉到稱上稱體重作為橫坐標(biāo),大到幾頓重的大象,小到幾十克的耗子,然后通過它們在單位時間內(nèi)呼出的二氧化碳,分別測量出它們的新陳代謝率作為縱坐標(biāo)。得出的結(jié)果讓他大吃一驚。當(dāng)橫縱坐標(biāo)分別取對數(shù)之后,所有的動物都齊刷刷地站在了一條直線上,這條直線的斜率為3/4。生物的多樣性令人嘆為觀止,可竟然出現(xiàn)了在數(shù)學(xué)上如此統(tǒng)一的規(guī)律。


克萊伯定律(Kleiber's law)

這就是克萊伯定律(Kleiber's law):對于哺乳動物,其基礎(chǔ)代謝率與體重的3/4次冪成正比。

3/4意味著什么呢?比如說一頭牛的體重是一只老鼠體重的10000倍,如果老鼠的代謝率為1瓦特,根據(jù)克萊伯定律,那么牛的代謝率就僅為1000瓦特(10000的3/4次方)。

也就是說,牛僅需要1000倍于老鼠的能量就能夠維持生命,盡管牛的細(xì)胞數(shù)量是老鼠的10000倍。這也同時意味著,牛體內(nèi)的細(xì)胞工作效率比老鼠的高,單個細(xì)胞的代謝只有老鼠的1/10。進(jìn)而能推導(dǎo)出牛的細(xì)胞損傷率要小,所以牛的平均壽命比老鼠要長。

因此,大型動物心率更慢、細(xì)胞工作強(qiáng)度小于小型動物,也比小型動物更長壽。這個代謝規(guī)模法則被稱為“克萊伯定律”,適用于小到細(xì)菌、細(xì)胞,大至大象、巨鯨的所有生物。這種隨規(guī)模變大,需求非等比例放大的現(xiàn)象叫做亞線性規(guī)模縮放。

越大的體型,對能量的利用率就會越高。那么按生物進(jìn)化是否體型會越來越大?答案是否定的,不知道大家看過哥斯拉的電影沒有?現(xiàn)實中是不可能有哥斯拉這種生物的,因為它會被自己的體重壓垮。哥白尼在很早的時候就發(fā)現(xiàn)了一個簡單物理定律,就是身高是原來2倍,而體型不變,那么體重是按立方來增長的,也就是八倍,但是大腿骨的橫截面是按平方來增長的,只能增長4倍。只要身高繼續(xù)增長下去,大腿骨遲早承受不了這個重量,要被壓斷。如果真的有哥斯拉這種巨大的生物,它不可能保持現(xiàn)在這個身材,它的大腿直徑必須有30米粗,才能站立和行走;目前地球上最大的生物,藍(lán)鯨生活在海洋里,利用海水的浮力減少自身體重的壓力。

所以生物的規(guī)模是有極限的,這是由生物自身能量獲取和消耗的不平衡所決定的。

人類的生命擁有極限在于新陳代謝產(chǎn)生的能量,跟不上需要維護(hù)的細(xì)胞的需求。因為人類在新陳代謝過程中,會慢慢出來細(xì)胞的磨損。在生命的早期,我們的代謝產(chǎn)生的能量可以說幾乎都用于生命的增長,而不是維護(hù);隨著年齡的增長,出現(xiàn)磨損的細(xì)胞越來越多,并用這種磨損是有累積效應(yīng)的。因此,代謝產(chǎn)生的能量越來越多地應(yīng)用于維護(hù)細(xì)胞,直到有一天跟不上需要維護(hù)的需求。這就是為什么我們在生命的早期會發(fā)育得更快。而我們的身體成年后,也就是衰老的開始。這個過程和企業(yè)的發(fā)展過程是非常類似的,企業(yè)一樣都有創(chuàng)業(yè)期、成長期、成熟期、衰退期。隨著企業(yè)發(fā)展壯大,內(nèi)部機(jī)構(gòu)越來越冗余,人員效率越來越低下,企業(yè)發(fā)展已經(jīng)到了規(guī)模極限。這時候企業(yè)就面臨著轉(zhuǎn)型,而大部分企業(yè)的轉(zhuǎn)型是不成功的,大家可以參看過去看的《顛覆式創(chuàng)新》,所以大部分的企業(yè)基本都不會超過50年。如下圖:



企業(yè)生命周期

大家注意在圖的右側(cè)有一跳虛線向上,指向蛻變,這是企業(yè)突破發(fā)展極限的結(jié)果,下面我們會說到;

除了公司企業(yè),一個城市也像一個生物體一樣。城市是由基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)及社會經(jīng)濟(jì)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成的,基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)類似生物物種的網(wǎng)絡(luò),具有規(guī)模經(jīng)濟(jì)特性,使它們隨著城市規(guī)模的擴(kuò)大而呈亞線性增長,表現(xiàn)出系統(tǒng)性的規(guī)模經(jīng)濟(jì),在這方面就像是生命體。城市有自己的新陳代謝系統(tǒng),有自己的能量供給網(wǎng)絡(luò),也遵循著生物體一樣的規(guī)模縮放原則,指數(shù)的數(shù)值略有不同(生物體為3/4,城市為0.85)。城市規(guī)模翻番,其對基礎(chǔ)設(shè)施的需求大概只需增加85%。人口規(guī)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,人口每增長一倍都會帶來15%的系統(tǒng)性節(jié)余。在對比5萬人的小城市與500萬人的大都市時,這會帶來非常大的影響。

城市與生物體發(fā)展模式之間的一個重要差異是,當(dāng)城市規(guī)模擴(kuò)大時,城市本質(zhì)的社會經(jīng)濟(jì)總量(GDP、工資、專利等)呈超線性規(guī)模縮放,體現(xiàn)了規(guī)模收益的系統(tǒng)性增長,這種現(xiàn)象被稱為“超線性規(guī)模縮放”。超線性大概為1.15次冪,即城市規(guī)模增長一倍,人均工資、財富和創(chuàng)新增長約115%,犯罪案件總量、污染和疾病的數(shù)量也按照相同比例增加。

為什么會有這種現(xiàn)象呢?城市是復(fù)雜的適應(yīng)社會網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng),它的生命力源自城市中人們的持續(xù)互動,城市生活所提供的反饋機(jī)制促使著城市不斷提升和進(jìn)化。比如增加和改善基礎(chǔ)設(shè)施、建筑、交通系統(tǒng)等這些由鋼筋水泥構(gòu)造的城市元素。但一座城市更重要的是居住于其中的人,以及他們彼此之間的互動。一座城市的關(guān)鍵是要將人們團(tuán)結(jié)在一起,推動他們之間的互動,由此創(chuàng)造觀念和財富,提升創(chuàng)新思維,并鼓勵企業(yè)家精神和文化活動。

所以,在現(xiàn)代社會中,國家越來越鼓勵大城市的發(fā)展,一線城市變超一線城市,超一線城市變特一線城市,也正是這個道理。同樣生物發(fā)展一個道理,生物規(guī)模越大,每個細(xì)胞的效能越高。城市規(guī)模越大,組成城市的每個人的效能利用率也越大。其實我們每個人都有這樣的體會:越是在北上廣深這樣的一線城市,生存壓力越大;反倒是那些不怎么發(fā)達(dá)的二三線城市,似乎“幸福感”更強(qiáng),因此有了“逃離北上廣”的牢騷。

但是,也正如生物規(guī)模的界限一樣,社會城市發(fā)展總會有那么一個時間點的存在,我們的資源、環(huán)境等不足以支撐經(jīng)濟(jì)的無限發(fā)展。因為在這個有限的時間奇點前,不可能有無限供應(yīng)的能量資源。那為什么城市以及人類社會并沒有崩塌呢?這就得益于科技的創(chuàng)新和進(jìn)步同樣是“超線性的”,科技突破會及時改變城市發(fā)展的路徑、避免奇點的來臨,就像是一個人站在一臺運(yùn)轉(zhuǎn)的跑步機(jī)上眼看就要撞上墻了,他及時跳到了臨近的另一臺跑步機(jī),這便是“發(fā)展范式轉(zhuǎn)換”。能源危機(jī)便是最好的例子:煤炭無法滿足工業(yè)需求時,人類發(fā)現(xiàn)了石油;而在石油告急前,又找到了頁巖氣的開采方法。如下圖所示:

社會發(fā)展的非連續(xù)性

同時也因為社會發(fā)展越來越快,人類發(fā)展臨近跑步機(jī)的速度更快,于是就需要在更短的時間內(nèi)跳到再下一臺跑步機(jī)上...以此類推,發(fā)展的節(jié)奏將不可避免地越來越快,對資源的需求越快達(dá)到臨界點,越需要下一個新范式的出現(xiàn)——這就是為什么創(chuàng)新的周期越來越短、我們的生活節(jié)奏越來越快的底層邏輯。因此,失控的陰霾始終揮之不去。這也是本書作者希望引起人們警惕的。


到這里,這本書的主要觀點就講的差不多了。

說一下這本書給我最重要的幾個感悟:

1、相對線性思維,這個世界的發(fā)展更多是非線性的。這個在我們之前指數(shù)型組織的學(xué)習(xí)中提到過,但是本文揭示的更加具有廣泛適應(yīng)性。全書最根本的思想,就是世間萬事萬物通常不能按照簡單的線性比例縮放,多遵循冪律規(guī)則。

2、量化思維,作者在書中用到了許多統(tǒng)計學(xué)的知識,大量的數(shù)字統(tǒng)計量化處理以后能看到事物之間背后的本質(zhì)聯(lián)系。

3、規(guī)模效應(yīng),系統(tǒng)規(guī)模越大,單位效能利用率越高。同時規(guī)模是有邊界的?!斗创嗳酢防锔嬖V我們,系統(tǒng)規(guī)模越大,越脆弱。系統(tǒng)不能一直無限制的發(fā)展。系統(tǒng)要跨越極限,需要進(jìn)行系統(tǒng)內(nèi)的創(chuàng)新。

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