Масштаб

Универсальные законы роста, инноваций, устойчивости и скорости в жизни организмов, городов, экономик и компаний

Рейтинги:

— Книгу написал один из самих влиятельных ученых нашего времени

— Издание получило положительные отзывы The New York Times, Science Magazine

— Издание рекомендует Нассим Талеб, автор книг «Антихрупкость» и «Черный лебедь»

Основная идея

Физик и визионер Джеффри Вест однажды задался вопроcом: почему мы живем именно столько, не больше и не меньше? И в результате пришел к интересному выводу: все млекопитающие, по сути, являются версиями друг друга, только в разном масштабе. И подчиняются одним и тем же законам. Позже Веста заинтересовало развитие городов и бизнес-систем – и он обнаружил, что на них распространяются схожие законы. О своих открытиях он написал в этой книге.

Простота и сложность

Жизнь на нашей планете принимает множество форм и является, пожалуй, самым сложным феноменом во Вселенной. Существует более 8 млн видов организмов, которые отличаются размером, продолжительностью жизни, тем, как они рождаются, живут и умирают. С появлением человека сложность этого мира еще больше увеличилась: возникли дома, города, культуры…

Однако если посмотреть на то, как устроена Солнечная система, то становится очевидным: существуют законы, по которым планеты пере­двигаются по своим орбитам. Возможно, подобные законы действуют и в нашем сложном хаотичном мире? Автор полагает, что не нужно быть математиком или физиком, чтобы в этом убедиться.

Если построить график зависимости частоты сердечных сокращений животных от их веса, то получится нисходящая прямая линия. А суммарное количество сердечных сокращений за всю жизнь у всех животных практически одинаково: и у мыши, живущей всего несколько лет, и у кита, который может прожить более столетия. Количество патентов в городах прямо пропорционально размеру популяции. Доход и стоимость активов компаний находится практически в линейной зависимости от количества сотрудников. Речь идет о чрезвычайно сложных процессах, однако их описывает простейший математический закон. Все это – иллюстрации к принципу масштаба, которому подчиняются животные, растения, экосистемы, города и компании.

Сети и фракталы

Все организмы, начиная от бактерий и заканчивая самыми крупными животными, для поддержания жизнедеятельности и воспроизводства нуждаются в слаженном взаимодействии многочисленных элементов – молекул, органелл, клеток. И эти микроскопические компоненты должны «обслуживаться» сравнительно «демократичным», эффективным способом, чтобы поддерживать метаболизм, выводить отходы, регулировать активность.

Естественный отбор решил эту задачу оптимальным способом, организовав эти элементы в сети, которые распределяют энергию.
С функциональной точки зрения биологические системы ограничены тем количеством энергии, метаболитов и информации, которую способны передавать эти сети.

Проще говоря, человек – это эффективно организованный набор сетей, каждая из которых переносит энергию, вещества и информацию. Да и все живое можно представить в виде иерархии сетей. Вот некоторые примеры похожих между собой сетей: сердечно-сосудистая система человека, циркуляторная система мозга, белое и серое вещество мозга, дерево. Автор сделал предположение: универсальные законы, описывающие все живое, основаны на физических и математических свойствах биологических сетей.

Вест совместно с Джеймсом Брауном и Брайаном Энквистом пришли к выводу, что большинство биологических сетей (таких как сердечно-сосудистая система человека) демонстрируют интересное свойство – фрактальность. Другими словами, их структура повторяет свою геометрию на всех уровнях.

Фракталы в природе и нашей повседневности встречаются очень часто. Их можно увидеть в строении легкого и в экосистемах, в облаках и городах, в руслах рек и компаниях. Самый простой пример фрактала – брокколи. Если разделить ее на маленькие кусочки, каждый из них будет выглядеть уменьшенной копией всего овоща. Если раздробить кусочки на еще более мелкие фрагменты, они тоже будут повторять оригинал. Этот процесс можно повторять снова и снова, и всякий раз в очередном фрагменте можно будет узнать целое.

Математические фракталы являются идеальными: они продолжаются бесконечно. Объекты реального мира имеют естественные ограничения. Брокколи можно делить на фрагменты, повторяющие структуру целого, лишь до определенного момента, а затем останутся лишь ткани, молекулы и клетки.

Вест, Браун и Энквист определили, что самыми эффективными сетями являются те, что имеют фрактальную структуру. И почти все сети, которые поддерживают жизнь в организмах, представляют собой фракталы, повторяющие себя. Причем это справедливо для разных систем растений, насекомых, животных и человека.

Планета, где доминируют города

Одним из наиболее выдающихся открытий ХХ века был тот факт, что мы живем в постоянно расширяющейся вселенной. Важно и то, что это касается не только космических масштабов, но и нашей повседневности. В масштабах планеты мы тоже живем в постоянно расширяющейся социально-экономической среде. И хотя мы не размышляем об этом, но это экспоненциальное расширение будет влиять на жизни наших детей сильнее, чем любые парадоксы космоса.

Одно из самых очевидных проявлений этого феномена – стремительный рост популяции за последние 200 лет. После двух миллионов лет медленного, постепенного увеличения количества людей на планете примерно в 1805 году мы перешагнули рубеж в 1 млрд человек. А потом, после промышленной революции, произошел взрыв. Она стала социально-экономическим аналогом Большого взрыва. Капитализм, возросший доступ к ресурсам, инновации, предпринимательство – все это возникло благодаря ей.

Второй миллиард человек появился на планете за 120 лет. Третий – менее чем за 35. В 1974 году людей на Земле было уже 4 млрд, и на сегодняшний день мы уже практически удво­или это количество. Рост популяции происходит еще быстрее, чем по экспоненте.

До недавнего времени жизнь человека была преимущественно биологической: мы были интегрированы в экологическую систему Земли, были всего лишь еще одним видом млекопитающих. Однако сейчас человек настолько активно изменяет экосистему планеты, что был придуман новый термин – антропоценоз, чтобы обозначить это влияние. Кто-то считает , что началом эпохи антропоценоза следует назвать промышленную революцию. Другие ученые полагают, что новая эра стартовала лишь в середине ХХ века. А некоторые уверены, что влияние человека на планету началось еще 10 тысяч лет назад.

Если посмотреть на Землю из космоса в той ее части, где сейчас ночь, мы увидим огромное количество огней. Их генерируют города, наглядно иллюстрируя идею урбаноценоза, городской экосистемы.

Традиционно увеличение популяции коррелировало с повышением финансовых и социально-экономических показателей. И эта идея настолько устойчива, что мы принимаем экспоненциальное расширение как должное и приветствуем его. Нынешняя социальная и экономическая парадигма признает необходимость поддержания этого роста.

Однако почти 8 млрд человек и все те новые люди, которые появятся в ближайшие годы, должны быть накормлены, одеты. Мы хотим путешествовать, развлекаться, жить осмысленной жизнью. Чтобы обеспечить все это, необходим экспоненциальный рост количества ресурсов. И город – это эффективный способ добиться желаемого результата.

Города и будущее

Будущее нашей планеты во многом определяют города и глобальная урбанизация. Города представляют собой благоприятную среду для инноваций и создания ценности, силовые центры, магниты, которые притягивают креативных людей. Город позволяет наладить социальные взаимосвязи, сотрудничество, а значит, создавать инновации и богатство.

Города стимулируют рост, генерируют идеи. Однако у них есть и темная сторона: загрязнение атмосферы, криминал, болезни, бедность, чрезмерное потребление ресурсов. Слишком быстрая урбанизация приводит к тому, что человечество сталкивается с новыми вызовами, в том числе экологическими, социальными, финансовыми.

Проблемы, с которыми имеет дело человечество, не новы. По сути, большинство из них зародилось еще в начале промышленной революции. Однако урбанизация развивается экспоненциально, и сейчас мы начинаем ощущать, что на нас надвигается цунами вызовов. Опасность в том, что мы можем осознать некоторые угрозы уже тогда, когда станет слишком поздно, чтобы справиться с ними.

Лишь недавно мы увидели разрушительный потенциал глобального потепления, климатических изменений, ограниченности ресурсов (воды, энергии и других), выбросов в атмосферу, финансовых кризисов. И даже сейчас немало политиков и экономистов считают, что эти проблемы – лишь временные трудности, которые скоро будут решены с помощью какой-нибудь смелой инновации. Однако автор не уверен, что это так. Эпоха стремительной урбанизации – это нечто новое для человечества, и, чтобы справиться с вызовами, которые она несет, у нас не всегда достаточно информации.

Таким образом, нам необходима некая наука о городах – концептуальная модель, позволяющая понять и предсказать динамику развития, эволюцию мегаполисов. То же самое можно сказать о компаниях: нам нужно разобраться в том, каким законам они подчиняются, чтобы более эффективно ими управлять.

Главное – энергия

Для поддержания жизнедеятельности среднего человека достаточно 2 тысяч калорий в день. Эту энергию можно сравнить с обычной лампой мощностью 100 ватт. Мы чрезвычайно эффективны в расходовании энергии, особенно если сопоставить то количество энергии, которое нужно нам самим, с тем, которое требуется для обеспечения наших потребностей. Устройства, которые мы используем (телефоны, посудомоечные и стиральные машины и т.д.), потребляют в 30 раз больше энергии в день, чем мы. По мнению Веста, эпоху антропоценоза можно определить по этому показателю – возрастанию количества энергии, которое потребляет человек.

Этот показатель довольно сильно отличается в разных странах. Например, в США он почти в 4 раза выше среднего: 11 тыс. ватт на человека. Это более чем в 100 раз выше, чем биологическая потребность нашего организма в энергии! С точки зрения биологии мы являемся видом, который потребляет гораздо больше энергии, чем положено животному нашего размера.

Автор считает, что такие показатели позволяют по-настоящему понять, насколько далеко мы ушли от мира природы. Было подсчитано, что, если бы мы по-прежнему оставались его частью, потребляли чуть более 100 ватт в день и не изобрели сельское хозяйство, то сегодня население Земли составило бы 10 млн. человек.

Не менее важно осознать, насколько велики масштабы неэффективного расходования энергии. К примеру, только 20% энергии, вырабатываемой из бензина, идет на приведение машины в движение. Примерно треть мирового потребления энергии – это пустые расходы. Приоритетным направлением инноваций для человечества должно стать повышение эффективности использования энергии. Многие компании декларируют, что уже занимаются этим, однако для большинства организаций на первом месте все равно остается прибыль.

Города и организмы

Города и компании, по мнению Веста, имеют немало общего с организмами и природными экосистемами. Они перерабатывают энергию и ресурсы, выделяют отходы, обрабатывают информацию, растут, адаптируются, эволюционируют. Мы часто используем понятия «ДНК компании», «метаболизм города» и т.д., как если бы бизнес и мегаполис были биологическими объектами. Даже у Аристотеля мы встречаем отношение к городу как к природной органической автономной единице. Являются ли эти сравнения лишь красивыми метафорами?

Вест и его коллеги из Института Санта-Фе уверены, что между городами и живыми организмами немало общего. Мегаполисы поддерживают свое существование благодаря сетям, таким как дороги, железнодорожные колеи, линии электропередачи. Эти сети транспортируют энергию, людей, ресурсы и являются олицетворением метаболизма города.

Если посмотреть на разные города – Нью-Йорк, Даллас, Лос-Анджелес, то они будут сильно отличаться от Токио, Осаки, Парижа или Лондона. Однако их различия будут гораздо меньшими, чем разница между китом, лошадью и обезьяной. И в то же время все животные подчиняются одинаковым законам и являются, по сути, версиями друг друга в разном масштабе. То же самое и с городами: они могут быть устроены примерно одинаково, отличаясь в масштабе. И Вест со своей командой подтвердил это, исследуя разные города по разным показателям: ВВП на душу населения, уровню преступности и другим.

Оказалось, что если вы знаете размер города, скажем, в США, то можете предсказать с 80-90%-ной точностью, какова средняя зарплата его жителей, длина его дорог, сколько преступлений там совершается, сколько в нем ресторанов, сколько патентов регистрируется. Многое определяется только размером населенного пункта. Интересно и то, что речь идет о городах в рамках одной страны. Законы масштаба действуют не так точно, когда вы сравниваете города из разных стран. Скажем, уровень преступности в Японии в среднем намного ниже, чем в США, а количество патентов – выше.

Нужно учитывать и то, что города – это нечто большее, чем просто набор физических объектов. Париж – это не только красивые дома и улицы, хотя именно это приходит в голову в первую очередь, когда мы думаем о столице Франции. Размышлять об урбанизации только с точки зрения увеличения размеров города, появления новых домов и инфраструктуры означает совершать большую ошибку.

Города обладают органическим свойством: они физически растут и развиваются благодаря взаимодействию между людьми. И самые великие мегаполисы становятся таковыми, потому что направляют усилия людей на создание «души»: инноваций, ценности.

Таким образом, у каждого города есть два измерения: физическая инфраструктура и социально-экономическая активность. По мнению Веста, их можно представить в виде фрактальной сетевой структуры. Фракталы часто являются результатом эволюционного процесса, направленного на оптимизацию какой-то функции (например, на обеспечение энергией всех клеток организма или всех людей города). Может показаться удивительным то, что и социальные сети обладают этим свойством: достаточно большие социальные группы также часто приобретают фрактальную структуру.

Наука о компаниях

Компании являются главным механизмом создания экономической ценности: только в США общая стоимость публичных бизнесов на 15% больше ВВП страны. В США есть 30 млн независимых компаний, в большинстве из которых работает всего несколько сотрудников, однако есть 4 тыс. крупных, чьи акции выставлены на бирже.

Существует немало литературы, где инвесторы и бизнесмены рассказывают о том, что помогло им достичь успеха. Такие книги фокусируются в основном на структуре и динамике развития организаций. Механизмы, с помощью которых мы привыкли рассматривать организации, можно разделить на три группы: транзакционные издержки, организационная структура, рыночная конкуренция.

Не отрицая этот подход, Веста все же считает, что компании нужно рассматривать как сложные адаптивные системы, учитывая их масштаб. Однако таких исследований сегодня существует очень мало. Как нет и подробных моделей того, как работает экономика.

Компании зачастую больше напоминают организмы, чем города. Поэтому можно предположить, что они сталкиваются с теми же ограничениями, что и животные. Например, с ограниченным жизненным циклом.

Рост и в случае организмов, и в случае городов обеспечивается разницей между метаболизмом и поддержанием жизнедеятельности. В случае компаний метаболизмом можно считать ее доход или продажи, а издержки – поддержанием жизнедеятельности. У животных интенсивность метаболизма уменьшается с увеличением размера, у городов – наоборот. Вест обнаружил, что у компаний эта зависимость является практически линейной. Для бизнеса это хорошая новость, ведь она говорит о возможности экспоненциального роста, то есть о том, о чем мечтает любой предприниматель.

Впрочем, это не значит, что если компания стремительно растет, то она непременно выживет. Ведь скорость ее расширения должна быть не меньше, чем скорость увеличения рынка.

Еще одно интересное открытие автора: риск смерти компании не зависитот ее возраста и размера. Количество пятилетних бизнесов, которые закрылись на шестой год, примерно такое же, как и число 50-летних организаций, погибших на 51-м году существования.

Почему компании часто погибают, в то время как для городов это редкость? Возможно, потому, что с целью повышения эффективности и прибыли, увеличения рыночной доли бизнесы действуют стереотипно: добавляют еще больше правил, процедур и протоколов. В результате возрастает бюрократический контроль, и часто это происходит за счет инноваций и R&D (а именно они должны обеспечивать процветание в долгосрочной перспективе). Статистика говорит, что по мере роста компании затраты на R&D уменьшаются.

В отличие от городов, компании нередко стареют. А рыночные силы выталкивают тех, кто устал. Поэтому главным вызовом для бизнеса, по мнению автора, является соблюдение баланса между позитивной обратной связью рынка по поводу имеющихся продуктов и стратегической необходимостью развиваться в новых направлениях, которые могут не принести немедленного результата.