Sudėtingumas: gilių panašumų iššifravimas | gamta

Sudėtingumas: gilių panašumų iššifravimas | gamta

Anonim

Dalykai

  • Matematika ir skaičiavimas
  • Fizika

Philipas Ballas džiaugiasi Geoffrey Westo opusais dėl įstatymų, kurie slepiasi organizmuose, miestuose ir įmonėse.

Mastelis: Visuotiniai augimo, inovacijų, tvarumo ir gyvenimo tempo įstatymai organizmuose, miestuose, ekonomikoje ir įmonėse

Autorius: Geoffrey Westas

Pingvinas: 2017. 9781594205583 9780297869658

Platonas ir Aristotelis atstovauja dviejų tipų mokslininkams: tiems, kurie mato panašumus, modelius ir universalus, ir tiems, kurie mato skirtumus, variacijas ir specifiką. Reikalingi abu požiūriai, tačiau jie yra drausminės ir kultūrinės mados įkaitais. Tikriausiai galima sakyti, kad fizika pabrėžia pirmąjį, biologija - antrąjį.

Image

Niujorkas yra tam tikra prasme pakeista mažesnių gyvenviečių versija. Vaizdas: Michaelas H / Getty

Geoffrey Westas - teorinis fizikas ir ankstesnis daugiadalykio sudėtingumo studijų mekos vadovas - Santa Fe institutas Naujojoje Meksikoje - laikosi platoniškos nuomonės. „ Scale“ jis paaiškina matematinius ryšius tarp daugelio sudėtingų natūralių ir žmogaus sistemų, kurios dažniau tikrinamos aristoteliškai, duomenų - gyvų organizmų, miestų, kompanijų, ekonomikos - dydžio ir savybių. Kiekvienas iš jų turi savybes, kurias galima nuspėti pagal jų skalę: dramblys yra padidinta pele; Niujorkas, pakeltas Santa Fe; „Walmart“, pakeista jūsų vietinių maisto produktų versija.

Masto kaip? Drambliai neturi kailio ir ūsų; Niujorke (mano žiniomis) nėra dangoraižių, pagamintų iš „Adobe“. Vietoj to, šie santykiai išryškėja vertinant tai, ką galima apibūdinti kaip efektyvumą ar medžiagų apykaitą, tarkime, gerovės kūrimo ir energijos suvartojimo rodiklius. Svarbiausia, kad ryšys nėra tiesinis. Dėl masto ekonomijos (efektyvumo, kurį lemia padidėjęs dydis), Niujorke yra pusė „Santa Fe“ anglies pėdsakų vienam gyventojui, net jei pirmasis jaučiasi niūrus ir blokuotas, o antrasis ekologiškas. Dėl to tokie mastelio santykiai paprastai paklūsta galios dėsniams: parametras padidės proporcingai tam tikram eksponentui padidintam dydžiui. Kanoninis pavyzdys yra tai, kad medžiagų apykaitos greitis yra skalėje kaip (kūno masė) 3/4 .

Taigi miestams dydis lemia (be kita ko) gyvenimo tempą. Kiekvienas gali tai suvokti, apžiūrėdamas Niujorko mamuto magistralės Penktąją aveniu ar pasivaikščiodamas pueblo stiliaus gatvėmis Santa Fe. Ir tai kiekybiškai atskleidžiama statistikoje. Kaip sako Westas, didžiuosiuose miestuose „ligos plinta greičiau, verslas gimsta ir miršta dažniau, prekyba vykdoma sparčiau, o žmonės net greičiau vaikšto“. Vidutinis pėsčiųjų greitis miestuose, kuriuose gyvena daugiau nei vienas milijonas gyventojų, yra beveik dvigubai didesnis nei kelių tūkstančių miestų.

Gyviems dalykams yra atvirkščiai: jei gyvūnas yra mažas, tada, išskyrus labai retas išimtis, jis greitai gyvena ir miršta jaunas. Šie du veiksniai, išmatuoti pagal širdies susitraukimų dažnį ir gyvenimo trukmę, subalansuoti taip tiksliai, kad visų būtybių, pradedant nuo pigmetiniais drebuliais ir banginiais, gyvenimo trukmė būtų vienoda, skaičiuojant širdies dūžių skaičių: iš jų apie milijardas. Vakarai taip pat aptaria neišvengiamus augimo, senėjimo ir mirties dėsnius tiek gyvosiose, tiek žmonių sukurtose sistemose - kodėl, tarkime, įmonės turi gyvenimo ciklą, tačiau miestai išlieka.

Jei tokie dėsningumai jus stebina, esate platonistas. Jei gūžčiojate pečiais, kai jaučiate, kad jie mažai ką paaiškina apie pigmetinius drobulius ar tai, kas daro Šanchajų tokiu žaviu, esate aristotelis. Kyla įtarimas, dažnai išreiškiamas karštai, kad Vakarų ir kitų atskleisti įstatymų visuotinumai negali mums pasakyti nieko labai įdomaus apie bet kurią vieną sistemą.

Tą kritiką jau seniai vertina tie, kurie teigia, kad matematikos dėsniai valdo gyvenimo aspektus, nes, matyt, pradedant biologu D'Arcy Wentworthu Thompsonu ir jo magistrine knyga „ Augimas ir forma“ , išleista prieš 100 metų (žr. P. Ball Nature 494, 32–32). 33; 2013). Tačiau matematikos principų pripažinimas biologijoje ir socialiniuose moksluose - ypač pripažinimas, kad paprasti įstatymai yra sudėtingo augimo, formos ir dinamikos pagrindas - per pastaruosius kelis dešimtmečius auga. Kompiuteriniai algoritmai šiame procese nepaprastai padėjo. Nuo devintojo dešimtmečio „Santa Fe“ institutas padarė didžiulę įtaką, įkvėpdamas panašaus sudėtingumo centrus nuo Singapūro iki Arizonos, Amsterdamo ir Vienos.

Vis dėlto šis platesnis požiūris į sudėtingas žmonių sistemas lėtai įsiliejo į pagrindinius dalykus, o jo nebuvimas turėjo tam tikrų nerimą keliančių pasekmių. Pvz., Siauras dėmesys augimui, apyvartai ir bendrajam vidaus produktui, kaip ekonominės gerovės rodikliams, lėmė netvarų augimą kartu su aplinkos nykimu ir klimato pokyčiais. Šis punktas buvo išsakytas anksčiau, tačiau Westas jį parodo namuose ypač aiškiai.

Jis pažymi, kad nors termodinaminiai srautai - tarkime, iškastinio kuro sunaudojimo tempai ir iš to išplaukianti entropija - yra socialinio ir ekonominio progreso pagrindas, apie tai sunkiai diskutuojama ekonomikos vadovėliuose: „Pažymėtina, kad tokios sąvokos kaip energija ir entropija, metabolizmas ir nešimas gebėjimai dar neatėjo į pagrindinę ekonomiką. “Jei tai išvis pripažįstama, tai linkę daryti ekonomistams, pavyzdžiui, Julianui Simonui ir Pauliui Romeriui, kurie teigė, kad žmogaus išradingumas išspręs bet kokias problemas. Tačiau idėjos pačios yra sudėtingų socialinių sistemų produktas - gyvybiškai priklausomos nuo institucijų, galimybių, lygybės, laisvės ir visuomenės dvasinės sveikatos.

Šis aklas tikėjimas naujovėmis kaip panacėja yra, kaip pabrėžia Vakarai, dažnai susijęs su klaidingu supratimu ar net neigiamam atviro augimo, pavyzdžiui, klimato pokyčių, sąnaudoms. Geriausiu atveju tokie kilimai yra „išoriniai veiksniai“, rinkos nesėkmės, kurios neigiamai veikia ekonominę apskaitą. Tokio požiūrio paveikta ekonomika nėra net niūrus mokslas; tai yra pseudomokslas.

Taip pat miestai dažnai buvo laikomi mechaniniais dariniais, kuriuos galima savavališkai pertvarkyti, o ne, kaip tvirtino miesto teoretikas Lewisas Mumfordas, labiau panašūs į gyvus organizmus, nuolat prisitaikantys ir besivystantys. Westas ypač pabrėžia naujoviškas kito miesto teoretiko Jane Jacobs idėjas. Organizacijos požiūrio į urbanistiką puoselėjimas šeštajame ir septintajame dešimtmečiuose paskatino savigydos idėją, kuri dabar yra tokia svarbi sudėtingų sistemų mokslui, dar prieš tai egzistavus (žr. A. Williams Nature 537, 614–615; 2016). .

Vakarai yra per daug įsivaizduojami, kad visuotiniai dydžių ir augimo įstatymai sako viską, ką reikia pasakyti apie tokias sistemas. Bet „ Scale“ , grandiozinė temų, kurias jis tyrinėjo kelis dešimtmečius, sintezė, yra svarbus ir iškalbingas jų reikšmės gamtos ir žmogaus pasaulio ekologijoje pavyzdys ir supratimas, ar abi jos gali derėti. Jis tai vadina „didžiule vieninga tvarumo teorija“, leidžiančia „kiekybiškai, numatyti, mechaniškai“ nagrinėti šį santykį. Westas neturi recepto, kaip galėtų atrodyti tokia teorija. Jis tikrai nebus pastatytas iš apačios į viršų iš aristoteliškų detalių rinkinio; tai taip pat nesumažės vien tik dėl daugybės įstatymų.

Didžioji dalis to, ką sudaro „ Scale “, buvo išpopuliarinta anksčiau, tačiau Westas sugeba atskleisti gilesnius principus, kuriais remiasi šie dėsningumai. Tai yra neišvengiami sudėtingų sistemų aspektai. Galite jų ignoruoti, bet negalite jų išvengti.

Susijusios nuorodos

Susijusios gamtos tyrimų nuorodos

  • Ekologija: Biologija distiliuojama
  • Žvelgiant atgal: apie augimą ir formą
  • Vieninga teorija apie miesto gyvenimą
  • Aiškumas tampa sudėtingesnis
  • Biologijos pagrindinė idėja

Susijusios išorinės nuorodos

  • Gamtos kolekcija: Augimo ir formos šimtmetis

Komentarai

Pateikdami komentarą jūs sutinkate laikytis mūsų taisyklių ir bendruomenės gairių. Jei pastebite ką nors įžeidžiančio ar neatitinkančio mūsų taisyklių ar gairių, pažymėkite, kad tai netinkama.