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经济参考网读书频道
老鼠和城市
1940年,杰弗里·韦斯特出生于英国的萨默赛特。他像麻秆儿一样瘦,跟常人不一样,他的胡子黑白相间。人们经常看到他穿一件淡蓝色衬衫和白色西裤,这算是英国人夏季的惯常打扮。但是他的皮带纽扣上面有蓝绿色的斑点,这背后又是另外一个故事。韦斯特接受过理论物理学的训练,大半个学术生涯都在新墨西哥州度过,先是在洛斯阿摩斯国家实验室做项目,之后在圣菲研究所历任研究员、董事和主席。圣菲研究所是一家研究系统复杂性的非营利性研究组织。 20世纪90年代后期,当时韦斯特正在洛斯阿摩斯研究亚原子颗粒,突然之间,他对生态系统的等比例放大特性产生了兴趣。韦斯特想,为了研究宇宙的发展和等比例扩大,物理学家发明了各种研究工具,去探索微小的夸克和胶子,这些研究工具能不能用来研究老鼠、人类和大象?要想回答这个问题,我们需要对所有生命中都蕴含的复杂生态有深刻的理解,我们在上一章中曾经简单地提及,这就是新陈代谢。 很多营养学专家和狂热的健身爱好者把新陈代谢这个词说烂了,但是你身体里发生的新陈代谢并不是一个简单的过程。相反,新陈代谢是人类体内一系列复杂的化学作用,一般可以分成两类:一类是分解代谢,也就是将脂肪和碳水化合物等有机物分解释放出能量;另一类是合成代谢,也就是将能量变成蛋白质和核酸,它们是制造细胞的原料。这个过程很复杂,虽然有人将此简化为“卡路里进,卡路里出”。这个过程在所有生命体中都是必不可少的,不论是循环系统、呼吸系统、泌尿系统还是神经系统,你都可以看到新陈代谢的影子。比如,一棵植物的生态构造肯定跟一头大象有着天壤之别,但是这两个生命在吸收外界养料,排除体内废渣时使用的网络结构却是类似的。 韦斯特的主要合作者包括当时就职于新墨西哥大学的生态学家吉姆·布朗和布赖恩·恩奎斯特。他们三个人构成的研究小组想要给所有这些生态网络建立一个精确的数学模型,他们坚信该研究能够帮助人们理解生命体是怎样等比例扩大的,他们认为这里面有一个放之四海而皆准的公理。 当然,想要建立一个适用于所有生命体、无所不包的数学模型,这肯定不是一件易事。韦斯特常常想起那几年,他们三个人和其他研究人员不断开会,想要建立理论物理和生态学之间的桥梁。可以说这两个学科相差甚远,交叉处比较奇怪,而他们的目标又是那么雄心勃勃。但是到了20世纪90年代末,他们的辛苦工作换来了非凡的成绩:他们建立了一个数学模型,这个数学模型证实,地球上所有的生命体都是按照一种可以预估的系统方式等比例扩大的。 怎么理解他们的成果?不妨以老鼠为例来进行思考。它是一种比较小的生命体,因此它的新陈代谢比较快,而寿命比较短。接下来比较一下人类。我们人类的新陈代谢比老鼠慢,寿命比老鼠长。如果拿旧石器时代的原始人跟老鼠做比较,只要这些原始人能够活到15岁,就算不借助现代的先进医学技术,他们也很有可能活到50多岁。接下来再比较一下大象,地球上最大的生命体之一。你可能已经猜到了,大象的新陈代谢比人类更慢,而寿命更长。所以从生物学的角度上讲,结论是生命体新陈代谢的速度越慢,体格就越庞大。 韦斯特和同事们开始进行研究的时候,其实上面的结论已经广为人知了。他们发现的结论则是,所有生命体都是按照对数刻度放大的,也就是说他们的体积是新陈代谢速率的10次幂。 韦斯特告诉我们:“通过这个数学模型,我们发现生命的节奏会系统性地越变越慢:大象的心跳比人类慢得多,而人类的心跳又比老鼠慢得多。相应地,老鼠的寿命比较短,人类的寿命要长一些,而大象的寿命更长。如果你用这些知识去探讨系统是如何增长的,你会发现增长是以一种反曲方式呈现的,也就是说你可能开始发展得很快,之后发展就会慢下来,而等到成熟了,发展就停止了。可以说我们的理论能够把这些现象解释得很清楚。” 韦斯特和他的同事证明,这些等比例扩大原则适用于所有生命体,其普适性就跟自然选择和遗传基因一样广泛。 韦斯特说道:“鲸鱼生活在海里,长颈鹿的脖子非常长,人类依靠双腿行走,大自然存在各种形态的生物,但是等比例扩大原则告诉我们,这些不同都是表面上的。所有生命体都是某种抽象原则的表现形式,然后再用一种特别的非线性方式等比例扩大。这是非常伟大的发现。根据这种理论,我们能够预测基本上所有事情。就算你想知道一匹河马呼吸系统第9根血管的血流速度,我们的数学模型也能够预测出来。” 因为有了之前的成功经验,韦斯特开始考虑他发现的这种等比例放大法则能否在生物体之外应用,比如应用于城市和公司那样的社会组织。纽约市和大鲸鱼有没有共通之处?能不能把谷歌公司比作一头大象? 为了探究这些问题,韦斯特又开始了另一项同样雄心勃勃的调查,这次他想研究全世界的城市以及城市背后所代表的系统,他的合作伙伴是物理学家路易斯·拜登科尔特和统计学家约瑟·罗博,他们从全世界多个城市搜集来上百万条信息并加以分析:例如公路的长短,输电线的长短,加油站的多少等。 这个研究团队发现,似乎某种法则又在起作用。“城市越大,从比例上说需要的加油站就越少,需要的公路和输电线都越少,而且这个比例是一致的,具有系统性。这是一个重大发现。不管我们是在统计日本的基础设施还是美国或者欧洲的基础设施,都是一样的比例。” 当这支研究团队将一系列社会、文化和经济数据对比刚才提到的比例,他们发现了真正的惊人之处:不论是工资、注册的专利、城市中研究机构的数量还是艾滋病的患者数量,都跟之前提到的比例相关。 这一支研究团队又一次发现了一个普遍适用的等比例放大法则,但新的法则有一个重要的不同。在生物世界里,体积越大生物体就越慢;在真实的城市中,规模越大节奏反而越快。城市越大,居民的工资就越高,注册的专利越多,但是暴力犯罪也越多,交通也会越拥挤,如此种种。 “当你把城市规模扩大一倍,一般来说你要将工资水平提高15%,高级餐厅增加15%,但是艾滋病患者和暴力犯罪也都会提高15%。你把规模放大一倍,基本上什么都会等比例放大15%。” 在他们研究的每一个城市,这一等比例放大法则都得到了验证。不论这是一个13世纪就已经出现的老城,还是19世纪的城市,又或者是人类文明刚刚出现时的城市。不论是从文化上、政治上还是地理上,这些城市都没有共通之处,但是在等比例放大法则上,它们都遵循一样的比例。 可以说这一发现的意义十分深远。城市跟生物系统有一个很大的不同,那就是城市规模越大,各种益处就越多。换句话说,一个城市越大,平均每个居民的益处就越多。(也有人将此称为超线性放大。)城市的人口规模是人们选择是否在此居住的重要原因,因为城市越大,节奏越快,生活就会更有效率(这简直是一定的)。纽约的生活肯定比布鲁塞尔的生活节奏快,而布鲁塞尔肯定又比波多黎各首都圣胡安要快。这就帮助我们解释了为什么都市生活这样有吸引力:城市把人们吸引过来,我们成为城市的一部分,人口越来越多,城市也越快越高效,对后来者的吸引力也越大。 不过,这里也可能会出现问题。因为生物体存在反曲特点,一旦生命体到达成熟阶段,就会停止生长。(要不是存在这种机制,现在世界上肯定到处都是比恐龙还庞大的怪兽,而且1 000年都不会死。)但是城市的发展不会停止,所有超线性发展都不会停止。此外,城市会急速发展,一方面会带给你惊人的资本回报,另一方面城市中罹患各种疾病的人也会更多,污染也会更严重。 更让人担心的是,韦斯特和他的同事们发现,如果缺乏应对措施,那些按照指数增长曲线发展的系统一定会走向崩溃。如果你是按照单一曲线生活,有可能会获得财富和资本的增加,但也可能因为这种单一曲线而死得很惨。例如2008年大崩溃之前的金融市场就是一个稳健却脆弱的系统,一旦一个城市过分依赖某几种价值创造手段,它可能会经历一段黄金时期,但随之而来的就是灾难式的衰退。(想想底特律吧。) 这就是这些城市的结局,除非通过创新,开辟一片新天地,让城市重新来过。就好像一个冲浪爱好者,这个过程需要你从这一波创新的浪潮掉头,转向地平线,迎接更大一波浪潮。 韦斯特告诉我们:“人类要想避免崩溃就必须不断发明,发明蒸汽机,发明电灯,发明电脑,发明互联网。问题难就难在,如果生活的节奏加快,那么发明的速度也要跟上才行。手上腕表的时间是不准的。我们其实不处于线性的时间当中,发展和创新的速度都会越来越快。” 那么现在已经成功的城市应该怎样继续创新,重新改造自己,从一波创新的浪潮跨越到另一波浪潮之上,哪怕新浪潮来得更快更猛烈呢?可能解决之道不在于城市的规模,而在于城市密集的质量:密度有多大,多样性有多强。 城市是由各种小型部件构成的:社区,人际网络,创新者,基础设施。这些部件将不同的人和组织用一种松散的、非正式的、不停变化的方式联系起来。简·雅各布斯对城市的刻画非常有名,她曾经描绘过,在纽约西村的街道上,各种密切的互动构成了一幅欣欣向荣的图景。而这代表着真正的多样性:本地的报摊在卖报纸,警察正在巡街,上班族在忙着通勤,每个人都代表一个层面的城市生活,生活的目的各不相同,但是彼此的生活片段又相互交错。 韦斯特带着他标志性的冷幽默,继续说道:“生活在城市最大的好处之一,就是这里总会有许多疯狂的人。有人说城市里有很强的认知多样性,其实就是这个意思。有些疯狂的人是人渣,但是很多其实是好人。这些人的存在开辟出一片天地,让各种想法百花齐放。随着城市的发展,这种繁荣的局面使城市变得多元化。城市因此显得非常开放:有各种各样的功能,许许多多的工作机会,各种各样的人际关系等。有些城市充满活力和人气,成功之道就在于此。” 正是因为这种高密度和分散化的多样性,城市在经济或者工业浪潮到来的时候有能力进行创新——就像之前提到的珊瑚礁,城市里总有新的人群不断调整准备迎接新的浪潮,也总会有持不同想法和有能力的人去解决不可避免的任何挫折和挑战。 这种聚集的结构已经成为城市的本质,城市密度大,但是又足够分散,它深刻影响着城市环境和现代商业,但是影响又不止于此。我们将看到,在地球的另一端,在印度尼西亚的雨林中,一位热忱的环保主义者衷心地采纳了这些原则。他想要挽救印尼正在消失的生物多样性,将自然环境恢复原样,帮助人类社会和当地经济更加繁荣——要做到这些,经济必须与这两者紧密结合。
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