《規模》之父Geoffrey West——「諾貝爾跨學科獎」候選人

作為一個文科生

我所瞭解和想象的物理學家

大多是喜歡研究宇宙的,像斯蒂芬·威廉·霍金

《规模》之父Geoffrey West——“诺贝尔跨学科奖”候选人

或者是研究量子的,像薛定諤

《规模》之父Geoffrey West——“诺贝尔跨学科奖”候选人

還有很多著名物理學家研究力學、電學等,幾乎很少聽說物理學家去研究社會學問題。

但作為物理學家的傑弗裡·韋斯特(Geoffrey West )卻是一個特例!

50歲,重新定義自己

《规模》之父Geoffrey West——“诺贝尔跨学科奖”候选人

傑弗裡·韋斯特(Geoffrey West ),現年78歲,世界頂級理論物理學家。全球複雜性科學研究中心、“沒有圍牆的”學術聖地——聖塔菲研究所前所長,入選《時代週刊》全球最具影響力100人。

在韋斯特(West)人生中的前50年,他是作為一名尋找基本定律的理論物理學家,他的主要興趣是物理學的基本問題,特別是那些關於基本粒子、它們的相互作用和宇宙學意義的問題。他喜歡將自己的工作與開普勒、伽利略和牛頓的工作進行比較。

儘管韋斯特(West)在斯坦福大學(Stanford University)和洛斯阿拉莫斯國家實驗室工作了數十年,但在1993年美國國會取消了對德克薩斯超導對撞機的資助後,他開始考慮離開這個領域, 他不再試圖解決物理宇宙問題,轉而開始生物學的研究。

《规模》之父Geoffrey West——“诺贝尔跨学科奖”候选人

超導對撞機

這是為什麼呢?原來隨著年紀漸長,韋斯特(West)越來越感覺到衰老對於生命的重要性。他的家族中,男性的壽命普遍偏短,這使得他開始關注衰老和死亡。所以開始看一些生物學的書,看生物學家怎麼解釋“死亡”的。然而,令韋斯特(West)比較詫異的是,並沒有生物學家在研究“生物為什麼會死亡”的現象。除此之外,他的很多問題都沒有得到解答:人類100年的壽命從何而來?人類的壽命上限是多少?為什麼我們身高到一定高度就不長了?

《规模》之父Geoffrey West——“诺贝尔跨学科奖”候选人

為什麼人不能和長頸鹿一樣高?

於是,他決定自己去解開這些疑惑:研究生物學。1997年,在他從高能物理學轉型不到5年之後,他發表了現代生物學中最具爭議性和影響力的論文之一。 (這項發表在《science》雜誌上的研究被引用了1500多次。) 這篇論文的最後一行總結了它的雄心壯志。韋斯特(West)和他的合作者斷言,他們剛剛解決了“所有生物多樣性背後最普遍的一個主題”,表明動物最重要的事實ーー心率、大小、熱量需求ーー是如何以意想不到的方式相互關聯的。

韋斯特(West)和他的團隊設計的數學方程的靈感來源於馬克斯 · 克雷伯(Max Kleiber)早期的發現。 上世紀30年代初,當Kleiber還是加州大學的生物學家,他注意到這個多樣化的動物王國可能是一種簡單的數學關係,在這種關係中,一個生物的新陳代謝率等於它的質量3/4的冪次。 這個無處不在的原理有一些重要的意義,因為它表明較大的物種比較小的物種每磅肉需要更少的能量。

例如,當一頭大象的體積是豚鼠的10000倍時,它所需要的能量卻只有1000倍。 其他科學家很快發現了超過70個這樣的相關定律,這些法則被稱為"sublinear"方程式。 不管動物長什麼樣,生活在哪裡,或者它是如何進化的,數學幾乎總是有效的。

《规模》之父Geoffrey West——“诺贝尔跨学科奖”候选人

克雷伯定律

隱藏在城市背後的神奇法則

正當所有人都以為他會在生物學上一路高歌時,韋斯特(West)卻開始轉向研究城市科學。城市的叢林看起來很混亂 —— 所有的出租車喇叭聲和交通堵塞 —— 但也許它會遵守一系列的普遍規則。韋斯特(West)說:"我們把所有的時間都花在考慮城市的細節、餐館、博物館和天氣方面。我有這樣的預感,每個城市都有一套隱藏的法則。"

《规模》之父Geoffrey West——“诺贝尔跨学科奖”候选人

城市

於是,韋斯特(West)開始著手解決城市化的問題。 正如他所說,這是一個有巨大實際意義的問題。 從美國南部的工廠城鎮到里約熱內盧的貧民窟,城市人口的增長是現代生活的重要問題。韋斯特(West)不想被舊的社會科學方法所束縛,他想從一個空白的頁面開始研究城市,就好像他們從來沒有被研究過一樣——他想發明城市科學。

韋斯特(West)與另一位拋棄了傳統物理學的理論物理學家路易斯·貝當古(Luis Bettencourt)以及合作的研究人員們開始在圖書館和政府網站上搜索相關統計數據。經過兩年的分析,他們發現所有這些城市變量都可以用一些簡單的方程來描述。例如,如果他們知道一個國家某個城市的人口,他們就可以估計出這個城市的人均收入和下水道的總長度,估計的準確度大約是85%。

他們說,每當人們“聚集在一起”,公寓樓或地鐵車廂,這些規律就會自動出現。韋斯特(West)認為這個發現是非常重要的,他說:“ 我可以用這些規則,對日本一個擁有20萬人口的城市的暴力犯罪數量和路面面積做出精確的預測。 我對這個城市一無所知,甚至不知道它在哪裡,也不知道它的歷史,但是我可以告訴你一切。 我之所以能做到這一點,是因為每個城市都是一樣的。”

瞭解這座城市的唯一方法就是了解它的深層結構,它的運作模式,這會告訴你一個大都市將會繁榮還是分崩離析。 我們只有知道我們的城市是如何運作的,才能讓它變得更好。

邁向公司科學

不滿足於城市研究的淺嘗輒止,韋斯特(West)開始思考,這個適合於生物物種、城市發展的規模法則,是否也適用於公司的發展?所以,韋斯特(West)和Bettencourt開始探索另一個話題:公司。 乍一看,城市和公司看起來非常相似。 它們都是大型人群,在一個明確的物理空間中相互作用。它們包含基礎設施和人力資本; 市長就像一個 CEO。

但事實證明,城市和公司在一個非常基本的方面有所不同: 城市幾乎從未消亡,而公司則極為短暫。颶風卡特里娜無法消滅新奧爾良,核彈並沒有將廣島從地圖上抹去。 相比之下, 現代企業的平均壽命卻只有10年。

為什麼企業如此短暫? 在購買了超過23000家上市公司的數據後,他們發現,與城市生產率不同,企業生產率完全是盲目的。 隨著員工數量的增加,每個員工的利潤會減少。 管理費用隨著規模的增加而增加ーー即使是輕微的干擾也可能導致重大損失。 正如韋斯特(West)所說,“企業的死亡是因為它們需要不斷壯大。”

(想了解為什麼公司會死亡, 而城市不會死亡的原因,請關注集智俱樂部後期的推送!)

規模法則

韋斯特(West)從複雜的生命體中歸納出了簡單性和統一性,這些生命體不僅包括細胞、生物以及人類,還包括公司、城市、國家、生態系統,甚至是宇宙。

韋斯特(West)在《規模》這本書中一直在試圖為生物學網絡延伸至社會化網絡梳理一個清晰的研究思路或者說搭建一個開放的研究平臺。當然,這本書絕非專業書籍,用韋斯特(West)的話說就是,這本書秉承教育精神,是寫給“聰明的外行”看的。

  • 傑弗裡·韋斯特(Geoffrey West )TED演講地址

    https://www.ted.com/talks/geoffrey_west_the_surprising_math_of_cities_and_corporations?language=zh-cn


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