“能量是所有事物变化和运行的基础,任何体系的运行都会产生某种结果。的确,有一条基本自然法则不可违背,它被称作“热力学第二定律”,即每当能量转化为有用的形式时,同时也会产生“无用”的能量作为副产品:一些我们“不期待的后果”总是以难以获取的无序热能或不可用的物质形式不可避免地产生出来。世上不存在永动机。
在过去的25年中,复杂适应系统、复杂性科学、涌现行为、自组织、系统韧性、适应性非线性动力学等术语不仅开始遍布科学文献,而且也出现在商业和企业世界及大众媒体中。
“涌现行为”,即一个系统所表现出来的特性与它的组成个体简单相加所表现出来的特性存在很大不同。这是经济、金融市场、城市社区、公司和生物体很容易被识别出来的性质。
我们都感觉到,大城市的生活节奏要比小城镇快。在我们的一生之中,只要城市发展、经济增长,生活节奏就会无一例外地加快。
资源和能源是增长的必要燃料。在生物学中,生长是由新陈代谢驱动的,生物的亚线性规模缩放变化会让它的体形在成熟之后可预测地近似稳定下来。这样的行为在传统经济学思想中会被视作灾难,无论城市还是国家,健康经济的特点都是持续的开放式指数级增长,或者至少以个位数的百分率每年循环往复。就像生物学中的受限生长要遵循代谢率的亚线性规模缩放法则一样,财富创造和创新(如专利的生产)的超线性规模缩放会带来与开放经济相一致的无限、超越指数级的增长。
无论是什么组织或结构,如果它的规模尺寸任意增长,它的自身重量都终将会把它压垮。尺寸和增长都是有限度的。 换句话说,随着规模尺寸的增长,其相关强度会逐步变弱。或者,就像伽利略生动地表述的那样:“体形越小,其相对强度越大。因此,一只小狗能够背负两三只与自身同等大小的狗,但我相信,一匹马连一匹与自身同等大小的马都驮不了。”
增长和适应全新或不断变化的环境的持续需求(通常以提高效率的形式)是创新的主要驱动力。
“19世纪和20世纪是物理学的世纪,21世纪将是生物学的世纪。”
新陈代谢是生命之火……是食粮,是生命的燃料。无论是大脑中的神经元还是基因中的分子,如果不能得到从你食用的食品中汲取的代谢能量,都将无法正常发挥作用。离开代谢能量的供应,你将无法行走、无法思考,甚至无法睡眠。代谢能量会为生物体提供维持、生长、繁殖及循环、肌肉收缩、神经传导等特殊过程所需的力量。
代谢率是生物学的基本速率,从细胞内的生物化学反应到成熟所需的时间,从一座森林中二氧化碳的增长速度到森林中垃圾的降解速度,它可以确定生物体几乎所有的生命节奏。人类的平均基础代谢率只有大约90瓦特,相当于一只白炽灯灯泡,也相当于你每天通过饮食摄入2 000卡路里的食物热量。
每一个物种进化的随机性和独特的历史轨迹都会造成物种之间巨大的毫无关联的变化。”
“有关生长的诸多结论中,有一点是:它预测了细胞维护和生长之间的代谢能量分配。生物体出生时,几乎所有的能量都被分配用于生长,维护部分相对较少,而个体成熟后,则全部能量都用于维护、修复和替换。
在所有生命种类中,所有与生长、胚胎发育、寿命和进化过程相关的生物速率和时间,都是由普遍的规模法则确定的,它们只包含两个参数——1/4,源于控制质量依赖性的网络约束;0.65eV,源于ATP产生过程的化学反应动力学。我们可以稍微改变一下结论:所有的生物体根据这两个数字确定的尺寸和温度进行调整时,它们都依照相同的通用时钟运行,具有相似的代谢、生长和进化速率。
环境和物种的存活曲线和死亡曲线进行了大量的统计分析,得出了一个令人惊讶的结论:大多数生物体的死亡率与年龄是不相关的!换句话说,无论年龄几何,在任意一个时间段内死亡的相对个体数量都是相同的。例如,如果5%的人口在5~6岁之间死亡,那么45~46岁之间,或95~96岁之间的死亡率,同样也是5%。这个结论听起来似乎有悖常理,但是如果我们换个角度想就能明白了。一个恒定的死亡率意味着在某个时间段内死亡的个体数与存活到该时间点的个体数成正比。
物理学家没有使用“死亡率”一词,而是用术语“衰变率”来量化放射性物质的衰变过程。在这个过程中,“个体”原子通过发射粒子(α、β 或γ射线)改变其状态,直至“死亡”。衰变率通常是恒定的,因此放射性物质的数量随时间呈指数级减少,就像生物种群中的个体数量变化一样。物理学家还使用“半衰期”这个概念,即原始放射性原子的一半发生衰变所需的时间来描述衰变速率。
所有证据都表明衰老和死亡的起源是“磨损”过程,而这一过程只要活着就无法避免。像所有生物一样,为了持续对抗不可避免的熵的产生,我们高效地代谢能量和物质。熵的产生以人体排泄物和耗散力的形式出现,会对人体产生物理性损害。随着我们输掉对抗熵的多个局部战役,我们开始变老,并最终输掉战争,向死亡屈服。熵是生命终结的罪魁祸首,或者正如俄罗斯伟大的剧作家安东·契诃夫(Anton Chekhov)辛辣地写道:“只有熵来得容易。”
城市是自发的自组织现象,源自需要交换能源、资源和信息的人类的互动和交流。作为城市生物,我们所有人都参与到人类相互之间密切互动的多层次网络中来,这种互动表现为都市中生产力、速度和独创性的交换,无论我们居住在何处。
城市规模法则令人惊讶的普遍性所表现出来的基本共性是,每个地方的人类社会网络的结构和动力学都是相同的。
城市也因此不再是巨大的生物体或蚁群:它们依赖人、商品和信息的远距离、复杂性交流。城市是吸引具有创造和创新意识的个人的磁石,是经济增长、财富创造、新鲜观念的刺激因素。
米尔格拉姆发现,平均而言,任何两个人之间的连接数量近似于6。“六度分隔”的说法也随之出现,即我们彼此之间仅仅相隔6个连接。因此,令人意想不到的是,我们令人吃惊地密切相连。
邓巴和他的合作伙伴发现,在层级结构的最底层,在任何时刻,与普通个体有着最紧密关系的人只有5个。这是与我们关系最亲密的人,也是我们最关心的人,他们通常是家人——父母、孩子或配偶,也可以是极其亲密的朋友或伙伴。
如果你想要达到某种群体亲密,超过6个人将会变得极具挑战性。
我们最基本的观点是:生命体通过摄入食物,然后消化吸收,将能量代谢为可利用的形式,并在网络中运输和为细胞提供供给,其中一些细胞被分配用于修复和维护现有细胞,一些被用于替代死去的细胞,还有一些则被用于创造新的细胞,以增加总体生物量。这一顺序是所有增长的基本模式,无论是生物体、社区、城市、公司,还是经济的增长。粗略地讲,无论是细胞、人或者基础设施,输入的代谢能量和资源在总体维护和修复之间进行分配,包括取代现有的衰败实体,创造新的实体,以扩大系统的规模。因此,可用于增长的能量只是供应能量的比率与需要能量用于维护的比率之间的差异。”
“伟大的城市学家刘易斯·芒福德(Lewis Mumford)对此进行了最精彩的阐释: 城市的主要功能是化力为形,化能量为文化,化死物为鲜活的艺术符号,化生物繁衍为社会创新。
学术界提出的用于理解公司的传统机制主要分为三个大类:交易成本、组织架构和市场竞争。尽管它们是彼此联系的,但经常被区别对待。这些要点可以被表述为如下几点:(1)交易成本最小化反映了优化原则驱动的规模经济,如利润最大化;(2)组织架构是一家公司内的网络系统,传递信息、资源和资本,用于支持、维持和推动公司增长;(3)竞争带来市场生态内在的进化压力和选择过程。
生命内在的消耗所导致的不可修复损伤的逐渐累积,会让生命变得不再具有韧性,而且随着年龄的增长,我们会变得更加易受波动和危机的影响。当我们步入老年时,在青年或中年时期或许能够应对的流感、肺炎、心脏病或中风,在老年时期通常会是致命性的。最终,我们会达到一个阶段,即使是小的波动,如感冒或心颤,都会导致死亡。
我们不仅仅是生活在不断加速的跑步机上,而且在某个阶段,我们必须跳到另一台以更快的速度加速的跑步机上,并且早晚还要再次从这台跳到另一台加速度更快的跑步机上。整个过程必须在未来不断地加速重复。”