Масштаб. Универсальные законы роста, инноваций, устойчивости и темпов жизни организмов, городов, экономических систем и компаний

Далее в этой главе я поговорю более подробно о природе потоков информационных, энергетических и материальных ресурсов в сетях, как социальных, так и инфраструктурных, и покажу, как эти потоки порождают наблюдаемое масштабирование. Как и в случае биологических сетей, речь идет о сетях, по самой сути своей иерархических и фрактальных. Поэтому, например, в инфраструктурных сетях интенсивность потоков в коммунальных линиях систематически спадает от центральных модулей, например электростанций и водонапорных станций, к трубам и электрическим проводам соответствующих сетей, обслуживающим отдельные дома, – так же, как ток крови в системе кровообращения спадает в приблизительно правильной геометрической пропорции от сердца к аорте и далее вплоть до капилляров, обслуживающих отдельные клетки. Фрактальная природа этих сетей и протекающих в них потоков обеспечивает эффективное распределение энергетических и материальных ресурсов и порождает сублинейное масштабирование и экономию на масштабе.

На самом деле все обстоит несколько более сложным образом, так как города не однородны, но обычно содержат по нескольку локальных центров деятельности, работающих полуавтономным образом, хотя и образующих друг с другом иерархические связи. Такие центры часто называют «центральными местами» в соответствии с популярной моделью городской системы, известной под названием теории центральных мест. Она была предложена в 1930-х гг. немецким географом Вальтером Кристаллером и оказала на градостроителей и географов большое влияние.

4. Города: кристаллы или фракталы?

Это весьма любопытная теория. По сути дела, она представляет собой статичную, высокосимметричную модель физической конфигурации городов и городских систем. Вальтер Кристаллер разработал ее на основе своих наблюдений над городами Южной Германии, приблизительно так же, как Джейн Джекобс сформулировала свою версию города, исходя из своих личных впечатлений от Нью-Йорка. В этой теории не уделялось большого внимания численным расчетам и проверкам, систематическому анализу и сравнению с данными, математическим формулировкам и вытекающим из них предсказаниям; таким образом, речь не идет о научной теории в том смысле, о котором я говорю в этой книге. По духу она гораздо ближе к жесткой неорганической идее города-сада, которую развивал Эбенезер Говард, вдохновленной в первую очередь идеализированными формами евклидовой геометрии и почти не принимавшей в расчет людей за исключением их роли единиц экономической системы. Тем не менее эта теория обладает множеством интересных черт и оказала большое влияние на проекты и концепции городов ХХ в.

Концепция гексагональной решетки центральных мест Кристаллера и подтверждающие его идею «данные реального мира» из центральной области Мексики

Теория Кристаллера курьезным образом созвучна его имени: он утверждал, что городские системы, а следовательно, и отдельные города можно представить в виде идеализированных двумерных структур кристаллической геометрии, построенных на основе высокосимметричного рисунка гексагональной решетки, повторяющегося на все меньшем и меньшем масштабе. Пример такой решетки приведен на иллюстрации. Шестиугольники были выбраны потому, что это простейшие геометрические фигуры, которые можно расположить встык так, чтобы полностью покрыть географическую область города или городской системы без каких-либо пробелов. Эти шестиугольники играют роль «центральных мест» торговли, причем внутри них заключены шестиугольные центральные места меньшего размера. На эту схему Кристаллера навели его наблюдения, согласно которым в Южной Германии мелкие города сходных размеров расположены приблизительно на одинаковых расстояниях друг от друга (и предположительно образуют вершины шестиугольника), а более крупные, центральные города играют роль узловых точек (расположенных в центрах шестиугольников). Хотя такой регулярности обычно и не наблюдается в большинстве городских систем или внутри самих городов, предложенная Кристаллером модель геометрии городских систем обладает двумя очень важными качествами, общими с сетевыми системами, образовавшимися органически. Речь идет о свойствах заполнения пространства и самоподобия (и, следовательно, иерархичности), хотя оба этих термина появились лишь впоследствии. В его модели были и другие важные особенности, например идея минимизации по времени и расстоянию пути до места получения услуг, к которой мы еще вернемся.