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

Одним из лейтмотивов всей этой книги является идея о том, что ничто на свете не растет без притока и преобразования энергетических и материальных ресурсов. Именно на этом утверждении основывалась общая теория количественного понимания роста биологических систем, будь то отдельные организмы или сообщества, которую я представил в главе 4. Вспомним ее основополагающую мысль: пища потребляется, а затем переваривается и преобразуется в процессе метаболизма в пригодную для использования форму, в которой она транспортируется по сетям и используется для снабжения клеток, причем часть ее выделяется на восстановление и содержание клеток уже существующих, часть – на замену умерших, а часть – на создание новых и наращивание общей биомассы. Эта последовательность представляет собой базовый шаблон, по которому происходит рост чего угодно – организмов, сообществ, городов, компаний и даже экономики целых стран. Грубо говоря, поступающие метаболизированные энергетические и материальные ресурсы распределяются между общим содержанием и восстановлением, в которое входит и замена уже существовавших, но распавшихся элементов, и созданием новых элементов, будь то клетки, люди или части инфраструктуры, которые добавляются к системе и увеличивают ее размеры. Таким образом, энергия, которая может быть выделена на рост, попросту равна разности между уровнем поступления энергии и уровнем ее расходов, необходимых для содержания системы.

Уровень обеспечивающего снабжение метаболизма в живых организмах масштабируется в зависимости от числа клеток сублинейно (в соответствии с общим степенным законом с показателем ¾, который порождают ограничения сетевой структуры), а потребность в энергии возрастает приблизительно линейно. Поэтому, так как линейный рост опережает сублинейный, по мере того как размеры организма увеличиваются, потребности в конце концов превосходят возможности снабжения, в результате чего количество энергии, которая может быть израсходована на рост, непрерывно уменьшается и в конце концов доходит до нуля, что означает прекращение роста. Другими словами, рост прекращается из-за несоответствия между масштабированием потребностей обслуживания и снабжения с увеличением размеров. Таким образом, сублинейное масштабирование уровня метаболизма и связанная с ним экономия на масштабе, возникающие в результате оптимизации производительности сети, являются причиной прекращения роста и наличия у биологических систем ограниченных сигмоидных кривых роста, представленных на рис. 15–18 в главе 4. Тот же сетевой механизм, который порождает сублинейное масштабирование, экономию на масштабе и прекращение роста, отвечает и за систематическое замедление темпов биологической жизни по мере увеличения размеров – а также за неизбежную смерть.

Теперь я хочу применить ту же концептуальную систему к росту социальных организаций, начиная с городов. Благодаря своей общности она легко может быть распространена и на случаи компаний и целых экономических систем, о чем мы поговорим в следующей главе. Как объяснялось в главе 7, города состоят из двух общих для всех них компонентов: физической инфраструктуры, осуществленной в зданиях, дорогах и тому подобном, и социально-экономической динамики, проявляющейся в форме идей, инноваций, создания ценностей и социального капитала. Обе эти системы имеют сетевую структуру, и их тесная взаимосвязь и взаимозависимость порождают приблизительную дополнительность или зеркальность между соответствующими сублинейными и суперлинейными законами масштабирования: 15 %-я экономия, получаемая в первой системе при каждом удвоении размеров, приблизительно соответствует 15 %-му приросту второй системы.