规模 规模 8.6分

生物、城市、公司遵循相同的扩张规律:4.5星|《规模》

左其盛
2018-06-26 看过

信息浓度非常高的一本书。篇幅也不小,纸书有568页,致谢与注释只占7%。

全书讲各种复杂的东西中存在的普遍规律:哺乳动物体重每增加一倍,心率降低25%;城市人口每增加一倍,加油站只增加85%;城市规模越大,工资越高,GDP越高,犯罪案件越频发,艾滋病和流感病例越多,餐厅越多,产生的专利数量越多;

整体风格旁征博引,知识点特别多。作者写书的时候75岁(今年78岁),曾经是物理学家,最近十多年专门研究复杂性科学。书中大部分信息引自现存的学术论文中,少数是作者自己的课题组研究成果。

全书10章,4章讲动物,4章讲城市,1章讲公司。讲公司的部分相对来说信息量比较少。

作者尝试整一个大一统的理论,把书中涉及到的各个领域的规模化规律统一起来,写完书的时候这还是个设想。

写作风格比较严谨,别人的观点一定给出来源,自己的观点也说明研究经过。

书中有不少有意思的图表,美中不足的是电子版中的图表也是黑白的。

总体评价4.5星,非常好。

以下是书中一些内容的摘抄,#号后面是kindle电子版中的页码:

1:或许最令人吃惊的是图1–2,所有哺乳动物一生中的平均心跳次数大致相当,尽管体形较小的老鼠只能存活几年时间,而大型动物鲸则可以存活100年之久。#162

2:尽管本书所呈现的许多结论和解释都有论据支撑,出处来自数学语言,但本书绝非专业书籍,而是秉承教育精神,写给“聪明的外行”看的。#203

3:想想70年前人类所做的可怕试验,两座城市遭到了原子弹轰炸。然而,仅仅30年之后,它们就又繁荣起来。杀死一座城市极其困难!#253

4:从这个角度看,城市、公司、植物、动物、我们的肌体,甚至肿瘤,在组织形式和功能上存在惊人的相似度。#319

5:代谢率规模法则又称作克莱伯定律(Kleiber’s law),是以首位阐述该定律的生物学家克莱伯的名字命名的,该定律适用于所有种群,包括哺乳动物、鸟类、鱼类、甲壳动物、细菌、植物和细胞。然而,更为引人注目的是,类似的规模法则适用于所有生物数量和生命史特征,包括增长率、心率、进化速率、基因组长度、线粒体密度、大脑灰质、寿命、树木高度,甚至树叶的数量。#492

6:因此,如果一只哺乳动物的体重增长一倍,它的心率便会下降25%。因此,数字“4”在所有生命体中都扮演着基础性的、神奇的角色。#497

7:“大东方号”同样如此,船体尺寸的增长幅度更大,船体长度增长了一倍,重量增长了近10倍。伊桑巴德和他的同事并不具备正确的科学知识,也不懂如何按比例扩大如此大尺寸的轮船。幸运的是,这次并没有带来人员伤亡,只有经济上的损失。然而,在竞争激烈的经济市场中,性能不良无异于自取灭亡。#1164

8:我们现在再来看一头奶牛,它的体重是猫的100倍。克莱伯定律预计,奶牛的代谢率是猫的32倍。如果我们再延伸至体重为奶牛的100倍的鲸,它的代谢率将是奶牛的32倍。#1483

9:20世纪80年代,主流生物学家撰写了几本优秀的书籍,总结了关于异速生长的大量文献。[8]他们汇编并分析了所有生命规模和生命形态的数据,得出的一致结论是,1/4次幂规模法则是生物学的普遍特征。#1555

10:所有哺乳动物的毛细血管都是相同的,无论是儿童、成年人、老鼠、大象还是鲸,尽管它们的体形各不相同,而且覆盖了巨大的体形范围。#1766

11:因此,无论哺乳动物的体形有多大,每呼吸一次,均心跳四次。氧气运输系统的紧密相连就是心血管网络与呼吸网络的特点在决定和约束代谢率中起重要作用的原因。#1834

12:将液体输送到狭窄的管道中要比输送到更宽的管道中困难得多,因此,你的心脏支出的几乎所有能量都被用于推动血液通过网络末端最细的血管。#1842

13:为了确保不会有能量因反射而损失,连续的血管的半径都必须以规律的自相似方式按比例变化,每一个分支的半径都是其分支半径的倍。#1864

14:有趣的是,该理论预计,所有哺乳动物在网络两端(毛细血管和主动脉)的血流速度都是相同的,据观察也是如此。#1928

15:但真正令人感到惊讶的是,所有哺乳动物的血压也都是相同的,无论其体形是大是小。#1932

16:如果把西蓝花分为几个小块,每一个小块看上去都像按比例缩小的原版西蓝花。如果再将小块放大到整体的比例,每一小块都与之前原来的那块难以分辨。如果把这些小块再分为更小的块,它们同样看上去就像按比例缩小的原版西蓝花。#1954

17:因此,战争的频数分配遵循简单的幂律规模法则,表明冲突是近似自相似的。这一不同寻常的结果使得我们得出惊人的理论——从粗粒度的意义上说,大型战争只不过是小型冲突按比例扩大的版本,正如大象是老鼠按比例扩大的版本一样。#2061

18:网络理论的一个更神秘的结果是,毛细血管等终端单位之间的平均距离与身体重量之间呈幂指数缩放,其指数为1/12(等于0.0833……)。这是一个异常小的指数,代表着一种身体尺寸非常缓慢的变化。它预测网络将变得越来越张开,也越来越稀少。#2365

19:由此,人们可以计算出一个动物最大可以有多大,因为其毛细血管之间的距离如果变得过大会导致缺氧。由此,我们可以大致推算出动物的体重最多也就100多吨,这大致相当于最大的蓝鲸的重量,这意味着它们是哺乳动物家族链的体形顶端。#2378

20:也许现在随着全球变暖的到来,我们开始认识到自然界和环境对于细微的温度变化的敏感以及由此产生的威胁。令人震惊的是,很少有人能够认识到,包括许多科学家也没能认识到这种对温度变化的敏感度是呈指数级的。原因是所有化学反应速率都以指数方式受到温度影响。#2529

21:更相关的是,周围温度变化2℃便会导致生物生长率和死亡率上升20%~30%。这是一个巨大的变化,而其中的问题正在于我们。如果全球变暖导致温度上升2℃左右,那么几乎所有生物的生命速率都将加快20%~30%。这非同寻常,可能会对生态系统造成严重破坏。#2573

22:因此,一座拥有1000万人口的城市与两个各自拥有500万人口的城市相比,需要的基础设施数量要少15%,这便带来了材料和能源的巨大节约。#3901

23:而这一节约带来了排放和污染的大幅减少。由此一来,伴随规模而来的更高效率就产生了非直观却无比重要的结果——平均来看,城市规模越大,越绿色,人均碳足迹越小。从这个意义上说,纽约是美国最绿色的城市,而我居住的圣塔菲则是更浪费的城市。#3903

24:城市规模越大,工资越高,GDP越高,犯罪案件越频发,艾滋病和流感病例越多,餐厅越多,产生的专利数量越多,等等。全球各地的城市系统均在人均基础上遵从“15%法则”。#3916

25:重要的是,我们要意识到,生产力不断提高、成本不断下降的模式适用于发展程度、科技和财富水平不同的国家。#3961

26:最后,值得注意的是,并非城市的所有特点都会按非线性比例缩放。例如,无论城市规模如何,平均每个人都有一个家和一份工作。因此,就业岗位和住房的数量便会随着城市规模的增长而线性增长。#3968

27:城市是人,在很大程度上,全球各地的人相互作用、组成群组和社区的方式也是相同的。我们或许看上去不同,穿着不同,说不同的语言,有着不同的信仰体系,但在很大程度上,我们的生物和社会组织及动力学都是极为相似的。#3986

28:这是一个很有趣的观察结论:最简单地说,齐普夫定律认为,一座城市的等级数字与其人口规模成反比。#4389

29:高斯钟形曲线如此普遍、如此被人当作理所当然,以至人们不加思考便认为所有事物都是如此分布的。因此,齐普夫定律和帕累托法则等幂律分布难见天日。人们会很自然地认为,城市、收入以及词语都是按照经典的钟形曲线随机分布的。#4437

30:这一令人惊讶的结论被称作“马尔凯蒂定律”(Marchetti’s constant),即使它最初是由扎哈维发现的。无论生活在古罗马、中世纪城镇、希腊村庄还是21世纪的纽约,人们每天花费在交通上的时间为近似一小时恒定值。作为一项框架指南,它显而易见会对城市的设计和结构带来重要的影响。#4727

31:人们花在电话通话上的总时长和他们之间的电话通信总次数会随着城市规模的扩大而系统性增加。这些结果同时也证明,生活节奏的加速源自城市规模增长所带来的社会网络连通性和正反馈的增长。#4844

32:平均而言,城市规模增长一倍时,你会发现企业数量也增长一倍。比值一直都是21.6,这意味着,无论城市规模如何,一座城市中大约每22个人便会有一家企业。#5134

33:有限时间奇点意味着,支配人口、GDP、专利数量等一切被考虑因素的增长等式的数学答案在有限时间内会变得无限大,正如图10–1所显示的那样。这明显是不可能的,也是一些事情必须发生改变的原因。#5753

34:因此,重大的创新可以被视作确保平稳过渡到新阶段的机制,绕开有限时间奇点黑洞内在的灾难性中断。在实现相变并重启时钟以避免停滞和崩溃后,整个过程就会从头来过,超指数级增长则会持续,最终导致新的有限时间奇点的出现,它同样要被设法避开。#5788

35:本书所思考的几乎一切都已经由深邃的思想家撰写了大部头,无须赘言,我是站在许多人已经理解并分析的基础之上。我曾尝试在合适的地方标明出处,但我无法提及为本书的观点和概念的发展做出贡献的所有人,我希望我没有因此冒犯太多人。#6281


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