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为什么人类的寿命最多只有100多岁，而不是1000多岁甚至更长？ 为什么我们幼年时长的很快，成年后会停止生长？ 为什么很难看到“百年企业”，而城市却大多历经岁月而不倒？ 你知不知道，在生物、城市、公司这些看上去完全不同的领域，背后都有一个简单的规则？ 英国知名理论物理学家杰弗里.韦斯特（Geoffrey West）在《规模》这本书里给出了答案。
作者简介 你一定奇怪，一个物理学家怎么会出一本关于生物、城市、公司的书？事实上，韦斯特是一位跨界研究的大师，曾经有人说：“如果有跨界的诺贝尔奖，韦斯特一定是不二之选。”韦斯特的前半生都致力于理论物理学的研究，后来他开始生物学和城市科学的研究，由于出色的成就，曾经入选《时代周刊》评选的世界100位最有影响力人物。 《规模》这本书是他在77岁高龄（2017年）出版的一本书，也是他的第一本书，可以说是韦斯特学术探索的集大成之作。这本书的副标题叫做：“复杂世界的简单法则”，为我们提供了一个更为宏观的视角来看待生物的演化，城市的发展以及公司的命运，绝对是本刷新认知的好书。
到底，韦斯特在书中为我们总结了哪些复杂世界的简单法则呢？ 生物界神奇的数字“4”我们知道，任何生物的生存都需要能量。衡量一个生物体能量摄取值的一个指标就是它的新陈代谢率。科学家们统计了地球上很多哺乳动物的新陈代谢率与其体重的关系，发现各种动物的指标大致上都是一样的：基础代谢率正比于体重的3/4次方。
动物代谢率与体重的关系 科学家们还发现，尽管大象的寿命是75岁，而老鼠一般也就能活两三年，但是所有哺乳动物一生的心跳次数基本上是一样的，都是15亿次左右。而心率与体重的-1/4次方成正比，也就是说，体重越大，心跳越慢。 还有很多生命指标都与数字“4”有关系，那么这个“4”是怎么来的呢？我们知道，生物体是一个三维结构，因此长度的增加会导致体积上三次方的变化，通常彼此是一个3的关系。之所以很多生命指标从3变成了4的关系，是因为生物体中存在“4维”的东西，这就涉及到一个名词，叫做：分形结构。 所谓“分形结构”，就是无论你把这个东西怎样放大观察它的局部，它都跟其整体是相似的。分形结构的特点就是，当它充满一个空间的时候，它会在原有维度数量上增加一个维度。就比如你用一根绳子填满一个平面，1维的绳子就变成了2维；当你用床单塞满一个洗衣机，2维的床单就变成了3维。 自然界中有很多分形结构的例子，比如树叶、树杈、甚至海岸线等等，还有生物体内的血管系统。血管是哺乳动物体内负责运送能量的网络，由于它是一个分形结构，充满了生物体内的每个角落，因此，生物体相当于在原来的3维基础上增加了1维，变成了4维。生物体的各种指标，都呈现了一个跟4有关的变化曲线。
就是“4”的来源，一个在生物界无处不在的数字。 说到这里，开一个脑洞，我总算是解开了多年以前我的一个疑问：“为什么人类社会中那么多活动都是跟数字4有关的呢？比如世界杯、奥运会都是4年一届，大学本科也通常是读4年，很多国家的政府换届都是4年一次。这些都是巧合吗？” 也许，“4”这个数字不仅存在于我们的体内，还存在于我们的大脑和基因当中，无形中左右了我们的学习和运动的规律，以及国家的新陈代谢周期吧。 生长与衰老从能量的视角来看，就很容易解释生物的生长规律。为什么生物在幼年的时候生长迅速，到了阶段就会停止生长呢？韦斯特在书中的解释是：当处于幼年的时候，能量的摄取几乎都被用来生长上了；等到它长大，生命体需要维护所消耗的能量越来越多，能够用于生长的越来越少；到了最后，全部能量都用来维护，于是生长就停止了。 坏消息是，生长虽然停止了，但是磨损是不可避免的。比如在血液输送到细胞的过程中，对毛细血管就会产生物理上的磨损。长此以往，人体的各项机能必然会逐渐下降，最后造成系统的全面崩溃，也就是死亡。 因此，无论医学怎样发展，解决的都是如何治病的问题，但是衰老始终无法避免。所以，韦斯特认为，人类的寿命的极限大约在120岁左右，以及其他生命体的寿命，都是有限的。 看起来世间万物都无法逃脱从成长到衰落最后到死亡的过程，那为什么世界上很多城市却可以不管王朝如何兴替，始终屹立不倒呢？ 大城市的好处前面提到，哺乳动物的新陈代谢率与体重之间，存在3/4次方的关系，如果体现在对数坐标图上，就是一个斜率为3/4的线性关系，斜率小于1，因此被成为“次线性”关系。这个斜率也被物理学家成为标度率。 韦斯特调查研究了法国、德国、荷兰和西班牙四个国家的很多很多城市，发现这些城市的人口和各自加油站数量之间，存在着一个几乎完全相同的比例关系：加油站的数量与人口数量的0.85次方成正比。也就是标度率同样小于1，同样属于一个次线性关系。 不仅如此，其他城市基础设施，比如城市道路总长度、水电和煤气管道的总长度，与人口之间的标度率都是0.85！ 这意味着，城市人口越多，对基础设施的人均需求越小。大城市比小城市对资源的利用率更高，更加环保。 很多人都诟病大城市污染严重，但事实证明，大城市才是环保标兵。 韦斯特又比较了这些城市的人口数量与经济总量、专利数量、专业人才数量的关系，也得到了一个统一的标度率，这次是1.15，是一个大于1的数值。这个被称为“超线性”关系。 这意味着，城市的规模越大，其相对的产出能力也就越强。 结论就是：城市越大，对资源的人均消耗越低，人均产出越高。城市是越大越好。
城市之所以能够做到这一点，主要原因是人与人的连接和互动，相比之下，生物体内的细胞之间是缺乏这种互动的。韦斯特说：
所以，城市其实是人们相互进行协作的平台。只要人类社会还是以协作关系来作为创造财富和文明发展的主要手段，城市这个平台就会一直存在下去，不会消亡。 当然，城市的规模不可能无限的扩大。韦斯特在书中指出，决定城市规模上限的，是人们彼此连接所需要的成本。也就是由能量决定的。比如人们每天上班就是一个最基本的连接方式，而上班需要的通勤时间，基本上最高忍耐是1小时左右（在中国这个时间可能要适当延长一点）。那么，从古至今，不同年代不同交通工具，就决定了这个1小时通勤圈有多大，继而就决定了那个年代的城市规模有多大。 由此可以想到，无人驾驶对城市发展的促进作用将会是巨大的。 公司的宿命城市是由人组成的，公司也是由人组成的。那么，公司是否也与城市一样，在规模和能量转换之间有着类似的标度率关系呢？ 韦斯特认为，公司和城市是不同的两种“生物”。
因此，公司是“集散式”的网络结构，城市是“分布式”的网络结构。相比之下，城市更有活力，更能够抵御风险，也就更具有生命力。 根据美国2万多家的公司数据显示，一个公司的销售额与其雇员人数的0.98次方成正比，也就是斜率基本上等于1。 城市是一个超线性关系，生物体是次线性关系，公司刚好介于两者之间。 这其实是一个非常危险的临界点，一旦公司发生任何危机，都有可能陷入困境，甚至倒闭。尤其是当公司规模日益扩大之后，其对资源的利用率会进一步下降，而且公司维度会逐渐减少，往往会仅仅关注在之前成功的路径上，缺乏创新。这就是众所周知的“创新者的窘境”。维度的减少将进一步减弱公司能量的利用能力，以及对风险的抵御能力。 所以，要想破除这个窘境，也只有不断的创新。只有创新，才能避免我们在固有的曲线上走向衰落。只有创新，才会重新开启一段指数增长的旅程。 事实上，创新对于城市，甚至生物体来说，同样是避免高速发展之后走向崩溃的解决之道。对于生物体来说，自我创新是非常难的，但是在自然界中仍然不乏类似春蚕破茧、老鹰换爪的案例。这些都是生物体突破自我的一种尝试。 总结《规模》是一本很“硬”的书，里面有很多数据图表，以及一些必要的数学推导，这反映了作者作为一个物理学家的严谨性。同时，作者用物理学家的思维方式，从宏观角度来观察总结事物背后隐藏的基本法则，也让本书的观点越发具有一种上帝视角，读完之后颇有一些恍然大悟的感觉。我想，这就是好书所能带给读者的阅读体验吧。 |
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