今天要為你解讀書叫《規模》。這本書主要說的是,世間萬物,包括生物、城市、國家,等等,它們的增長,到底遵循著什麼樣的邏輯?說白了就是,變大,到底意味著什麼?
事先說明,這是一本難度係數非常高的書。但是,值得你花點時間啃下來。你會因此獲得一個神奇的,看待事物的新角度。那就是,你能夠超脫自身的經驗,洞察到這個世界,在更大尺度上的規律。
注意,這裡說的是,更大尺度上的規律。言外之意,世間萬物,並不是簡單的等比縮放。在更大的尺度上,它們另有一套規律。簡單說,就是大了不一樣。
比如,問你一個問題,哥斯拉這樣的超級怪獸,有沒有可能存在?你可能會說,這都是想像,當然不存在。但是,你敢說,宇宙裡就一定沒有哥斯拉這樣的大傢伙嗎?估計很多人可能會稍微猶豫一下。
但是,假如你穿越到400年前,去問伽利略,他就敢果斷地告訴你,不可能有。很簡單,因為對任何生物來說,體重增長的速度,都要比身高增長的速度快。你看,90釐米高的孩子,體重大概30斤,長到一米八,體重大概150斤。身高增長了一倍,但體重長了五倍。假如身高增加五倍呢?體重會增加125倍。這就意味著,假如按照這個趨勢無止盡的長下去,這個生物早晚會被自己的體重壓垮。這個觀點,是伽利略在一本書,叫《關於兩種科學的對話與數學證明》裡第一次提出的。
你看,400年前的伽利略,不需要知道哥斯拉是什麼。他只需要知道有關增長的一個底層規律,就能斷定,哥斯拉、奧特曼、獨眼巨人,他們通通不可能存在。而這一切,都源自伽利略,對尺度這個問題的洞察。
而今天要解讀的這本書,對尺度這個問題的研究,還要更複雜、更貼近當下一些。它探討的,不僅僅是某個具體的實物,而是放大到一個複雜系統。比如,我們的身體系統、一個公司組織的系統,甚至一個國家的系統,這些系統的生長,到底遵循著什麼樣的規律?
這本書的作者,是目前全世界在複雜科學這個領域,最領先的研究機構,聖塔菲研究所的前所長,叫傑弗裡·韋斯特。這個身份意味著什麼呢?就相當於拳擊界的阿里,電影界的史匹柏。說白了,他可能是目前全世界,在複雜科學這個領域,最厲害的人物之一。
前面說過,這本書的難度係數很高。書裡的內容,也非常豐富。我們今天的解讀,遠不敢說窮盡全書。只能算是為你推開了一扇,有關規模這門學問的大門而已。假如你聽完解讀,覺得這本書值得一看,我強烈建議你一鼓作氣,去把書看了。
接下來,我將分成三部分,為你解讀這本書。
首先,第一部分,我們從跟自己關係最密切的話題說起。那就是,生命的生長,到底遵循著什麼樣的邏輯?搞懂這個邏輯,你就知道,任何生命,都不可能無止盡的增長,不管是體積、重量還是壽命,都有它的極限。
其實,所謂邏輯,簡單說就是,隨著一個系統的增長,這個系統內部的各個因素,遵循著什麼樣的相對關係?比如,一個正方體,邊長增加一倍,那麼表面積就增加四倍,體積增加八倍。你就可以說,體積和邊長的立方成正比。面積和邊長的平方成正比。
把這個算法放在人類身上,很明顯,我們的身高是個長度概念,它是一維的,相當於正方體的邊長。皮膚表面積是二維的,相當於正方體的面積。而我們的體重是三維的,相當於正方體的體積。因此,我們就可以得出結論,皮膚和身高的二次方成正比,體重和身高的三次方成正比。假如把身高這個因素去掉,直接對比體重和面積,我們就可以得出,皮膚面積和體重的三分之二次方成正比。簡單說,就是,隨著身高增長,皮膚面積和體重都在長。只不過,體重長得快一些,面積長得慢一些。
注意,在這裡,我們要說的重點不是這些具體的數字,而是想說,要搞清一個系統的增長規律,其實沒有那麼複雜。我們只需要知道,這個系統最底層的那個變量,也就是,觸發系統改變的那個根本的變量,和整個系統中各個因素的相對關係就行了。比如,對正方形來說,邊長就是那個最底層的變量。只要知道它怎麼變,我們就知道面積和體積怎麼變。
那麼,對於生物來說,這個最底層的變量是什麼呢?它叫代謝率。也就是,你通過新陳代謝,獲得的總能量。這其實不難理解。你看,從物質層面上看,所有的生長,都是物質的增加。既然要增加,你總得有攝入才行。因此,這個最底層的變量,就是代謝率。
那麼,代謝率和生物的成長之間,到底是個什麼關係呢?這個問題,早在1932年,就被一個生理學家,叫克萊伯回答了。他觀察了幾十種動物,最後得出了一個數據。代謝率和體重的四分之三次方成正比。
比如,大象的體重是老鼠的1萬倍。但是,它需要攝入的能量,只是老鼠的1千倍。你看,1萬是10的四次方,而1千呢,是四次方乘以四分之三,也就是10的三次方。所謂的和四分之三次方成正比,就是這個意思。
克萊伯還觀察了幾十種動物,包括鴿子、山羊、公牛,等等。這些生物的體型跨越幾個數量級,但是,它們都滿足這個規律。代謝率,和體重的四分之三次方成正比。
簡單說,就是隨著你不斷的長高,體重不斷增加,你攝入的能量也在不斷增加。只不過,它的增長速度,比你體重的增長速度要慢。那麼,這麼一直增長下去,會發生什麼呢?最終結果是,早晚有一天,你攝入的總能量,將只能維持你現有的重量。
你看,攝入的能量,不外乎兩個用途,一個是維持現有的細胞。還有就是長出新的細胞。但是,隨著你長大,細胞越來越多,而能量攝入的增長速度,又比細胞增長的速度慢。那就只有一個結果,早晚有一天,你攝入的能量,只夠維持現有的細胞正常運轉。不會有多餘的能量,讓你增加更多的細胞。除非發生一種情況,就是原來的細胞死掉。當然,新舊細胞的更迭,只是你在現有體量上的新陳代謝,它並不會讓整個身體系統繼續長大。
這就是為什麼說,任何生命的生長,都有一個規模上的限制。這個過程,就像一道我們小時候做過的應用題。一個浴缸,上面放水,下面漏水。一開始,放水的速度比漏水的速度快,浴缸裡的水越來越多。但是,再往後,漏水的速度逐漸追上了放水的速度。那麼,當二者的速度達到一個平衡時,這個浴缸裡的水,也就不會再改變。
同樣,生物的壽命之所以有上限,也和新陳代謝有關。你看,不管是什麼生物,在新陳代謝的過程中,有一件事都是不可能避免的,那就是整個代謝系統的摩擦損傷。比如,血液流過血管,一定會有摩擦,而摩擦就一定會帶來損傷。只不過,體型大的生物,因為血管系統更龐大,血管壁上的細胞更多,比較耐磨一些,這個損傷的過程就比較慢。壽命就比較長。但是,它總歸都是有一個承受極限的。一旦這個極限到了,這個生物的壽命,也就到達了極限。
按照這個規律,這本書的作者韋斯特,還推算出了人類壽命的理論上限,大概是125歲。
但是,說到這,我們其實還留了一個巨大的疑問。那就是,整套關於生命規模的理論,它都有一個前提,那就是,代謝率和體重的四分之三次方成正比。但是,這個數據是通過歸納法得出的。
什麼叫歸納法?簡單說,就是通過事實,來總結規律。比如,過去一萬年,太陽都是從東邊升起的,那麼我推測,這就是個規律。太陽明天也一定會從東邊升起。
但是,你可能也發現了,歸納法其實是有風險的。就是不管你原來的樣本有多大,只要在未來,一個樣本出現偏差,整個理論就崩潰了。那麼,比歸納法更可靠的是什麼呢?是演繹。也就是,從底層的原理,推導出事實。比如,假如我知道地球和太陽之間的運動關係,我就可以確定,太陽只能從東邊升起。即使再過100萬年,也不會變
換句話說,我們要想進一步砸實這個結論,確定,代謝率一定是跟體重的四分之三次方成正比,就必須在理論層面上,找到它的邏輯。接下來,第二部分,我們就來解決這個問題。給四分之三這個數字,找到一個紮實的邏輯。
前面說過,對一個正方體來說,面積和體積的三分之二次方成正比。邊長和體積的三分之一次方成正比。這個數字其實很好理解。因為正方體是三維的。因此,三個數字,才會作為分母經常出現。
但是,放在人類身上,就有點說不通了。你看,人體明明也是三維的。出現頻率最高的數字,卻不是三,而是四。比如,前面說過,代謝率和體重的四分之三次方成正比。再比如,還有人發現,腦容量跟體重的四分之三次方成正比,心率和體重的負四分之一次方成正比,等等。類似的統計數據還有很多。它們都離不開一個數字,四。
這就奇怪了。我們明明是生活在三維空間的。但是,為什麼出現最多的分母,不是三,而是四呢?要想在理論上,證明這個四是對的,我們就必須要證明一件事,我們的身體裡,有某些東西,是四維的。
現在,咱們就開始完成這次論證。接下來的內容,邏輯鏈條有點長,我建議你稍微集中點精力。
要想論證生命到底存不存在第四個維度,我們得先知道,生命的生長,到底意味著什麼?你可能會說,意味著體型變大、力量變強、重量變大。當然,這些都沒錯。但是,作者在這本書裡,給我們提供了一個新的視角。他說,生命的成長,除了體量的增加之外,還意味著一件事,那就是,分形。分開的分,形狀的形。
什麼叫分形?簡單說,就是一個東西的上一層結構,和下一層結構,會呈現出一種自相似性。也就是形狀上看起來很像。比如,你從地圖上觀察一個小島的海岸線,你會發現,它是彎彎曲曲的形狀。假如你截取其中的一段,放大了再觀察,會發現,還是形狀差不多的彎彎曲曲。
再比如,雪花,你看起來是這個形狀,你在顯微鏡下放大100倍,觀察一個更細微的局部,還是這個形狀。再比如,道瓊指數,假如只給你看一小段曲線,你根本看不出,它描繪的是過去1個小時,還是過去1年的變化。因為這個形狀幾乎一樣。
這種宏觀結構和微觀結構,呈現出的自相似性,就叫做分形。
說到這,我們可以得出一個結果,那就是,事物不斷生長的最終結果,是形成一種分形結構。換句話說,從分形的角度看,一個事物生長的過程,不僅僅是一個不斷變大的過程,它也是一個不斷分形的過程。比如,雪花的凝結,是在原來形狀的基礎上,不斷地分形結晶,變成更大的雪花。樹的生長,是在原來分支的基礎上,再長出新的分支。人類血管的延伸,是在原來動脈的基礎上,分形出形狀類似的血管結構。總之,它們的生長,都是在原來的基礎上,不斷地分形。
那麼,一個東西在經過不斷地分形、生長、延伸之後,到底會發生什麼呢?變大?變多?遠沒有這麼簡單。真實情況是,這個東西,會升維。也就是,完成一次維度的提升。比如原來是一維的線,它的分形,可能會變成一個二維的面。
我知道,這個結論有點顛覆。線明明是一維的,它怎麼可能變成二維呢?接下來,咱們就來完成這次驗證。
事先說明,這個驗證過程很複雜,涉及到大量的數學公式。為了儘可能便於理解,咱們在這裡,做一次簡化版的推演。假如你現在方便,我強烈建議你打開文稿。我在裡面放了一張圖片。你只要看一眼,馬上就能理解。
好,咱們正式開始。假設,有這麼一條線。線段的中間部分,有一個和水平夾角為90度的凸起。乍一看,就像把大寫的字母T倒立過來。這就是這條線的最初形狀。現在,按照這個形狀,咱們開始讓這條線分形延伸。也就是,讓它的每一段的中間位置,都長出一個90度夾角的凸起。經過第一次分形,你會發現,它的形狀變成了,就像幾個橫七豎八的字母T,緊挨著擺在一起。假如繼續分形下去,它會變成一大片密密麻麻的線條。假如不停的分形下去,最終的結果,你會發現,這條線幾乎鋪滿了一整個三角形。
你看,雖然這條線是一維的,但是,經過不斷分形之後,它已經鋪滿了一個面。它有了面積。換句話說,通過不斷地分形,這條線上升了一個維度,從一維的線變成了二維的面。
這條線在數學上,有個學名,叫科赫曲線。而且最初這個線條的夾角不同,它最終鋪滿這個空間的程度也不同。可能會介於鋪滿和不鋪滿之間。而這個分形的維度,也會介於1到2之間。這些分形可能是1.3維、1.5維,或者1.26維,等等。
我知道,這部分信息量有點大。它不光告訴我們,分形可以升維,而且還說了,維度不一定是整數,有可能還帶著小數點。其實,這些結論你都不用仔細記。你只需要記住一句話,就是,分形,可以改變維度。假如它的分形,鋪滿了所在的空間,就像前面的科赫曲線一樣,那麼,這個東西的分形,就整整上升了1個維度。
帶著這個結論,我們再來看人體。你會發現,從分形的角度看,我們的某些身體結構,確切地說,是身體裡的血管結構,其實是四維的。
你看,首先,血管是一個分形結構。從主動脈,一直到毛細血管,每一層分叉的分形結構都是一樣的。其次,這個分形結構布滿了整個身體,就像一個無處不在的管道,為身體輸送氧。
前面說過,任何布滿所在空間的分形,它都會上升一個維度。因此,從這個角度看,我們的血管系統,也上升了一個維度。換句話說,儘管血管本身存在於三維空間。但是,它的分形維度,是四維的。這就是四,這個數字的由來。
到這一步,我們已經在底層的邏輯層面,證實了四這個數字的合理性。假如把這個結論,和前面說的那些統計數據結合在一起。我們就可以確定,對地球上的任何生物而言,不管是已經發現的物種,還是沒有發現的新物種,它們的代謝率,都跟體重的四分之三次方成正比。換句話說,在這個星球上,任何生命的規模,包括人類在內,在出生的那一刻,就已經註定了。
乍一聽這個結論,你可能有點悲觀。其實,完全沒必要。首先,人類跟其他動物最大的區別,在於我們會使用工具,我們能夠通過技術來幹預生命。換句話說,人類已經被自己的技術,拽離了進化原本的軌跡。其次,我們雖然不能掌控生命的規模,但是,我們可以掌控更大的事情啊。那就是,組織。人類可以通過連接彼此,創造出更大的組織,比如公司、城市、國家,等等。而這個東西的命運,是可以由我們自己決定的
那麼,在組織這個層面,公司、城市、國家,它們的增長,又遵循著什麼樣的邏輯呢?接下來,第三部分,我們就來回答這個問題。
因為這套邏輯比較龐大,內容很多,很難一次講完。為了儘可能說清楚,我們來做一個思想實驗。
2019年春節的時候,有一部電影很火,叫《流浪地球》。沒看過也沒關係,情節並不複雜,說的是,未來有一天,太陽不行了,沒法再為地球提供能量了。人類為了自救,在地球表面,建造了一萬座巨大的發動機,把整個地球,推離了太陽系,到宇宙中去尋找新家園。
但是,我們要說的,不是這個故事本身,而是想做一次假設。假如當時還有一套方案,不是把整個地球推走,而是,建造一艘巨大的飛船,我們坐著飛船走。
請問,帶著地球走,和坐著飛船走,到底選哪個?
很多人可能會說,當然是坐飛船啊。因為飛船更好控制,功能更強大,技術更成熟。跟推動地球比起來,這個操作的風險要低得多。
當然,可能還有人說,不對。飛船能坐多少人?肯定有好多人走不了。還是應該推動地球,救儘可能多的人。
我不知道這本書的作者韋斯特,有沒有看過《流浪地球》。但是,根據這本書裡的觀點,我敢說,他大概率上會支持流浪地球這套方案。
原因有三個。這三個原因,也是包括公司、城市、國家在內的一切組織,在增長中所遵循的底層邏輯。
第一個原因是,組織越大,對基礎設施的利用率就越高。簡單說,規模越大,反而越節省資源。
比如,有人算過,城市的道路總長度、加油站數量,還有水電線路的總長度,都跟人口的0.85次方成正比。按照這個關係,假如一個100萬人的城市,需要50個加油站。那麼,一個200萬人的城市,大概只需要再增加30多個加油站就夠了。
從這個角度看,把整個地球都帶走,其實反而增加了公共資源的使用率,是一件很划算的事情。
你可能會說,這也可以通過制定規則來實現啊。比如,在飛船上,嚴格規定每個人的生活物資,這不是也可以增加資源的使用效率嗎?但是,別忘了,一個組織要想持續發展,不能光靠節省,還得增加產出。這就要說到,選擇流浪地球計劃的第二個理由,規模越大,產出越高。
注意,這可不是簡單的等比放大。而是,當規模增加,產出的效率會更快地提升。
比如,有人算過,一個城市的創新專利數,還有產能,跟人口的1.15次方成正比。也就是,當城市變大,它的產能會以更快的速度增加。這就是為什麼說,一定要去大城市。你看,城市越大,對基礎設施的利用率越高。同時,產能的提升也更快。簡單說就是,產出更高,消耗更少。一來一去,人均利益肯定會增加。這就為什麼,大城市的工資往往更高。
因此,回到最初的選擇題,從產出的角度看,還是流浪地球方案勝出。因為規模越大,產能提升的越快。
但是,到這一步,還是存在一個問題。那就是,假如這個飛船可以造得非常大,甚至比一座城市,一個國家還大,飛船方案是不是就可以勝出了呢?很遺憾,還是沒有。這就要說到,組織增長遵循的第三個規律,那就是,一個組織的越是具備多樣性,它就越有活力。
什麼叫多樣性?簡單說,就是組織中的每個人,都能保持獨立思考,每個人都能在一定程度上,按照自己的意願行事。有人曾經做過一個實驗,在瓶子中放一堆豆子,然後找來兩夥人,讓他們猜豆子的數量。
規則是,第一組人,要在觀察之後,先互相商量一下,然後得出一個大家都認可的答案。而第二組人,不許商量,每個人都按照自己的感受,猜一個數,最後再取平均值。結果發現,第二組,也就是大家各自猜測的組,要準確得多。
換句話說,人多力量大,這句話其實是有前提的。那就是,群體中的每個人,都必須保持獨立思考。
從這個角度看,假如採取飛船計劃,那麼為了讓大家適應飛船上的生活,為了確保秩序穩定,大概率上,要給所有人開展一次軍事化的培訓。讓大家都嚴格遵循統一的行為規範。這麼一來,這個群體的多樣性,就在很大程度上被洗掉了。因此,從多樣性的角度看,還是流浪地球計劃勝出。
其實,說了這麼多,只是想說明一件事。那就是,一個組織真正的優勢,不是規模大,而是,規模複雜。這就是咱們要說的第三個問題,一個組織的成長,到底遵循著什麼樣的邏輯?答案很明確。不管是對個人、公司,還是城市來說,大,只一個基礎,它不是真正的厲害。能夠包容萬物,能夠有多樣性的大,才是真的了不起。
這本《規模》咱們先說到這。再強調一遍,這本書的內容,遠比今天的解讀豐富。假如原書的難度係數是80,那麼今天的解讀,係數大概是30。假如你有勇氣,我還是建議你去挑戰一下原書。相信我,這個時間值得花。