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

Вверху: Стандартная карта системы федеральных автомагистралей США. Внизу: Карта транспортных потоков Техаса, выявляющая фрактальную природу, скрытую в физической дорожной сети. Толщина дорог пропорциональна относительной интенсивности транспортных потоков. Многие из наиболее тонких участков, «капилляров», соответствуют местным дорогам, а более толстые участки, основные «артерии», – более крупным шоссе. Сравните эту схему с сетью кровеносных сосудов, представленной в главе 3

Это хорошо видно из карты транспортных потоков Техаса, на которой толщина каждого участка дороги соответствует интенсивности проходящих по нему грузовых перевозок с пунктом отправления в порту Ларедо: другими словами, чем толще линия дороги, тем больше на ней грузовиков, едущих из Ларедо. Как вы видите, геометрически правильная сетка федеральных автострад, которую мы привыкли видеть на обычных картах, превращается в гораздо более интересную иерархическую фрактальную структуру, поразительно похожую на нашу систему кровообращения. Именно так выглядит дорожная сеть, если рассматривать наиболее существенный ее аспект – транспортные потоки. Основная дорога, выходящая из Ларедо, играет роль аорты, отходящие от нее шоссе являются артериями этой системы, а конечные участки дорог, ведущие к различным городам и деревням, в которые, собственно, и доставляются товары, – капиллярами. В качестве сердца выступает сам город Ларедо, который «прокачивает» грузовики по сосудистой системе федеральных дорог. Эта схема повторяется для всех городов страны, так что вся система в целом представляет собой обобщенный вариант нашей физиологической сердечно-сосудистой системы, в котором каждый город играет роль сердца, насоса – или, если использовать терминологию Кристаллера, «центрального места».

К сожалению, никто не проводил аналогичного анализа внутригородских транспортных потоков – главным образом потому, что подробной статистики по движению транспорта для каждой улицы города у нас нет. Появление «умных городов», в которых на каждом углу должно быть установлено бесчисленное множество датчиков, следящих за дорожным движением, в конце концов должно привести к накоплению достаточного объема данных для осуществления такого же анализа всех городов и выявления динамической структуры их транспортных систем, аналогичной той, что изображена на карте, представленной на с. 327. Это позволило бы получить точные численные оценки схем движения транспорта и привлекательности конкретных мест, а также других параметров, жизненно важных для планирования – например, успешного развития новых городских районов или выбора мест для строительства новых торговых центров или стадионов.

Наиболее видным сторонником разработки концепции фрактального города и интеграции идей теории сложности в традиционный анализ и планирование городов является Майкл Бэтти, руководящий Центром продвинутого пространственного анализа (Centre for Advanced Spatial Analysis, CASA) в Университетском колледже Лондона. Основная цель его работы – компьютерное моделирование физических аспектов городов и городских систем. Он видит большие возможности в концепции городов как сложных адаптивных систем и активно пропагандирует развитие научной теории городов. Его точка зрения, несколько отличающаяся от моей, изложена в недавно вышедшей книге «Новая наука о городах» [121], в которой больший упор делается на более феноменологической традиции общественных наук, географии и градостроения, чем на более аналитической и математической традиции физики, опирающейся на те фундаментальные принципы, которые формулирую я. Однако окончательное решение грандиозной задачи понимания городов требует применения обоих этих подходов.

Город – это не просто сумма всех дорог, зданий, труб и проводов, образующих его физическую инфраструктуру, не сумма жизней и взаимодействий живущих в нем людей, а объединение всех этих элементов в активное, многомерное, живое образование. Город представляет собой эмерджентную сложную адаптивную систему, возникающую в результате интеграции потоков энергетических и материальных ресурсов, обеспечивающих поддержку существования и роста как его физической инфраструктуры, так и его жителей, с потоками информации, которыми обмениваются горожане в связывающих их социальных сетях. Интеграция и взаимодействие этих чрезвычайно разных сетей волшебным образом приводит к увеличению экономии на масштабе в физической инфраструктуре города и одновременно с этим к непропорционально большому увеличению социальной активности, скорости появления инноваций и экономической производительности.

Предыдущий раздел был посвящен физическим чертам городов и подчеркивал самоподобие их фрактальной природы, проявляющееся в сублинейном масштабировании инфраструктурных параметров, например длины дорог или числа заправочных станций. Процесс образования этих систем в городах весьма сходен с тем, что происходит в организмах: они являются следствием общих свойств оптимизированных, заполняющих пространство транспортных сетей, регулирующих подачу энергетических и материальных ресурсов во все части города. Эти физические сети хорошо нам знакомы – дороги, здания, водопроводные трубы, линии электропередачи, автомобили и заправочные станции весьма заметны в городской жизни, – и мы легко можем представить себе, что они имитируют поведение физиологических сетей нашего тела, например сердечно-сосудистой системы. Однако геометрию и строение социальных сетей и потоки информации, протекающие между составляющими их людьми, вообразить не так просто.

Исследование социальных сетей – это большая область, в которую входят все общественные науки, и ее долгая и славная история восходит ко времени основания социологии как научной дисциплины. Хотя сами обществоведы разработали – из теоретического интереса или для решения корпоративных и маркетинговых задач – весьма сложные математические и статистические методы анализа таких сетей, особенно сильный толчок развитие этой отрасли получило в 1990-х гг., когда математики и физики начали интересоваться сложными адаптивными системами. Этому еще более способствовало появление новых средств связи, порожденных революцией информационных технологий, которое привело к появлению социальных сетей нового типа – Facebook, Twitter и им подобных. В сочетании с появлением мобильных смартфонов это вызвало взрывной рост количества и качества данных, позволяющих анализировать взаимодействия между людьми.