Хотя теория не может предсказать, как конкретные виды деятельности распределяются в тех или иных городах (например, почему врачи занимают в Нью-Йорке первое место, а в Сан-Хосе – только седьмое), она успешно предсказывает, как изменяются их рейтинги по мере роста города. Общее правило заключается в том, что рейтинг тех видов деятельности, распространенность которых масштабируется суперлинейным образом, систематически повышается, а тех, которые масштабируются сублинейно, систематически падает. Например, если взять самый грубый уровень классификационной схемы NAICS, такие традиционные отрасли, как сельское хозяйство, горное дело и коммунальные услуги, масштабируются сублинейно; теория предсказывает, что рейтинги и относительная распространенность этих отраслей должны уменьшаться по мере роста городов. И вместе с тем виды деятельности, связанные с информацией и услугами, – научные и технические занятия, высококвалифицированная работа, управление компаниями и предприятиями – масштабируются суперлинейно и, следовательно, должны диспропорционально расти с увеличением размеров города, что и подтверждается наблюдениями. В качестве конкретного примера можно рассмотреть число юридических контор. Оно масштабируется суперлинейно с показателем, близким к каноническому значению 1,15, что означает, что число юристов на душу населения в крупных городах систематически больше, чем в мелких. Модель предпочтительного присоединения предсказывает, что по мере роста города рейтинг юридических услуг должен возрастать по приблизительно степенному закону с показателем около 0,4, и это также подтверждается наблюдениями
[152]. Такие предсказания можно получить для любого типа деятельности и на любом уровне подробности рассмотрения.
Таким образом, показатели масштабирования, определяющие, как распространенность каждой категории деятельности изменяется вместе с изменением размеров города, отражают неравномерный рост разных отраслей и дают ему численное выражение более систематическим образом, чем простой подсчет коммерческих предприятий или суждения «экспертов», зачастую весьма субъективные, о природе той или иной отрасли. Важнейший принцип этого подхода заключается в том, что города и предприятия представляют собой сложные адаптивные системы, и рассматривать их следует не как изолированные, независимо действующие объекты, а как интегрированную систему. Совместное рассмотрение всех городов и всего набора коммерческих отраслей, составляющих всю городскую экономику страны, позволяет такому анализу связать экономическую ткань каждого города с хозяйственной структурой всей системы городов.
12. Рост и метаболизм городов
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.
Именно первая из этих составляющих, физическая инфраструктура, обладает чертами, близкими к чертам систем биологических, и позволяет уподоблять город живому организму. Но, как я настойчиво подчеркивал, город не сводится к одним лишь физическим проявлениям. Соответственно, в концепцию уровня метаболизма как источника роста города и поддержки его существования необходимо включить и социально-экономическую деятельность. К электричеству, газу, нефти, воде, материалам, продуктам, изделиям и прочим ресурсам, которые используются и производятся в городе, нужно добавить богатство, информацию, идеи и социальный капитал. На более фундаментальном уровне все эти ресурсы, как физические, так и социально-экономические, порождаются и поддерживаются притоком энергии. Энергии требуют не только отопление зданий, перевозка материалов и людей, производство товаров и снабжение газом, водой и электричеством, но и каждая сделка, каждый заработанный или потраченный доллар, каждый разговор или совещание, каждый телефонный звонок или текстовое сообщение, каждая идея и каждая мысль. Более того, если пищу необходимо преобразовывать при помощи метаболизма в форму, пригодную для питания клеток и поддержания жизни, то поступающие в город энергетические и материальные ресурсы точно так же необходимо преобразовывать в некую форму, которую можно использовать для питания, поддержки и роста социально-экономической деятельности – создания ценностей, инноваций и уровня жизни. Красноречивее всех выразил эту мысль великий урбанист Льюис Мамфорд:
[153]
