evan_gcrm (evan_gcrm) wrote,
evan_gcrm
evan_gcrm

Три формулы



В 1969 году в Аспене, это в штате Колорадо, собрались творческие люди разной направленности — биолог-теоретик, физик-теоретик и один очень известный художник. Они рассказывали друг другу истории появления у каждого из них неожиданных идей, и оказалось, что эти истории поразительно похожи. Они пришли к выводу, что традиционный храм Науки постепенно превратился в средоточие отдельных, не сообщающихся друг с другом келий, в которых проживали весь свой научный век десятки тысяч ученых, «деградировавших» в узких специалистов. Бесспорно, специализация очень многое значит в науке, но еще важнее интеграция научных исследований в разных дисциплинах.

В результате этой встречи друзья решили попробовать организовать институт, который не был бы связан традиционными рамками и границами.


Путь от идеи до ее воплощения занял 15 лет.
В 1984 году «Институт сложности в Санта-Фе» (SFI) был официально учрежден группой именитых американских учёных — физиков, биологов, экономистов и историков, которую возглавил химик Манхеттенского проекта по созданию ядерной бомбы Джордж Коуэн.

Теория сложности — междисциплинарный подход к изучению принципов эволюции сложных систем, по мнению основателей SFI, может быть основой для поиска ответов на самые важные вопросы человечества.



✔️ «Формула жизни»

Жизнь — это оптимизация, а оптимальность в подобии.

Самым первым громким междисциплинарным исследованием SFI стал проект профессора физики элементарных частиц Джеффри Веста, работавшего в Институте ядерных исследований Лос-Аламоса, и профессоров экологии из Института в Альбукерке Джима Брауна и Брайена Энквиста.

Авторы хотели математическими методами объяснить зависимость массы тела животных от их метаболизма.

Общеизвестный факт — что большие животные потребляют больше пищи и кислорода, чем маленькие. Однако при удвоении массы тела потребление кислорода, против ожидания, не возрастает вдвое.

Это предполагает точную эквивалентность: при увеличении массы тела уровень метаболизма должен повышаться прямо пропорционально. Тем не менее это не так. С увеличением размеров тела животных клеткам их тела нужно меньше питательных веществ для жизни. Большие животные имеют более низкий уровень метаболизма, чем можно было бы ожидать.



График зависимости уровня метаболизма в состоянии покоя (Y) от массы тела (X) у млекопитающих разного размера, от мыши до слона.

Данная зависимость, эмпирически открытая швейцарским физиологом Максом Клайбером еще в начале 1930-х годов, так и называется Закон Клайбера или Закон трех четвертей.
Почему уровень метаболизма изменяется пропорционально массе в степени 3/4 оставалось загадкой почти полвека.

Радикально новое объяснение «закона трех четвертей» было основано на фрактальной геометрии биологических сетей распределения, таких как система кровообращения млекопитающих, трахейная система насекомых и сосудистая система растений.



Исследователи допустили, что скорость метаболических процессов эквивалентна скорости, с которой эти сети доставляют ресурсы, и эволюция минимизирует время и энергию, необходимую для доставки веществ из «мест добычи» — из легких или корней, к примеру — к клеткам.

Они также предположили, что, хотя организмы и могут сильно различаться в размерах, конечные элементы распределительной сети — такие, как кровяные капилляры или жилки листа — по размерам вполне сравнимы. У крупных растений и животных уходит больше времени на транспортировку веществ, поэтому они используют их медленнее.

В модели Брауна-Веста-Энквиста максимально эффективной сетью, обслуживающей каждую часть тела, оказывается сеть с фрактальной структурой — т.е. самоподобная сеть, рекурсивно повторяющая свою геометрию на всех уровнях.
Количество единообразных конечных элементов в подобной сети — а также скорость, с которой ресурсы доставляются к клеткам, — пропорционально массе тела, возведенной в степень 3/4.

В результате авторами было предложено универсальное степенное «уравнение жизни», весьма точно описывающее масштабирование метаболизма биологических систем (Y) в зависимости от массы тела (M):



В этом уравнении для биологических сетей распределения ресурсов (таких, как система кровообращения млекопитающих, трахейная система насекомых и сосудистая система растений) показатель степени b равен 3/4.

Вдохновленный открытием Джеффри Вест решил двигаться дальше — за пределы биологии.



✔️ «Формула города»

- Так что же такое на самом деле «масштабирование» (в своей самой элементарной форме понимаемое, как реакция системы на изменение ее размеров)?
- Что происходит с городами, если их размеры увеличиваются вдвое?
- Что происходит с ними, когда они уменьшаются в два раза?
- Так ли, что вдвое больший город имеет примерно вдвое большую длину дорог и производит удвоенное количество патентов?


В результате таких раздумий, Джеффри Вест пришел к двум совсем уж сумасшедшим вопросам:
- Возможно ли, что города и мегарегионы функционируют подобно живым организмам, не являясь таковыми в буквальном смысле?
- Ускоряется ли их «метаболизм» по мере того, как растут население, производительность, инновации?


В поисках ответов на свои сумасшедшие вопросы, исследователи взяли данные по США, Европе и Китаю и проанализировали характеристики самых разных аспектов жизни городов: демография, преступность, заболеваемость, энергопотребление, экономическая активность, инновации.

• Как можно догадаться, они обнаружили, что города, подобны живым организмам, потребляют энергию и ресурсы, поставляемые по всевозможным сетям.
• Но при этом, помимо отходов своей жизнедеятельности, города также производят разнообразную продукцию и колоссальные объемы разнородной информации.

В своей публикации авторы доказали, что города и городские агломерации развиваются по степенному закону, аналогичному «формуле жизни», подчиняясь масштабированию, наблюдаемому в биологии — при удвоении населения объем потребляемых ресурсов увеличивается менее чем вдвое.

Материальная инфраструктура, аналогичная биологической передающей сети, — газовые станции, автозаправки, протяженность электрического кабеля, дорожного покрытия, — обнаруживает, как и в «формуле жизни», сублинейную (показатель степени меньше 1) зависимость от численности населения.

Кроме того, оказалось, что соотношение между ростом населения и символическими характеристиками, не имеющими аналогов в биологии, — порождение информации, инноваций, патентная активность, цены, ВВП, — описываются той же «формулой жизни», но со сверхлинейной зависимостью (показатель степени больше 1).


Символические характеристики города увеличивается с его ростом в отличие от материальных характеристик биологической жизни, которые уменьшаются с ростом размера организма.
a) Сверхлинейная зависимость символической характеристики «скорость ходьбы» в зависимости от населения в городах по всему миру.
b) Сублинейная зависимость материальной характеристики «частота сердцебиения» в зависимости от размера (массы) организмов.


В итоге команда исследователей предположила, что материальные и символические характеристики любого из городов или городских агломераций мира подчиняются уже известной простой математической «формуле жизни», но уже для городов.

Достаточно в «формуле жизни» массу М заменить на численность населения N, и получается «формула города», в которой Y обозначает какой-либо материальный (электроэнергия, инфраструктура и т.п.) или символический (инновации, цены и т.п.) ресурс.



Эта формула определяет динамику развития большинства самых разных аспектов городов всего одним параметром — численностью его населения N в степени b (Y0 — это нормирующий коэффициент).

И как это ни кажется фантастичным и даже невозможным, по этой простой и изящной формуле растут даже немыслимо сложные характеристики городов, такие, как доходы граждан, уровень преступности, число регистрируемых патентов и даже такая интегральная характеристика, как ВВП.


Сверхлинейная зависимость скорости роста доходов, преступности, патентов и ВВП в зависимости от численности населения города.

Потребовалось еще 5 лет, чтобы новая исследовательская группа (Гомез-Ливано из Кембриджа, Паттерсон-Ломб из Гарварда и Хаусман из SFI) на огромном массиве реальных данных проверила и достоверно подтвердила применимость «формулы городов» для 43-х городских характеристик, связанных с занятостью, инновациями, преступностью, образованием и заболеваниями.

Теперь после 50-ти кратной проверки каждой из 43-х городских характеристик, проведенной в ходе 2150 независимых моделирований, все сомнения в верности «формулы городов» были рассеяны.


Сверхлинейная зависимость скорости роста занятости, инноваций, преступности, образования и заболеваний в зависимости от численности населения города.



✔️ «Формула выборов»

Цивилизация — это сложность, растущая вместе с разнообразием, стимулируемым толерантностью.

Казавшаяся сначала сумасшедшей идея, что масштабирование сложных систем (IT-сети, экосистемы, рынки, города и предприятия) описывается тем же степенным законом, как и для живых организмов, была научно подтверждена.

Тем не менее, идея, что любые общенациональные выборы и референдумы также могут быть описаны все той же формулой, выглядела уже не просто сумасшедшей, а немыслимой.

И поэтому она вообще не приходила никому в голову.

Как же так?

Ведь результаты выборов зависят от сотен характеристик: персональные, профессиональные и PR-характеристики кандидатов, качество их предвыборных кампаний, используемые выборные технологии, динамика общественного мнения, предвыборные альянсы, состояние экономики, внешнеполитическая ситуация и много чего еще, включая «неизбежные на море случайности».
Разве можно, вместо учета моря всех этих характеристик, точно прогнозировать результаты выборов в зависимости от всего одного показателя, взятого в какой-то там степени?

Но эта немыслимая ранее идея все же пришла в голову троим венгерским исследователям — приверженцам междисциплинарного подхода SFI, решившим продолжать дело исследовательских групп Джеффри Веста и Гомез-Ливано.
Их имена Габор Ваттаи (Gabor Vattay), Золтан Саллаши (Zoltan Szallasi) и Эстер Боканьи (Eszter Bokanyi) пока что известны лишь узкому кругу профильных исследователей.

Логика их рассуждений была, примерно, такова:

1. Уже доказано, что рост многих характеристик городов, формально не являющихся живыми организмами, описывается тем же степенным законом, что и масштабирование живых организмов.
2. Предположим, что существует единственная характеристика, достаточно точно определяющая выборные преференции избирателей.
3. Тогда, при подстановке этой характеристики в универсальную степенную «формулу развития систем» Y=Y0*Mb , будет получено искомое «уравнение выборов».



Здесь N — число жителей города, а N0 — нормирующий коэффициент.
Оставалось только понять, — что за универсальная характеристика стоит за обозначением b.
В ее поисках группа Ваттаи-Саллаши-Боканьи снова обратилась к теории сложности.

4. Города — это главный продукт эволюции цивилизаций. Только они и различимы в многотысячелетней истории человечества. Это самые фундаментальные интегральные артефакты, по которым спустя даже сотни веков можно оценивать научный, технологический и социальный уровень ушедших цивилизаций.

5. Есть предположение, что процесс жизни имеет неотъемлемое свойство увеличивать сложность с течением времени. В книге «Главный закон биологии» (Biology’s First Law) Макши и Брэндон детально описали эволюционный механизм возрастания сложности путем увеличения многообразия даже при отсутствии естественного отбора.

6. Тогда можно предположить, что увеличение сложности есть неотъемлемое свойство эволюции не только живого, но и цивилизаций.

7. Из этого следует, что возрастание сложности главного продукта цивилизаций — городов, может описываться единственной характеристикой — возрастанием многообразия.

8. Единственной характеристикой искомого «уравнение выборов» может быть растущее с ростом городов многообразие их населения. И чем больше шкал для этого многообразия (не только этнического, образовательного, по доходам и т.п., но и многообразия политического, этического, эстетического, многообразия культурных ценностей и психоматриц), тем выше сложность общества и всей цивилизации.

Основываясь на вышеописанной логике, Ваттаи-Саллаши-Боканьи разработали микроскопическую модель поведения избирателей, масштабируемую на макроскопический уровень города. Эта модель зависит от единственного параметра — меры городского разнообразия.

Этот показатель в работе Ваттаи-Саллаши-Боканьи рассчитывается в соответствии с концепцией теоретика социально-экономического развития городов, автора теории креативного класса Ричарда Флорида.

Он убедительно показал, что экономический рост городов определяется уровнем толерантности и социокультурного разнообразия, создающими благоприятные условия для реализации творческого потенциала, поскольку именно в таких местах хотят жить творческие люди всех типов.

Города и регионы, которым свойственна открытость новым идеям и которые привлекают талантливых и креативных людей со всего мира, расширяют свои возможности в плане технологий и таланта, получая благодаря этому существенное экономическое преимущество.

«Индекс толерантности» демонстрирует тесную связь со многими другими аспектами регионального развития — от доли креативного класса, уровня инноваций и концентрации индустрии высоких технологий до более высокого уровня дохода и заработной платы в регионе и даже большего счастья и благополучия его обитателей.


А. Красные и синие точки — число голосов, поданных за демократов и республиканцев в 912 городах и городках с числом проголосовавших от 2 тыс. до 10 млн. — суммарно это 82% проголосовавших на президентских выборах 2016.
Красная и синяя прямые линии — расчетное число голосов, смоделированное по «формуле выборов» для того же голосования в тех же 912 городах и городках.
В. Показатели степени в «формуле выборов» при моделировании 18 президентских выборах в США с 1948 по 2016 гг., ошибки моделирования по отношению к реальным результатам каждых из выборов показаны в виде вертикальных отрезков.


Эти диаграммы, сопоставляющие результаты выборов, рассчитанных по “формуле выборов”, с реальными, позволяют сделать два важных вывода:

- «формула выборов» Ваттаи-Саллаши-Боканьи показала на примере 18-и президентских выборов в США с 1948 по 2016 г. немыслимую ранее точность определения, за кого голосовали в различных населенных пунктах в зависимости от численности избирателей в них;
- помимо численности избирателей, единственным параметром «формулы выборов», влиявшим на предпочтения голосующих, был уровень толерантности и социокультурного разнообразия, логарифмически растущий с ростом населения города.


Если результаты работы группы Ваттаи-Саллаши-Боканьи будут подтверждены другими независимыми исследователями, это будет означать следующее:

1. Экономическое, технологическое и социальное развитие цивилизации, сопровождающееся ростом городов будет неуклонно повышать уровень толерантности и социокультурного разнообразия, создающих благоприятные условия для реализации творческого потенциала человечества.
Следовательно, рост мультикультурализма и толерантности — это не временный, а глобальный эволюционный тренд в развитии человечества, и выбор здесь, по сути, один:
a. либо цивилизационный прогресс общества, все более ориентирующегося на либеральные/модернистские ценности,
b. либо остановка развития и откат в прошлое к традиционным ценностям и архаике.

2. Отныне, с точки зрения преференций избирателей, все основные различия в выборных платформах кандидатов на выборах национального уровня в демократических странах, так или иначе, будут сводиться к бинарной оппозиции:
a. вперед к цивилизационному прогрессу,
b. назад к традиционным ценностям и архаике.

3. Организация национальных выборных кампаний и используемые на них выборные технологии будут теперь ориентированы на ключевую цель — повышение явки своей электоральной группы:
- кандидатам-прогрессистам нужна максимально высокая явка больших городов,
- кандидатам-традиционалистам нужна максимально высокая явка малых городов и сельской местности.


Все остальные политприемы и политтехнологии, так или иначе, будут использоваться для освоения выборных бюджетов, но существенной роли играть не будут.

/Источник/



Картинка кликабельна



Tags: Архитектура, Мироустройство, Мнение, Ноосферогенез, Общество
Subscribe

Recent Posts from This Journal

  • Формула сознания

    Оригинал взят у alexander_xom - Эми, самый главный вопрос - что такое сознание?... - Это достаточно просто. - Как просто? Не может…

  • Властные группы

    Оригинал взят у navigator011 ✔️ Структура властной группы. Какие бы иллюзии не питали окружающие о демократии и коллегиальности, но…

  • C'est La Vie

    Оригинал взят у tmish Вот принесло мне в ленту обрывок рассуждения на малознакомую мне тему: ...Человек на это согласен из-за…

promo evan_gcrm март 28, 19:35 75
Buy for 30 tokens
Основополагающим элементом, основным двигателем всей жизни, является репликатор. Скопированная информация - это и есть «репликатор». На Земле первый репликатор довольно бесспорный - это гены, или информация, закодированная в молекулах ДНК. Точнее это первый репликатор, о котором мы знаем.…
  • Post a new comment

    Error

    default userpic

    Your IP address will be recorded 

    When you submit the form an invisible reCAPTCHA check will be performed.
    You must follow the Privacy Policy and Google Terms of use.
  • 40 comments