Ключевые идеи книги: Масштаб: универсальные законы роста, инновации, устойчивости и темпа жизни для живых организмов, городов, компаний и национальных экономик. Джеффри Уэст

Smart Reading, 2020

Этот текст – сокращенная версия книги Джеффри Уэста «Масштаб: универсальные законы роста, инновации, устойчивости и темпа жизни для живых организмов, городов, компаний и национальных экономик». Только самые ценные мысли, идеи, кейсы, примеры. О книге Физик-теоретик Джеффри Уэст посвятил всю жизнь поиску универсальных законов, которым подчиняются элементарные частицы, люди, планеты и корпорации. Книга «Масштаб» – это грандиозный синтез идей, которыми ученый занимался в течение нескольких десятилетий. Его исследования доказывают, что существуют единые принципы роста, инновации, устойчивости и темпа жизни. Они таинственным образом повторяются в природе и в человеческом сообществе. Автор объясняет, почему не существует млекопитающих размером с муравьев. Почему сердца мыши и слона в течение жизни сокращаются одинаковое количество раз. Почему темп жизни увеличивается по мере роста населения. Почему компании всегда умирают, а города – нет. После прочтения этой книги вы будете иначе смотреть на человеческие мегаполисы и на собственное тело. Зачем читать · Понять, что такое кривые выживания и жизненный цикл человека и корпорации. · Узнать, почему движение людей в городе подчиняется законам движения элементарных частиц. · Выяснить, почему некоторые человеческие изобретения обладают потенциалом бесконечного роста и бессмертия. Об авторе Джеффри Уэст – физик-теоретик. Занимался исследованиями элементарных частиц в Лос-Аламосской национальной академии. Основатель и президент института Санта-Фе, в котором изучают сложные адаптивные системы. Искал способы применения в биологии методов физики, изучал проявления закона сохранения энергии и аллометрии в метаболизме и росте живых организмов. Лауреат оксфордской премии за применение математических методов в биологии. В списке самых влиятельных людей мира по версии журнала Time (2006).

1. Масштабирование живых существ

Организмы любого класса (как животные, так и растения) подчиняются законам масштабирования, то есть одинаковые соотношения массы предполагают пропорциональное соотношение других параметров (частоты сердцебиения, скорости метаболизма и т. д.) и существует возможность экстраполировать эти параметры и предсказывать их изменения только на основании увеличения/уменьшения массы.

Масштабирование живых существ происходит аллометрически, с изменением пропорций, морфологии и эффективности работы систем. Более того, масштабирование живых существ происходит не линейно, а по экспоненте.

Например, теплоотдача организма зависит от площади его поверхности, а запас тепла — от объема. Площадь поверхности и объем соотносятся как квадрат и куб, то есть при увеличении объема в 8 раз площадь поверхности увеличивается всего вчетверо. Вот почему маленькие дети мерзнут больше взрослых, а слону не перегреться помогают большие уши, увеличивающие поверхность его тела.

Аллометрия (греч. allos — другой и metron — мера) — неравномерный рост частей тела (в более широком смысле — различие пропорций у организмов с разными размерами). Аллометрия может быть отрицательной (например, замедленный рост головы у ребенка) и положительной (например, рост рогов у жвачных животных). Аллометрия выражается изменением как пропорций тела, так и темпов развития различных органов, то есть гетерохронией.

Наиболее важный показатель — интенсивность метаболизма — изменяется сублинеарно с коэффициентом 3/4 (закон Клейбера) — то есть при увеличении объема тела на четыре порядка потребность в пище возрастает лишь на три порядка.

Человеку весом до 100 кг нужно 2000 калорий в день. Крупному млекопитающему весом в тысячу тонн требуется не 20 000 000 (2000 х 10 000) калорий в день, а всего 2 000 000.

Один из важнейших практических выводов — необходимость корректировки доз лекарства и в целом выводов, сделанных на основании экспериментов с мышами, когда эти результаты экстраполируются на человека.

Слон, получивший в эксперименте дозу ЛСД, рассчитанную линейно, на основании соотношения массы его тела с массой тела мыши, погиб от передозировки.

Сублинеарное масштабирование метаболизма охватывает все виды физиологических процессов как у животных, так и в растениях: скорость роста, частоту сердцебиений, высоту ствола, число листьев, продолжительность жизни и т. д. Различные параметры изменяются с различной экспонентой (от — 1/4 до 3/4), но общим является экспонентное сублинеарное масштабирование и ключевое число 1/4.

Например, экспонента по росту — 3/4, по площади сечения аорты и ствола дерева — 1/4, для серого и белого вещества мозга — 3/4, для частоты сердцебиений — 1/4, то есть частота сердцебиения снижается при увеличении массы животного, темп жизни замедляется, а продолжительность жизни возрастает.

Установленной эмпирически и подтвержденной законом Клейбера «магии числа 4» — ключевой роли показателя степени 1/4 и его производных — автор книги и его сотрудники по институту Санта-Фе нашли физико-математическое объяснение в особенностях живого организма, который сверх трех измерений объема обладает также измерением сетей — кровеносных сосудов, нервной системы и множества других.

Конец ознакомительного фрагмента.