Las leyes universales del crecimiento: Scale de Geoffrey West

El libro «Scale: The Universal Laws of Growth, Innovation, Sustainability, and the Pace of Life in Organisms, Cities, Economies, and Companies» de Geoffrey West trata acerca del concepto de escala y sus implicaciones en varios niveles.

La idea principal del libro es que muchas de las características de sistemas complejos, como organismos, ciudades, economías y compañías, siguen un conjunto de leyes universales que permiten predecir cómo se comportan estos sistemas según su escala y complejidad.

Por qué es importante leer ahora Scale de Geoffrey West?

Hay varias razones por las que podría considerarse que ahora es un buen momento para leer «Scale» de Geoffrey West:

1. Identifica leyes universales del crecimiento: West identifica leyes universales que gobiernan el crecimiento y la evolución de sistemas complejos, tales como la escala libre y la escala con fronteras.
2. La escala está jugando un papel cada vez más importante en nuestro mundo: Las tecnologías de la información y la comunicación han permitido que muchos sistemas se expandan rápidamente, lo que ha creado nuevos desafíos y oportunidades.
3. La innovación y el crecimiento son temas cruciales en muchos ámbitos: Desde la tecnología hasta los negocios, la innovación y el crecimiento son claves para el éxito, y «Scale» ofrece una nueva perspectiva sobre estos temas.
4. Aborda varios sistemas: El libro analiza diversos sistemas, tales como organismos, ciudades, economías y compañías, y explora cómo estas leyes universales se aplican a ellos.
5. La sostenibilidad es una preocupación creciente: Con los retos ambientales y sociales que enfrentamos, la sostenibilidad es cada vez más importante, y «Scale» ofrece ideas sobre cómo crear sistemas más sostenibles.
6. La perspectiva cuantitativa ofrece una forma única de entender los sistemas: La abordaje cuantitativo de West proporciona una forma única de entender los sistemas complejos y sus dinámicas.
7. El libro ofrece ideas frescas e inquietantes: «Scale» ofrece una nueva forma de pensar acerca del crecimiento, la innovación y la sostenibilidad, y puede ayudar a generar nuevas ideas y perspectivas.

Principales ideas de Scale de Geoffrey West

• Un patrón oculto sustenta toda la vida y la cultura.
• Las leyes de escala rara vez son lineales y esto tiene implicaciones importantes.
• Las leyes de escala biológica pueden explicarse mediante una teoría basada en redes.
• Las redes biológicas se extienden hacia una cuarta dimensión, explicando por qué los humanos dejan de crecer.
• La escala revela sorprendentes similitudes entre ciudades aparentemente diferentes, mientras que las redes biológicas son análogas a los centros urbanos.
• La velocidad de la vida, la interacción social y la actividad económica aumentan con el tamaño de una ciudad.
• El escalamiento revela dinámicas universales que corresponden al tamaño y la edad de una empresa.
• Desde la Revolución Industrial, el mundo ha sido testigo de una explosión demográfica, lo que plantea interrogantes sobre la sostenibilidad.
• Es poco probable que la Tierra pueda sostener un crecimiento poblacional y económico que se acelera tan rápidamente.

Un patrón oculto sustenta toda la vida y la cultura.

La Tierra es el hogar de más de 8 millones de especies diferentes, desde bacterias microscópicas hasta enormes ballenas azules, así como una increíble diversidad de vida social, culturas, ciudades y tradiciones.

Puede resultar bastante abrumador pensar en ello. Pero la verdad es que hay algunos patrones sistemáticos sorprendentes detrás de la complejidad de la vida biológica y socioeconómica. Por ejemplo, si trazas una gráfica de la tasa metabólica de los animales (es decir, la cantidad de energía que gastan por unidad de tiempo) frente a la masa corporal de esos animales, verás una línea perfectamente recta.

Así es; La tasa metabólica de cualquier animal, desde un ratón hasta un elefante, está perfectamente fijada en relación con su masa corporal. No sólo eso, sino que si en la misma ecuación sustituyes la tasa metabólica por el número total de latidos del corazón en la vida de un animal, ¡obtendrás otra línea recta!

Sin embargo, hay un truco en juego. Para obtener este resultado, las escalas deben ser logarítmicas, lo que significa que las unidades en cada eje deben aumentar en factores de diez, es decir, de uno a diez a 100, y así sucesivamente.

Tomemos un ejemplo del mundo de la economía: si comparamos el número de patentes registradas en una ciudad con la población de esa ciudad, encontraremos que el número de patentes aumentará un 15 por ciento más rápido que la población, lo que también producirá una línea recta.

¿Son estas increíbles correlaciones meras coincidencias?

Difícilmente. Lo que realmente estás observando se llama relaciones de escala . Los ejemplos anteriores son sólo un vistazo a las formas en que los organismos y las ciudades crecen con el tamaño, y comprender este fenómeno puede iluminar mucho sobre el mundo.

Por ejemplo, a menudo se prueban nuevos medicamentos en ratones para modelar la forma en que afectarán al cuerpo humano. Sin embargo, los ratones son, por supuesto, mucho más pequeños que los humanos. Entonces, ¿cómo pueden los científicos sacar conclusiones sobre los humanos a partir de pruebas con roedores? Bueno, la escala puede explicar la respuesta. En los siguientes apartados, veremos otras formas increíbles en que el escalamiento puede explicar organismos, ciudades e incluso empresas.

Las leyes de escala rara vez son lineales y esto tiene implicaciones importantes.

Las multitudes se vuelven locas por los megamonstruos en películas como Godzilla. ¿Pero podrían existir tales bestias en la vida real?

La mayoría de la gente diría que esa idea es pura ciencia ficción y, en el siglo XVII, el físico y matemático italiano Galileo Galelei ya sabía que tenían razón. Después de todo, las leyes de escala rara vez funcionan de forma lineal.

Considera solo un pie cuadrado. Si aumenta la longitud de cada lado a tres pies, el área cerrada se convertirá en nueve pies cuadrados. En otras palabras, los lados aumentarán tres veces, pero el área aumentará nueve.

De manera similar, un cubo de tres pies tiene un volumen de 27 pies cúbicos, lo que significa que si los lados de un cubo aumentan de un pie a tres pies, ¡aumentarían tres veces mientras que el volumen aumentaría 27 veces!

En otras palabras, el área y el volumen no escalan linealmente con la longitud, sino con el cuadrado y el cubo de las longitudes.

¿Pero qué tiene esto que ver con Godzilla?

Bueno, Godzilla es unas 60 veces más grande que un humano. Su volumen y por tanto masa sería de 60³, o 216.000 veces, el peso medio de un humano. Sin embargo, la longitud y la fuerza de sus huesos solo aumentarían en un factor de 60², o 3.600 veces. Como resultado, sería 60 veces más pesado de lo que son fuertes sus huesos, y sus huesos se romperían en un instante.

Entonces, la no linealidad puede explicar por qué Godzilla no es real, pero también tiene implicaciones prácticas importantes. Por ejemplo, a principios del siglo XIX, los barcos de vapor transatlánticos generalmente no se consideraban económicamente viables debido a la enorme cantidad de espacio necesario para almacenar combustible.

Es decir, hasta que el ingeniero inglés Isambard Kingdom Brunel demostró que, a diferencia del volumen de carga que puede transportar un barco, que aumenta según el cubo de sus dimensiones, las fuerzas de arrastre que actúan sobre un barco sólo aumentan proporcionalmente al tamaño del casco del barco, que escala por el cuadrado de las dimensiones del barco. En pocas palabras, esto significa que cuanto más grande es el barco, menos combustible necesita para transportar cada tonelada de carga.

Las leyes de escala biológica pueden explicarse mediante una teoría basada en redes.

Ahora sabemos cómo la relación entre la tasa metabólica y la masa corporal de casi todos los animales se rige por una simple ley de escala.

Sin embargo, podemos ser aún más precisos. También podemos decir que un aumento de la masa corporal en un factor de 10⁴, o en cuatro órdenes de magnitud, dará como resultado un aumento de la tasa metabólica en un factor de 10³, o tres órdenes de magnitud .

Lo que aún no hemos explicado es cómo esas relaciones pueden ser prácticamente idénticas para todas las formas de vida. El autor tiene una teoría al respecto.

Él cree que una teoría basada en redes puede explicar los orígenes de las leyes de escala biológica. Esto es lo que eso significa:

Todos los sistemas biológicos funcionan a través de redes que transportan energía, materia o información. Ejemplos comunes son los sistemas circulatorio, respiratorio y neuronal.

Estas redes comparten tres propiedades genéricas, que podrían incluso explicar las regularidades ocultas de la diversidad biológica. En primer lugar, las redes llenan espacio, lo que significa que los tentáculos de la red deben llegar a cada pieza del sistema al que sirven.

En segundo lugar, las unidades terminales son invariantes, lo que significa que los puntos finales o nodos de entrega, como los capilares del sistema circulatorio, son aproximadamente del mismo tamaño y tienen características similares, independientemente del tamaño del organismo.

Por ejemplo, los capilares de una ballena azul son en realidad aproximadamente del mismo tamaño que los de un humano. Para entender por qué, basta pensar en su casa y en el Empire State Building. Si los enchufes eléctricos de este rascacielos se ampliaran en relación con su altura, serían 50 veces más grandes que los de su casa.

Y en tercer lugar, a lo largo del largo proceso de evolución, el rendimiento de las redes biológicas se optimiza. Por ejemplo, debido a las diversas limitaciones de diseño que enfrenta, el corazón humano ha evolucionado para gastar la menor energía posible al bombear sangre a través del sistema circulatorio.

Al tomar estas tres propiedades sistémicas generales y traducirlas al lenguaje matemático, el autor encontró claras explicaciones para las sorprendentes regularidades que pueden percibirse en el mundo.

Las redes biológicas se extienden hacia una cuarta dimensión, explicando por qué los humanos dejan de crecer.

Si observa detenidamente los detalles matemáticos detrás de las leyes de escala, aún queda otra sorpresa por descubrir: en la mayoría de los casos, los factores de escala biológicos involucran los números ¼ o ¾.

Por ejemplo, el número de hojas en función de la masa de una planta aumenta en un factor de 2 elevado a ¾. Entonces, ¿qué explica la misteriosa prevalencia del número cuatro?

La respuesta está profundamente enterrada en las propiedades de las redes biológicas.

Estos sistemas se parecen a los fractales, lo que significa que su geometría demuestra un alto grado de autosemejanza. En otras palabras, si hace un acercamiento aleatorio en un punto de la red, la imagen local se verá como la imagen alejada. Basta pensar en una coliflor; Si cortas una sola flor, parecerá una versión en miniatura de todo.

Dicho esto, cuanto más curvada es una forma, más se “extiende” hacia una dimensión superior del espacio. Esta es la cuarta dimensión y, en realidad, no es tan difícil de entender.

Consideremos simplemente una línea unidimensional en una hoja de papel bidimensional. Cuanto más curvado está el papel, más ocupa todo el espacio de la página y más bidimensional parece.

De manera similar, las redes biológicas, como ya se comentó, llenan el espacio, lo que significa que parecen extenderse hacia una dimensión más allá de la suya. Es esta “cuarta dimensión” la que explica el papel común que juega el número cuatro en las leyes de escala.

Este importante número explica incluso por qué los humanos dejan de crecer en la edad adulta. Imagina que duplicas el tamaño de un organismo. Al hacerlo, estarías duplicando el número de células que contiene y la cantidad de energía necesaria para su mantenimiento.

Sin embargo, las leyes de escala dictan que la tasa metabólica de un organismo sólo aumenta en el factor 2 elevado a ¾, que es menor que 2. Debido a esto, la demanda de energía aumenta más rápido de lo que se puede producir, deteniendo el crecimiento de la energía. sus huellas.

El mundo biológico está lleno de ejemplos interesantes de las leyes de escala, pero las esferas social y económica también ofrecen ejemplos convincentes. Aprenderá más sobre estos conceptos en los próximos apartados.

La escala revela sorprendentes similitudes entre ciudades aparentemente diferentes, mientras que las redes biológicas son análogas a los centros urbanos.

Consideremos las ciudades de Nueva York, París y São Paulo. Puede que parezca que no tienen mucho en común; después de todo, se encuentran en rincones diferentes del mundo y albergan culturas muy divergentes.

Aun así, hay una serie de similitudes ocultas en estas metrópolis, y las relaciones de escala pueden hacerlas evidentes.

Por ejemplo, el número de gasolineras en una ciudad y la longitud total de tuberías, carreteras o cables eléctricos siguen sistemáticamente una ley de escala simple que depende de la población. Así es como funciona:

Si se duplica el tamaño de la población de una ciudad, incrementándola así en un 100 por ciento, el número de gasolineras, así como la longitud de las tuberías, carreteras y cables, sólo aumentará un 85 por ciento.

Luego está la regla del 15 por ciento, que sostiene que cuanto más grande es una ciudad, mayores son los salarios, el PIB per cápita, las tasas de criminalidad, los casos de SIDA o infecciones de gripe, el número de restaurantes y las solicitudes de patentes. Todo esto parece bastante intuitivo, pero lo sorprendente es que todos estos índices aumentan en un factor de 1,15.

Eso significa que una ciudad con 10.000 habitantes y 100 restaurantes tendría 1.150 restaurantes si su población aumentara a 100.000. Dicho esto, dado que la riqueza varía según el país, dichas leyes de escalamiento solo se aplican a ciudades dentro del mismo país.

Sin embargo, las similitudes entre organismos y ciudades no terminan ahí. Al igual que ocurre con los organismos biológicos, las ciudades pueden considerarse sistemas en red.

Después de todo, metabolizan energía y recursos, producen desechos e información, y crecen, se adaptan y evolucionan. Incluso las tres propiedades genéricas de las redes biológicas encuentran características equivalentes en las ciudades.

Por ejemplo, las redes biológicas llenan el espacio, al igual que las redes de transporte urbano como carreteras, tuberías y líneas eléctricas. Si no lo fueran, nunca darían servicio a todas las residencias de la ciudad.

La velocidad de la vida, la interacción social y la actividad económica aumentan con el tamaño de una ciudad.

La vida moderna se ha vuelto tan ligada a la ciudad que el autor siente que se avecina una nueva era humana. En su opinión, comenzó con la Revolución Industrial de finales del siglo XVIII y puede denominarse Urbanoceno. Entonces, ¿qué nos pueden decir las leyes de escala sobre este nuevo período de la historia de la humanidad?

Bueno, en biología, el ritmo de vida se ralentiza a medida que aumenta el tamaño. Por ejemplo, un elefante metaboliza la energía mucho más lentamente que un ratón y también vive mucho más tiempo. Sin embargo, en las ciudades la vida parece acelerarse con el tamaño.

Basta con tomar la velocidad al caminar, que a menudo aumenta con el tamaño de la ciudad. De hecho, en una pequeña ciudad de unos pocos miles de habitantes, la velocidad promedio al caminar es solo la mitad que en una ciudad de más de un millón de habitantes, donde la velocidad promedio es de alrededor de cuatro millas por hora.

Pero no es sólo el ritmo de vida lo que aumenta con el tamaño de la ciudad; la interacción social y la actividad económica también lo hacen.

Por ejemplo, el autor analizó datos de teléfonos móviles y descubrió que tanto el tiempo que las personas pasan hablando por teléfono como el número de llamadas que hacen aumentan a un ritmo regular en relación con el tamaño de la ciudad en la que viven. Considera Lisboa, Portugal, una ciudad de 560.000. Allí, la gente pasa aproximadamente el doble de tiempo hablando por teléfono y llamando al doble de personas que sus homólogos de Lixa, una ciudad rural portuguesa de 4.200 habitantes.

O consideremos otro ejemplo. Si bien no hace falta decir que cuanto más grande es una ciudad, más negocios contiene, la diversidad de negocios –es decir, el número de diferentes tipos de establecimientos– aumenta muy lentamente con el tamaño.

Como resultado, duplicar la población de una ciudad dará como resultado un aumento en la diversidad empresarial de sólo el cinco por ciento, mientras que el número total de empresas se duplicará en promedio.

El escalamiento revela dinámicas universales que corresponden al tamaño y la edad de una empresa.

Sabemos cómo el número y la diversidad de empresas aumentan en relación con el tamaño de la ciudad. Pero ¿qué pasa con el escalamiento que se produce dentro de una propia empresa? ¿Cómo aumentan las ventas, los gastos y las ganancias con el tamaño?

En realidad, existen patrones de escala sorprendentemente comunes para todas estas métricas. Por ejemplo, los ingresos netos, las ganancias brutas, los activos totales y las ventas aumentan con increíble regularidad en relación con el tamaño de la empresa, medido por el número de empleados.

Eso significa que si trazaras un gráfico con estas métricas en un eje y el número de empleados en el otro, obtendrías una línea perfectamente recta. En otras palabras, si una empresa con 100 empleados produce ventas por valor de 10 millones de dólares, la misma empresa obtendría ventas por valor de 100 millones de dólares si empleara a 1.000 personas. La implicación aquí es que, independientemente de la industria, la ubicación o la edad, existen patrones claros que dependen únicamente del tamaño de una empresa.

La edad es en realidad un factor interesante aquí y tiene sus propias leyes de escala correspondientes. Al igual que los organismos vivos, las empresas nacen, crecen y, en la mayoría de los casos, acaban muriendo. No sólo eso, sino que, al igual que los organismos, las empresas crecen rápidamente en su juventud antes de establecerse en una tasa de crecimiento constante, pero lenta.

Como resultado, independientemente del sector, la ubicación y el tamaño, la supervivencia de una empresa se puede calcular con una precisión increíble basándose únicamente en su antigüedad. Por ejemplo, aproximadamente la mitad de todas las empresas que cotizan en bolsa superan la marca de los diez años. La probabilidad de que una empresa exista más de 100 años es sólo de 45 entre 1 millón, y una minoría microscópica de una entre mil millones de empresas llega a los 200 años.

Para poner esto en contexto, esta ley significa que las empresas aparentemente invencibles de nuestro tiempo, como Google, Facebook y Apple, eventualmente encontrarán su desaparición.

Desde la Revolución Industrial, el mundo ha sido testigo de una explosión demográfica, lo que plantea interrogantes sobre la sostenibilidad.

Ya hemos visto una serie de reglas de escala y cómo se corresponden con todo tipo de circunstancias. Pero ¿qué significan estas leyes para la vida humana en general?

Eso puede decirnos mucho sobre la población humana. Por ejemplo, desde la Revolución Industrial, la población mundial ha estado creciendo a un ritmo increíble. Este auge ha marcado un cambio imprevisto ya que, durante 2 millones de años, la población humana había estado creciendo a un ritmo constante, aunque mucho más lento.

Debido a este crecimiento, la población humana alcanzó por primera vez los mil millones alrededor de 1805. ¡Pero los siguientes mil millones llegaron apenas 120 años después y el tercero apenas 35 años después!

Como resultado, la población mundial ahora supera los 7 mil millones y, solo en 2017, creció en 80 millones, el equivalente a agregar una nueva Alemania al mundo. En definitiva, estamos viviendo un crecimiento exponencial. Por cada unidad de tiempo, la cantidad medida se duplicará.

Dicho de otra manera, si el primer día hubo un humano, el segundo serán dos, el tercero serán cuatro y así sucesivamente.

Sin embargo, como ya hemos aprendido, existen barreras naturales para el tamaño y el crecimiento de cualquier organismo biológico y los científicos mantienen un acalorado debate sobre si este rápido crecimiento demográfico puede sostenerse. Después de todo, los recursos de nuestro planeta son limitados y cada nuevo ser humano necesita ser alimentado, vestido y educado.

La primera persona en identificar este problema fue Thomas Robert Malthus, cuyo libro de 1798 Un ensayo sobre el principio de población predijo que el suministro de alimentos crecería más lentamente que la población, lo que eventualmente conduciría al colapso de las civilizaciones.

A partir de ahí, una organización llamada Club de Roma publicó un estudio muy controvertido en 1972. Llamado Los límites del crecimiento, demostró los resultados potencialmente catastróficos del crecimiento poblacional sostenido.

Si bien se ha demostrado que algunas de las predicciones que hicieron estos investigadores eran incorrectas, la cuestión fundamental persiste; ¿Pueden las poblaciones humanas y las economías seguir creciendo para siempre? Lo descubrirás en el próximo apartado.

Es poco probable que la Tierra pueda sostener un crecimiento poblacional y económico que se acelera tan rápidamente.

Entonces, la población humana explotó con la Revolución Industrial y ha aumentado exponencialmente desde entonces. La gente ha estado advirtiendo sobre los impactos que tendrá este crecimiento sostenido y cada vez está más claro que dicho crecimiento está poniendo a prueba la relación entre la sociedad humana y la naturaleza.

Esto plantea la pregunta: ¿Podemos sostener una población mundial de más de 10 mil millones de personas y seguir aumentando los niveles de consumo sin destruir la biosfera?

Dada la naturaleza finita de los recursos de la Tierra, la respuesta corta definitivamente es no. Este es un problema grave ya que hoy en día, tanto la población mundial como sus economías están creciendo a tasas exponenciales.

Las teorías económicas tradicionales sostienen que esa esfera económica en constante expansión es posible; sin embargo, el crecimiento exponencial también requeriría suministros cada vez mayores de energía y recursos naturales, cosas que la Tierra simplemente no puede proporcionar.

Como resultado, ese crecimiento indefinido tendrá graves impactos adversos sobre el medio ambiente, pero también está destinado al fracaso. Para contrarrestar este argumento, a los críticos de tal noción les gusta decir que la innovación desempeñará un papel fundamental en la solución de este enigma. Pero, en este punto, incluso la innovación sería una posibilidad remota de salvar al mundo de una gran caída demográfica.

Después de todo, para que la innovación esté a la altura de los problemas causados ​​por el crecimiento, también sería necesario que se produjeran descubrimientos revolucionarios a un ritmo exponencial. Para crédito de las personas detrás de estas teorías de la innovación, este tipo de innovación exponencial ha sido la norma en la historia reciente.

De hecho, transcurrieron miles de años entre las edades de Piedra, Bronce y Hierro, mientras que transcurrieron menos de 30 años entre la reciente Era de la Computación y la Era de la Información y Digital que la siguió.

Pero se avecinan otros problemas. Por ejemplo, con el nivel de estrés endémico de la mayoría de los estilos de vida modernos, es difícil imaginar cómo se podría sostener un ritmo de vida cada vez mayor sin que resulte en un ataque cardíaco colectivo.

La Tierra está en una situación desesperada y es necesario tomar medidas serias. Lo que se necesita es un proyecto al estilo de Manhattan que reúna a los principales pensadores para abordar estas cuestiones urgentes de la sostenibilidad.

Libros complementarios a Scale de Geoffrey West

Aquí te dejo una lista de libros complementarios a «Scale» de Geoffrey West, y por qué podrían serlo:

• Linked: The New Science of Networks» de Albert-László Barabási: Este libro explora cómo los sistemas se vinculan entre sí en redes, y cómo estas redes pueden influir en el crecimiento y la evolución de los sistemas. Complementa la visión de West sobre la importancia del entendimiento de las relaciones entre los sistemas.
• El Cisne negro de Nassim Taleb: Este libro explora la incertidumbre y la incidencia de eventos inesperados en los sistemas complejos. Complementa la visión de West de que los sistemas son a menudo muy difíciles de predecir.
• Cosas que se benefician del desorden: Antifrágil de Taleb: Este libro explora cómo algunos sistemas se fortalecen a medida que se exponen a shocks y perturbaciones. Complementa la visión de West de que algunos sistemas son más resistentes a la incertidumbre y el cambio.
• Superpronosticadores. El arte y la ciencia de la predicción de Philip Tetlock y Dan Gardner: Este libro explora la ciencia de la predicción y cómo podemos mejorar nuestra capacidad para predecir eventos futuros. Complementa la visión de West de que la ciencia y la matemática pueden ayudar a comprender el futuro de los sistemas.