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姚洋:如何理解复杂世界背后的规模法则

2021-11-24 17:20:49

编辑:姚洋    责编:张健

关于生命个体的规模或者说体重问题,大家通常的思维方式都是一种线性思维,比如一个人的体重增加一倍,热量消耗会增加一倍,力量也会增加一倍。

在先容杰弗里·韦斯特的《规模:复杂世界的简单法则》(下称《规模》)这本书之前,我先简单先容一下编辑本人。

韦斯特在50岁之前实际上是理论物理学家,50岁时他开始研究单个学科无法研究的复杂系统,比如人体、城市,都是复杂的系统。由于是研究理论物理出身,韦斯特掌握了很好的研究方法,而且他所在的圣塔菲研究所是享誉全球的复杂性科学研究中心,被誉为“没有围墙的”学术圣地。

简单来说,《规模》这本书告诉大家复杂系统里非常简单的规则。

下面我分三个部分来先容这本书的基本内容,包括生命个体成长的亚线性规律、城市发展的线性或者超线性特点,以及与企业相关的发展规律。

第一、生命体有极限,遵循亚线性成长

关于生命个体的规模或者说体重问题,大家通常的思维方式都是一种线性思维,比如一个人的体重增加一倍,热量消耗会增加一倍,力量也会增加一倍。大家的日常经验好像也印证了这种想法,比如体型比较大的人,力量一般也大,体型比较小的人力量相对小。

韦斯特在书中告诉大家,这实际上是一种错觉。如果照这种思维模式去做研究、做实验或者制造药品,会出大问题。

书中有一个例子,讲的是有研究人员想确认致幻剂的用量,他先用小老鼠做实验,发现每一千克体重可以承受0.1毫克致幻剂。然后他想换用大型动物做这个实验,在动物园他找到一头年迈的大象,体重三吨。研究员计算认为,一千克体重用药0.1毫克,那么三吨对应的药物剂量大概是300毫克,只要不超过300毫克大象应该就没事。研究员实际给药297毫克,结果大象吃完5分钟之后就倒下了,1小时40分钟之后死亡。

这是用线性思维推断而犯错误的典型例子之一。

既然不能做这种线性推论,给药量和身体到底是什么样的关系呢?韦斯特的研究发现,人体的代谢率、力量与体重都不是线性关系,而是符合3/4次幂或者2/3次幂的关系。

这两幅图告诉大家,代谢率和体重关系的曲线斜率刚好是3/4,意思是体重增加一倍,代谢率会增加2的3/4次方;力量和体重也有相似的关系,体重增加一倍,力量增加只是2的2/3次方。也就是说,伴随着体重增加,代谢率和力量的增长都是亚线性增长,并非完全的线性增长。

在这种情况下,人的能量赶不上体重增长,结果会导致体重增长存在极限,达到这个极限之后,体重就不再增长。其他动物如母鸡、奶牛也存在类似的生长曲线。这也是为什么在一座现代化的养鸡场里,一只鸡从孵出来到被宰杀的周期只有两个月左右,因为两个月之后鸡的体重不再增加,对于工厂而言没有饲养的意义。

韦斯特发现,好多生命体的生长规律都存在1/4次方,或者1/4次方的倍数规律,比如3/4、5/4。包括增长率、基因组长度、主动脉长度、树木高度、大脑灰质数量、进化速率、寿命等,他统计有超过50种。生命体很神奇。

第二、城市适合超大规模,发展呈现超线性

韦斯特再跨越一步研究城市,以探究在城市这个复杂系统里,是不是也有简单的数学关系。城市包含无数有机体和无机体,还有网络,于是构成一个复杂的系统,也就有可能遵循某些规律。

韦斯特发现,城市有几个特点使得它的增长是超线性的:

一是各种基础设施具有规模经济效应,比如修一座加油站,可以服务周边很多地方,它包含巨大的规模经济。

二是人与人之间会产生强烈的网络关系。人与人之间的“七人定律”,即世界上任何两个陌生人之间,通过不超过7个人就可以建立连接关系,这是一个社会学理论。事实上,中国在绝大多数情况下要找到某一个人,中间人不会超过3个人。为什么会这么方便?因为人与人之间的网络关系,会带来规模报酬递增效果,或者用韦斯特的说法是超线性增长。

三是人与人之间的互动和学习,也会产生1+1>2的效果。以城市能源消耗成本方面的实际数据来看,它符合0.85幂率,也就是说城市规模即城市人口增加一倍,成本只增加0.85倍,成本的产出超线性增加。

再看欧洲国家加油站数量和城市规模之间的关系,如上图所示,斜率都小于45度线,这说明城市规模越大,能节省更多的加油站,或者说加油站产出是超线性的,城市规模增加一倍,加油站的产出增加超过一倍。

韦斯特做了很多类似的研究,如美国城市职工的工资总额、人才数量等等与城市规模之间的关系。总的来说,城市规模扩大一倍,产出大都会增加1.15倍,或者成本只增加0.85倍。这意味着城市规模可以无限大,因为其产出是超线性的,但是成本是亚线性的。伴随着人口集中,大城市的发展不可避免,韦斯特为大家揭示了这背后很简单的数学关系,并明确城市的规模不必设限。

第三、企业更像生命体,规模有极限

最后关于企业的规模,是不是也有类似规律?大家有个观察,就是企业越大官僚程度就越高,所谓的大企业病,另外一个观察就是百年老店很少。那么企业是更像生命体还是更像城市?

事实上,企业更像生命个体。企业的产出和规模之间是亚线性关系,所以企业的规模不可能无限扩张。有些企业恨不得把所有的竞争对手都吃掉,把自己做成一个巨无霸,这其实违背了企业发展规律。

企业里百年老店少,为什么呢?观察发现,由于受随机事件支配,每年企业死亡的概率基本恒定,存在1年的企业和存活了100年的企业,死亡的概率基本一样。企业的死亡率曲线显示,企业最初可能死亡得慢一点,中间死亡会加速,最后基本上全死掉了。韦斯特统计也发现,上世纪五六十年代美国的著名企业现在基本绝迹,剩下来的很少。

那些能成为百年老店的企业,有什么共同特征呢?德国默克是一家家族企业,已经存在了353年,还有美国科勒已有148年,这些企业有个共同特征都是家族企业。家族企业的共同特征是什么?其中非常重要的地方就是坚守主业、谨慎经营。你可以说他们的经营策略很保守,但是他坚守主业,做自己力所能及的事。

借鉴百年企业的发展特点,既然企业的死亡是个概率事件,怎么不被概率击中呢?我总结了三点:

第一是谨慎经营。不要盲目跟风,不要盲目扩张,关注企业负债和现金之间的关系,超过一定比例,企业就可能进入一个危险期。

第二是坚守主业。中国企业在很小的时候就爱多元化,这是死亡风险很高的做法。坚守主业,自己会做才能做好,而且可以规避风险,还有一种创新就是小步快跑,一点一点改进。

第三是关注国家政策的变化,埋头拉车是重要的,但是也得抬头看前面的路,别把路走错了。

最后总结一下,《规模》这本书告诉大家:自然界和人类社会,看起来是很复杂的系统,背后却包含非常简单的数学规律。大家能从这本书里学到常识,也学到要有敬畏之心。诚然,努力很重要,但有些规律性的东西大家要敬畏,有敬畏之后才可能把企业做得更好、把人生过得更好。

(编辑为北大博雅特聘教授、北大国发院院长姚洋)

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