Kamangha-manghang batas ng megacities

2024 May -akda: Seth Attwood | [email protected]. Huling binago: 2023-12-16 16:18

Sa nakalipas na siglo, ginawang posible ng isang mahiwagang mathematical phenomenon na tinatawag na Zipf's Law na tumpak na mahulaan ang laki ng mga higanteng lungsod sa buong mundo. Ang bagay ay walang nakakaunawa kung paano at bakit gumagana ang batas na ito …

Bumalik tayo sa 1949. Napansin ng linguist na si George Zipf (Zipf) ang kakaibang ugali ng mga tao na gumamit ng ilang salita sa isang wika. Nalaman niya na ang isang maliit na bilang ng mga salita ay palaging ginagamit, at ang karamihan ay bihirang ginagamit. Kapag sinusuri mo ang mga salita ayon sa kasikatan, isang kapansin-pansing bagay ang makikita: ang isang first-class na salita ay palaging ginagamit nang dalawang beses nang mas madalas kaysa sa pangalawang-class na salita at tatlong beses na mas madalas kaysa sa isang third-class na salita.

Nalaman ng Zipf na ang parehong panuntunan ay nalalapat sa pamamahagi ng mga kita ng mga tao sa isang bansa: ang pinakamayamang tao ay may dobleng halaga ng pera kaysa sa susunod na pinakamayamang tao, at iba pa.

Nang maglaon ay naging malinaw na ang batas na ito ay gumagana rin kaugnay sa laki ng mga lungsod. Ang lungsod na may pinakamalaking populasyon sa anumang bansa ay doble ang laki ng susunod na pinakamalaking lungsod, at iba pa. Hindi kapani-paniwala, ang batas ng Zipf ay gumana sa ganap na lahat ng mga bansa sa mundo sa nakalipas na siglo.

Tingnan lamang ang listahan ng mga pinakamalaking lungsod sa Estados Unidos. Kaya, ayon sa census noong 2010, ang populasyon ng pinakamalaking lungsod sa US, ang New York, ay 8,175,133. Pangalawa ang Los Angeles, na may populasyon na 3,792,621. Ang susunod na tatlong lungsod, Chicago, Houston at Philadelphia, ay may populasyong 2,695,598, 2,100,263 at 1,526,006, ayon sa pagkakabanggit. Malinaw na hindi tumpak ang mga numerong ito, ngunit gayunpaman, nakakagulat na pare-pareho ang mga ito sa Batas ng Zipf.

Si Paul Krugman, na sumulat sa aplikasyon ng batas ni Zipf sa mga lungsod, ay mahusay na naobserbahan na ang ekonomiya ay madalas na inaakusahan ng paglikha ng napakasimpleng mga modelo ng kumplikado, magulong katotohanan. Ipinapakita ng Batas ng Zipf na ang lahat ay eksaktong kabaligtaran: gumagamit kami ng sobrang kumplikado, magulo na mga modelo, at ang katotohanan ay kapansin-pansing malinis at simple.

Ang batas ng kapangyarihan

Noong 1999, sumulat ang ekonomista na si Xavier Gabet ng isang iskolar na gawain kung saan inilarawan niya ang batas ni Zipf bilang isang "batas ng puwersa."

Nabanggit ni Gabe na ang batas na ito ay totoo kahit na ang mga lungsod ay lumago sa isang magulong paraan. Ngunit ang patag na istrakturang ito ay nasira sa sandaling lumipat ka sa mga lungsod sa labas ng kategorya ng mga megacity. Ang mga maliliit na bayan na may populasyon na humigit-kumulang 100,000 ay tila sumusunod sa ibang batas at nagpapakita ng mas maliwanag na pamamahagi ng laki.

Maaaring magtaka ang isa kung ano ang ibig sabihin ng kahulugan ng "lungsod"? Sa katunayan, halimbawa, ang Boston at Cambridge ay itinuturing na dalawang magkaibang lungsod, tulad ng San Francisco at Oakland, na pinaghihiwalay ng tubig. Dalawang Swedish geographer din ang may tanong na ito, at sinimulan nilang isaalang-alang ang tinatawag na "natural" na mga lungsod, na pinagsama ng populasyon at mga link sa kalsada, sa halip na mga motibong pampulitika. At nalaman nila na kahit ang gayong "natural" na mga lungsod ay sumusunod sa Batas ng Zipf.

Bakit gumagana ang batas ni Zipf sa mga lungsod?

Kaya kung ano ang gumagawa ng mga lungsod kaya predictable sa mga tuntunin ng populasyon? Walang sinuman ang makapagpaliwanag nito para sigurado. Alam natin na ang mga lungsod ay lumalawak dahil sa immigration, ang mga imigrante ay dumagsa sa malalaking lungsod dahil mas maraming pagkakataon. Ngunit ang imigrasyon ay hindi sapat upang ipaliwanag ang batas na ito.

Mayroon ding mga pang-ekonomiyang motibo, dahil kumikita ng malaking pera ang malalaking lungsod at gumagana rin ang Zipf's Law para sa pamamahagi ng kita. Gayunpaman, hindi pa rin ito nagbibigay ng malinaw na sagot sa tanong.

Noong nakaraang taon, natuklasan ng isang pangkat ng mga mananaliksik na ang batas ng Zipf ay mayroon pa ring mga pagbubukod: gumagana lamang ang batas kung ang mga lungsod na pinag-uusapan ay konektado sa ekonomiya. Ipinapaliwanag nito kung bakit wasto ang batas, halimbawa, para sa isang indibidwal na bansa sa Europa, ngunit hindi para sa buong EU.

Paano lumago ang mga lungsod

May isa pang kakaibang tuntunin na nalalapat sa mga lungsod, ito ay may kinalaman sa paraan ng pagkonsumo ng mga lungsod ng mga mapagkukunan kapag sila ay lumago. Habang lumalaki ang mga lungsod, nagiging mas matatag ang mga ito. Halimbawa, kung doble ang laki ng isang lungsod, hindi doble ang bilang ng mga istasyon ng gasolina na kailangan nito.

Ang lungsod ay magiging komportable na manirahan kung ang bilang ng mga gasolinahan ay tataas ng humigit-kumulang 77%. Bagama't ang batas ng Zipf ay sumusunod sa ilang partikular na batas sa lipunan, ang batas na ito ay mas malapit sa mga natural, halimbawa, sa kung paano kumonsumo ng enerhiya ang mga hayop habang sila ay lumalaki.

Inilarawan ito ng mathematician na si Stephen Strogatz sa ganitong paraan:

Ilang calories bawat araw ang kailangan ng mouse kumpara sa isang elepante? Pareho silang mga mammal, kaya maaari itong ipagpalagay na sa antas ng cellular, hindi sila dapat magkaiba. Sa katunayan, kung ang mga cell ng sampung iba't ibang mammal ay lumaki sa isang laboratoryo, ang lahat ng mga cell na ito ay magkakaroon ng parehong metabolic rate, hindi nila matandaan sa genetic level kung gaano kalaki ang kanilang host.

Ngunit kung gagawin mo ang isang elepante o isang daga bilang isang ganap na hayop, isang gumaganang kumpol ng bilyun-bilyong mga selula, kung gayon ang mga selula ng isang elepante ay kumonsumo ng mas kaunting enerhiya para sa parehong pagkilos kaysa sa mga selula ng isang daga. Ang batas ng metabolismo, na tinatawag na Kleiber's law, ay nagsasaad na ang metabolic requirements ng isang mammal ay tumataas sa proporsyon sa timbang ng katawan nito ng 0.74 beses.

Ang 0.74 na ito ay napakalapit sa 0.77 na sinusunod sa batas na namamahala sa bilang ng mga gasolinahan sa lungsod. Pagkakataon? Siguro, ngunit malamang na hindi.

Ang lahat ng ito ay lubhang kapana-panabik, ngunit marahil ay hindi gaanong mahiwaga kaysa sa batas ni Zipf. Ito ay hindi napakahirap na maunawaan kung bakit ang isang lungsod, na kung saan ay, sa katunayan, isang ecosystem, kahit na binuo ng mga tao, ay dapat sumunod sa mga likas na batas ng kalikasan. Ngunit ang batas ni Zipf ay walang analogue sa kalikasan. Ito ay isang panlipunang kababalaghan at ito ay naganap lamang sa nakalipas na daang taon.

Ang alam lang natin ay nalalapat din ang batas ni Zipf sa iba pang sistemang panlipunan, kabilang ang pang-ekonomiya at linguistic. Kaya marahil mayroong ilang pangkalahatang mga patakaran sa lipunan na lumikha ng kakaibang batas na ito, at balang araw ay mauunawaan natin ang mga ito. Ang sinumang makalutas ng palaisipang ito ay maaaring matuklasan ang susi sa paghula ng mga bagay na mas mahalaga kaysa sa paglago ng mga lungsod. Ang Batas ng Zipf ay maaari lamang isang maliit na aspeto ng pandaigdigang tuntunin ng panlipunang dinamika na namamahala sa kung paano tayo nakikipag-usap, nakikipagkalakalan, bumubuo ng mga komunidad, at higit pa.