Geoffrey West

Geoffrey West es un físico teórico conocido por su estudio de las leyes de escala en biología y su aplicación al estudio de las ciudades y corporaciones.

Son especialmente interesantes su aplicación de las leyes de escala en biología para el estudio de la longevidad en diferentes especies. Por ejemplo, las celulas de un ratón y las de un elefante son muy similares cuando se cultivan independientemente, pero al formar parte del organismo las células de los animales pequeños aceleran su metabolismo.

A medida que los animales se hacen más grandes, desde la musaraña diminuta hasta la enorme ballena azul, las tasas de pulso se ralentizan y la vida se extiende más tiempo, conspirando para que el número de latidos cardíacos durante una vida media en la Tierra tiende a ser aproximadamente el mismo, algo más de un billon. Un ratón sólo los utiliza más rápidamente que un elefante.

Fotografía de Geoffrey West
Fotografía de Geoffrey West

Leyes de escala en biología y otros sistemas complejos

Las soprendentes matemáticas de las ciudades y las corporaciones

 

Transcripción al Español:

0:16 Las ciudades son los crisoles de la civilización. Han crecido, la urbanización las ha expandido, a una tasa exponencial en los últimos 200 años, de tal modo que en la segunda parte de este siglo el planeta estará completamente dominado por ciudades. En las ciudades se originan el calentamiento global, la contaminación, las enfermedades, el impacto en el medio ambiente, en las finanzas, en la economía, en la energía… Problemas todos que son generados por la existencia de las ciudades. De ahí viene todo eso. La avalancha de problemas que enfrentamos por la sostenibilidad cuestionada, es reflejo del crecimiento exponencial de la urbanización, por todo el mundo.

1:04 He aquí algunas cifras. Hace 200 años, los Estados Unidos estaban urbanizados solo en un pequeño porcentaje. Ahora lo están en más del 82 %. El planeta ha cruzado la línea media hace unos años. China va a construir 300 ciudades nuevas en los próximos 20 años. Escuchen esto: cada semana, en el futuro previsible hasta el 2050, cada semana, más de un millón de personas se va a sumar a nuestras ciudades. Esto lo afecta todo. Todos los que están en esta sala, si están vivos, van a verse afectados por lo que suceda en las ciudades con este fenómeno extraordinario. Sin embargo, las ciudades, a pesar de tener estos aspectos negativos, también tienen las soluciones. Porque son las aspiradoras y los imanes que atraen a la gente creativa para generar ideas, innovaciones, riqueza y demás. Tienen esta naturaleza dual. Hay una necesidad urgente de una teoría científica de las ciudades.

2:07 Estos son mis compañeros de lucha. Hemos hecho este trabajo con un grupo de personas extraordinarias, ellas han hecho todo el trabajo; yo soy el gran fanfarrón que lo junta todo.

2:18 (Risas)

2:20 He aquí el problema; esto es lo que todos queremos. Los 10 000 millones de personas del planeta en el 2050 desean vivir en lugares como este, con cosas como estas, haciendo cosas como estas, con una economía creciente como esta, sin darse cuenta de que la entropía produce cosas así, así, así y así. Y nos preguntamos ¿Será que Edimburgo, Londres y Nueva York se verán así en el 2050? o ¿se verán así? Esa es la pregunta. Yo creo que, según varios indicadores, así es como se verán. Hablemos de esto.

3:02 Debo declarar que necesitamos con urgencia una teoría científica de las ciudades. Teoría científica significa cuantificable, que dependa de principios generales subyacentes y que lleve a hacer predicciones. Esa es la cuestión. ¿Será posible? ¿Existen leyes universales? Hay dos preguntas que me vienen a la mente cuando pienso en esto. La primera es: ¿Las ciudades son parte de la biología? ¿Será que Londres es una gran ballena? ¿Será Edimburgo un caballo? ¿Será Microsoft un enorme hormiguero? ¿Qué se desprende de esto? Hablando en metáforas, ¿el ADN de una empresa, el metabolismo de una ciudad, y todo eso, son simples palabrerías metafóricas? o ¿tienen contenido serio? Y si ese es el caso, ¿por qué es tan difícil matar una ciudad? Pueden lanzarle una bomba atómica y 30 años después estará sobreviviendo. Muy pocas ciudades fracasan. Las empresas quiebran, todas. Con una buena teoría se podría predecir cuándo va a quebrar Google.

4:07 ¿Será eso otra versión de esto? Esto se entiende muy bien. Es decir, si hago preguntas genéricas sobre todo esto; ¿cuántos árboles de un determinado tamaño? ¿cuántas ramas de cierto calibre tiene un árbol? ¿cuántas hojas? ¿cuánta energía pasa por cada rama? ¿qué tan grande es su manto de hojas? ¿cuál es su crecimiento? ¿cuál su mortalidad? Tenemos un esquema matemático basado en principios genéricos universales para resolver todas estas preguntas. La idea es: ¿podremos hacer lo mismo con esto? Se logra con el reconocimiento de una de las cosas más extraordinarias de la vida; que su escala es ajustable en un margen muy amplio. Esta es una aplicación muy limitada, en realidad; estos somos nosotros, los mamíferos, de los cuales formamos parte. Los mismos principios, la misma dinámica, la misma organización funciona en todos los mamíferos, incluidos nosotros y puede ampliarse 100 millones de veces. Esta es una de las razones por las que los seres vivos tienen tanta resiliencia y son tan fuertes, por ser ajustables a escala. En un momento vamos a hablar de esto.

5:14 Sabemos que, a nivel local, todo puede ampliarse; todos en esta sala han sido ajustados a escala. Lo llaman crecimiento. Miren como crecemos. Esta es una rata. Podría ser uno de Uds. Somos casi iguales. Veamos esto que nos es muy familiar. Uno crece muy rápido y en cierto momento se detiene. Esta curva es una predicción, de la misma teoría, basada en los mismos principios, como la que describe un bosque. Esta es la curva de crecimiento de una rata. Los puntos señalan los datos reales. Muestra simplemente el peso en función de la edad. Vean que el crecimiento se detiene. Muy bueno para la biología, que también es una de las razones de su gran resiliencia. Pero muy malo para la economía, las empresas y las ciudades en nuestro modelo actual. Eso es lo que creemos. Esto es lo que toda la economía nos impone, como puede verse en la esquina de la izquierda, como palos de hockey. Esto es sobre unas compañías de programas informáticos; se ven sus ingresos en función de la edad, progresan muy rápido y todas hacen millones y miles de millones de dólares.

6:16 Bien, ¿cómo se entiende esto? Hablemos primero de biología. Explícitamente esto nos muestra, cómo varía la escala de las cosas. Una gráfica verdaderamente notable. Lo que vemos aquí es la tasa metabólica; cuánta energía se necesita para conservarse vivo un día, en función del peso o la masa, para organismos como los nuestros. Tiene una forma extraña, aumentando en factores de 10; si no fuera así, no cabría todo en la gráfica. Lo que se ve, al trazarla de esta forma un poco curiosa, es que todos caen sobre la misma recta. A pesar de que este es el sistema más complejo y más diverso del universo, resulta extraordinariamente sencillo al expresarlo de esta forma. Es verdaderamente asombroso puesto que cada uno de estos organismos, cada subsistema, cada tipo de célula, cada gen, cada uno ha evolucionado en su propio nicho ambiental, con su propia historia única. Y, a pesar de toda esa evolución y selección natural darwinianas, todos se han limitado a colocarse en una recta.

7:22 Sucede algo más. Antes de hablar de eso, he agregado allí, en la parte inferior, la pendiente de esta recta. Es aproximadamente ¾, menor que 1. La llamamos sublineal. Esto tiene el siguiente significado; Nos dice que si fuera lineal, con mayor pendiente, al duplicar el tamaño se requeriría el doble de la energía. Pero como es sublineal, esto significa que si se duplica el tamaño del organismo, solo se va a necesitar un 75 % adicional de energía. Un rasgo maravilloso de toda la biología es que existe esta extraordinaria economía de escala. Cuanto mayor es el sistema, según unas reglas bien definidas, menor será la energía por unidad. Para cada variable fisiológica imaginable, cualquier evento en la vida que se pueda pensar, si se hace una gráfica de esta forma, se va a ver así. Una regularidad extraordinaria. Si alguien me dice el tamaño de un mamífero, le puedo decir, con un 90 % de precisión, todo sobre él en términos de su fisiología, la historia de su vida, etc.

8:25 La razón de esto son las redes. Todo en la vida está controlado por redes; desde las intercelulares a las multicelulares, hasta el nivel de ecosistemas. Ustedes conocen bien esas redes. Esto es algo muy pequeño que habita dentro de un elefante. Y aquí está el resumen de lo que estoy diciendo. Si tomo esas redes, el concepto de las redes, y les aplico unos principios cuantificables y universales, estos cambios de escala y estas restricciones se cumplen, incluyendo la descripción de un bosque, la del sistema circulatorio o la del interior de la célula. Una de las cosas que no recalqué en la introducción es que, sistemáticamente, el ritmo de la vida disminuye a medida que uno crece. Los latidos del corazón se vuelven más lentos cuando se vive más tiempo, la difusión del oxígeno y los recursos que pasan por las membranas se vuelven más lentos, etc.

9:19 La pregunta es: ¿será esto cierto para las ciudades y para las empresas? ¿Será que Londres es como Birmingham ampliada? ¿Y que ésta es una ampliación de Brighton, etc.? ¿Será que Nueva York es una ampliación de San Francisco? ¿Y que ésta lo es de Santa Fe? No lo sé. Vamos a analizarlo luego. Pero existen las redes. Y lo más importante en la red de una ciudad, es la gente. Las ciudades son simplemente manifestaciones físicas de sus interacciones y las nuestras; las acumulaciones y agrupaciones de personas. Esta es una gráfica simbólica. Aquí aparecen ciudades a diferentes escalas. Se nota en este simple ejemplo, se trata de un caso trivial; el número de estaciones de servicio en función del tamaño, en una gráfica similar a la de la biología. Se ve exactamente lo mismo.

10:09 Hay un efecto de escala. O sea que el número de estaciones de servicio se puede obtener a partir del tamaño. La pendiente es menos que lineal. Hay una economía de escala. Menos estaciones de servicio per cápita, para mayor tamaño. Nada sorprendente. Pero ahora viene lo que sí es sorprendente. El cambio de escala es igual en todas partes. Esto es para los países europeos, pero en Japón, China o Colombia, da siempre igual, con el mismo tipo de economía de escala, de igual grado. Todo tipo de infraestructura que estudiamos, sea la longitud de las carreteras, la de las líneas eléctricas, cualquier cosa que uno mire, tiene la misma economía de escala, siempre igual. Es un sistema integrado que ha evolucionado, a pesar de todo el planeamiento. Pero algo aún más sorprendente aparece cuando se estudian parámetros socioeconómicos, datos que no tienen ninguna analogía en biología, que han evolucionado desde que se empezaron a formar comunidades 8 000 a 10 000 años atrás. El primero es el de sueldos en función del tamaño, en la misma gráfica. Y el último es el de todos Uds., personas supercreativas. Lo que se nota es un fenómeno de escala. Lo más importante aquí es que el exponente análogo a los 3/4 para la tasa metabólica, es mayor que uno; aproximadamente de 1.15 a 1.2. Aquí está y dice que cuanto mayor se es, se tiene más per cápita, a diferencia de la biología, mayores son los salarios, más gente supercreativa habrá, más patentes per cápita, mayor criminalidad.

11:46 Hemos examinado todo: casos de sida, gripe, etc. Y aquí están todos reunidos en una sola gráfica. Hemos incluido aquí el ingreso, el PIB, el PIB de la ciudad, la criminalidad, las patentes, todo en una gráfica. Y como se ve, todos caen en la misma recta. Esta es la declaración. Al duplicar el tamaño de la ciudad, de 100 000 a 200 000, de un millón a dos millones, de 10 millones a 20 millones, no importa, sistemáticamente se obtiene un 15 % de aumento en salarios, riqueza, número de casos de sida, número de policías, lo que uno se imagine. Sube en un 15 %. Se tiene un 15 % de ahorro en infraestructura. Sin duda esta es la razón por la que cada semana las ciudades se acrecientan en un millón de personas, Todas esas maravillas… la gente creativa, la riqueza, el ingreso, resultan atractivas y hacen olvidar lo malo y lo feo.

12:46 ¿Y cuál es la razón? No tengo tiempo para hablar en términos matemáticos, pero bajo todo esto están las redes sociales, que son un fenómeno universal. Esta regla del 15 % es válida sin importar en qué parte del planeta estemos; Japón, Chile, Portugal, Escocia, no importa. Siempre, todos los datos muestran lo mismo, a pesar de la evolución independiente de esas ciudades. Algo universal sucede. Lo que es universal, somos nosotros, lo repito, nosotros somos la ciudad. Son nuestras interacciones y los agrupamientos de esas interacciones. Aquí está, una vez más. Son todas esas redes y su estructura matemática. Por una parte la biología con su escala sublineal, su economía de escala, y el menor ritmo en el paso de la vida a medida que crecemos. Por otra parte, las redes sociales con su escala superlineal; más per cápita; la teoría dice que se incrementa el ritmo vital. Con el crecimiento, la vida va más rápido. A la izquierda se muestra el ritmo cardíaco. Y a la derecha, la velocidad al caminar en algunas ciudades europeas, y se ve el aumento.

13:57 Por último, quiero hablar del crecimiento. Repito; esto es lo que se ve en biología. Las economías de escala generan este comportamiento sigmoideo. Crecemos rápidamente y luego nos detenemos; es parte de nuestra resiliencia. Eso sería malo para la economía y para las ciudades. Pero uno de los mejores aspectos de esta teoría es que si uno tiene una escala superlineal para la creación de riqueza y para la innovación, entonces se obtiene, por la misma teoría, una hermosa curva exponencial ascendente, encantadora. Y si se compara con los datos, se ajusta muy bien con el desarrollo de las ciudades y la economía. Pero hay un problema, y es que el sistema está destinado a colapsar. Y se debe a muchas razones; razones de tipo Malthus; o sea, que se agotan los recursos. ¿Y cómo se puede evitar? Bueno, se ha hecho en el pasado.

14:50 Lo que se ha hecho es que a medida que crecemos y nos acercamos al colapso, surge una innovación importante y volvemos a empezar. Y al acercarnos a la siguiente, volvemos a empezar, y así sucesivamente. Esta serie continua de innovaciones es necesaria a fin de sostener el crecimiento y evitar el colapso. Sin embargo, el problema es que es necesario innovar más rápido, cada vez más rápido. Usando una imagen, no solo estamos en una máquina trotadora que se acelera, sino que tenemos que cambiarla, con más y más frecuencia. Tenemos que acelerar continuamente. La gran pregunta es: ¿Será posible, como seres socioeconómicos, evitar el ataque al corazón?

15:34 Para terminar, en este par de minutos que quedan, pregunto sobre las empresas. Las empresas se ajustan a escala. Esta empresa, bien conocida, es Walmart. La misma gráfica muestra ingresos y activos en función del tamaño de la compañía, por el número de empleados. Podría usarse volumen de ventas, o lo que quiera. Ahí está; luego de unas pequeñas fluctuaciones al principio, cuando las empresas hacen innovaciones, siguen después la escala de manera estupenda. Hemos estudiado 23 000 compañías en los Estados Unidos, si puedo decirlo. Y solo estoy mostrando una pequeña parte.

16:07 Lo sorprendente de esto es que siguen la escala sublineal, como en biología, lo cual indica que están regidas, no por lo superlineal, innovación e ideas; sino que están dominadas por economías de escala. En esta interpretación, por burocracia y administración, funcionan de manera estupenda. De modo que si me dicen el tamaño de una compañía pequeña, podría haber predicho el tamaño de Walmart. Si se tiene esta escala sublineal, según la teoría, tendríamos crecimiento sigmoideo. Ahí está Walmart. No parece muy sigmoidea, como nos gusta, como un palo de hockey. Pero habrán notado que hice trampa, pues solo fui hasta el 94. Vayamos hasta el 2008. La línea roja sigue la teoría. Si lo hubiera hecho así en 1994, habría podido predecir cómo estaría Walmart ahora. Y esto se repite en todas las empresas del sector. Ahí están. Las 23 000 compañías. Al principio todas parecen palos de hockey, todas se pliegan, y todas mueren, como ustedes y como yo.

17:16 Gracias.

17:18 (Aplausos)

 

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