Geoffrey West: The surprising math of cities and corporations

Kota adalah wadah peradaban. Kota berkembang, urbanisasi juga meningkat, dengan laju eksponansial dalam 200 tahun terakhir, sehingga pada paruh kedua abad ini, planet ini akan didominasi oleh kota. Kota adalah asal dari pemanasan global, dampak lingkungan, kesehatan, polusi, penyakit, keuangan, ekonomi, energi — semua itu masalah yang muncul karena adanya kota. Kota adalah asal semua masalah itu. Dan gelombang tsunami masalah yang kita hadapi dalam hal kesinambungannya, sebenarnya adalah cerminan kenaikan eksponansial dari urbanisasi di seluruh planet ini.

Inilah beberapa angka. 200 tahun lalu, di Amerika Serikat perkotaan kurang dari beberapa persen saja, Sekarang ada lebih dari 82 persen. Planet ini sudah melebihi 50 persen beberapa tahun lalu. Cina membangun 300 kota baru dalam 20 tahun ke depan. Coba pikirkan ini: Setiap minggu mulai dari sekarang, sampai 2050, setiap minggu lebih dari satu juta orang ditambahkan ke kota-kota kita. Ini akan mempengaruhi segalanya. Semua di ruangan ini, jika Anda masih hidup, akan terpengaruh oleh apa yang terjadi di kota dalam fenomena luar biasa ini. Namun, kota, terlepas dari aspek negatif ini, juga merupakan solusi. Kota ibarat pembersih debu atau magnet yang menyedot orang-orang kreatif, menghasilkan ide, inovasi, kekayaan, dan lain-lain. Jadi kita mempunyai dua sisi ini. Jadi ada kebutuhan mendesak akan teori ilmiah tentang kota.

Ini adalah rekan-rekan kerja saya. Ini adalah hasil kerja sekelompok orang yang luar biasa, dan merekalah yang menyelesaikan semuanya, saya hanya si pembual besar yang mencoba mempresentasikan semuanya.

Ini masalahnya: Inilah yang kita inginkan. 10 milyar orang di planet ini pada 2050 ingin hidup di tempat seperti ini, mempunyai barang-barang seperti ini, melakukan hal-hal seperti ini, dengan perekonomian tumbuh seperti ini, tanpa menyadari bahwa entropi menghasilkan hal-hal seperti ini, ini, ini dan ini. Pertanyaannya adalah: Apakah Edinburgh, London, dan New York akan menjadi seperti ini di tahun 2050, atau seperti ini? Itulah pertanyaannya. Jujur saja, ada banyak indikator menunjukkan inilah yang akan terjadi, tapi mari kita bahas tentang hal ini.

Pernyataan provokatif saya adalah kita benar-benar perlu teori ilmiah tentang kota yang akurat. Teori ilmiah, yang artinya dapat diukur — berdasarkan prinsip-prinsip yang umum yang bisa dijadikan kerangka kerja prediktif. Itulah yang kita cari. Apakah ini mungkin? Apakah ada aturan yang universal? Jadi ada dua pertanyaan yang ada di kepala saya saat memikirkan masalah ini. Yang pertama: Apakah kota bagian dari biologi? Apakah London seekor ikan paus raksasa? Apakah Edinburgh seekor kuda? Apakah Microsoft seekor semut merah raksasa? Apa yang bisa kita pelajari dari hal ini? Kita bisa menggunakannya secara metafora — DNA perusahaan, metabolisme kota, dan sebagainya — apakah itu hanya metafora omong kosong, atau ada kebenaran di dalamnya? Dan jika itu benar, mengapa sulit sekali membunuh sebuah kota? Kita bisa menjatuhkan bom atom di sebuah kota, 30 tahun kemudian kota itu tetap hidup. Hanya ada sedikit kota yang gagal. Semua perusahaan akan runtuh, semuanya. Kalau kita mempunyai teori yang akurat, seharusnya kita bisa memprediksi kapan Google akan hancur.

Jadi apakah ini hanya versi lain dari ini? Kita mengerti tentang hal ini dengan baik. Coba ajukan pertanyaan generik tentang hal ini — berapa jumlah pohon dengan ukuran tertentu, jumlah cabang dengan ukuran tertentu di sebuah pohon, berapa jumlah daun, berapa besar energi yang mengalir di setiap cabang, berapa ukuran kanopinya, seperti apa pertumbuhannya, tingkat kematiannya? Kita mempunyai kerangka matematis berdasarkan prinsip-prinsip universal generik yang bisa menjawab pertanyaan itu. Jadi apakah kita bisa melakukan hal yang sama untuk ini? Cara memulainya adalah dengan mengakui salah satu hal yang luar biasa tentang hidup ini, adalah semua bisa dibuat skala. Kisarannya sangat luas. Ini sebenarnya hanya kisaran kecil: Inilah kita, mamalia, kita salah satunya. Prinsip yang sama, dinamika yang sama, cara kerja organisasi yang sama dalam semua ini, termasuk kita, dan ukurannya dapat diperbesar hingga 100 juta kali lipat. Dan itulah salah satu alasan utama mengapa hidup ini mempunyai daya tahan tinggi dan kuat — skalabilitas. Kita akan membahasnya sebentar lagi.

Tapi kita tahu, di tingkat paling kecil, kita mempunyai skala, semua orang di ruangan ini mempunyai skala. Inilah yang kita sebut tumbuh. Beginilah kita tumbuh. Tikus, ini tikus — bisa saja kita. Kita semua hampir sama. Sebenarnya kita sangat akrab dengan hal ini, Kita tumbuh dengan cepat dan berhenti. Dan garis itu, di sana adalah prediksi dari teori yang sama, berdasarkan prinsip yang sama, yang menjelaskan hutan tadi. Berikut ini adalah pertumbuhan tikus. Titik di sana adalah datanya. Ini hanyalah berat berbanding umur. Lihat, berhenti tumbuh. Sangat, sangat bagus untuk biologi — juga salah satu alasan ketahanan tubuhnya yang hebat. Sangat, sangat buruk untuk ekonomi dan perusahaan dan kota dalam paradigma kita sekarang. Inilah yang kita yakini. Inilah apa yang ditunjukkan oleh seluruh ekonomi kita kepada kita, terutama yang digambarkan pada sudut kiri: tongkat hoki. Inilah sekumpulan perusahaan perangkat lunak — dan pendapatan mereka berbanding umur — tampak menjauh, dan semua orang menghasilkan jutaan dan milyaran dolar.

Jadi bagaimana kita memahami hal ini? Mari kita bicara tentang biologi dulu. Ini secara eksplisit menunjukkan bagaimana hal-hal berskala. Grafik ini benar-benar menakjubkan. Yang digariskan di sini adalah tingkat metabolisme — banyaknya energi yang kita perlukan per hari untuk hidup — berbanding berat kita, massa kita, untuk kita semua, organisme. Ini digambarkan dengan cara yang menarik dengan faktor 10, kalau tidak kita tidak bisa melihat semuanya dalam satu grafik. Dan yang kita lihat kalau kita menggambarkannya dengan cara yang agak menarik ini, semuanya ada di garis yang sama. Terlepas dari kenyataan ini sistem yang paling kompleks dan beragam di alam semesta ini, ada kesederhanaan luar biasa yang ditampilkan oleh grafik ini. Sangat mengagumkan terutama karena masing-masing organisme ini, setiap subsistem, setiap jenis sel, setiap gen, berevolusi dalam ceruk lingkungannya masing-masing yang unik dengan riwayatnya masing-masing yang unik. Namun, terlepas dari adanya evolusi Darwin dan seleksi alam itu, semuanya terkukung dalam satu garis.

Ada sesuatu yang lain sedang terjadi. Sebelum saya membahas tentang hal itu, saya sudah menuliskan di bawah di sana kemiringan kurva ini, garis lurus ini. Kurang lebih ¾, kurang dari satu — dan kita menyebutnya sublinear. Dan di sini intinya. Jadi kalau grafik ini linear, kemiringan yang paling tinggi, untuk menggandakan ukuran kita perlu jumlah energi dua kali lipat. Tapi ini sublinear, dan ini artinya kalau kita gandakan ukuran organisme ini, kita hanya perlu 75 persen energi tambahan. Jadi yang mengagumkan dari biologi biologi menampilkan skala keekonomian yang luar biasa. Semakin besar kita, secara sistematis, berdasarkan pada aturan yang sangat akurat, semakin sedikit energi per kapita. Jadi semua variabel fisiologis yang mungkin, semua peristiwa sejarah yang pernah ada, kalau digambarkan seperti ini, akan tampak seperti ini. Ada keteraturan yang luar biasa. Anda sebut ukuran seekor mamalia, Saya bisa memberi tahu Anda 90 persen apa pun tentang itu baik dalam hal psikologinya, sejarah hidupnya, dan sebagainya.

Dan ini disebabkan karena jaringan. Semua kehidupan dikendalikan oleh jaringan — dari intraseluler sampai multiseluler pada semua tingkatan ekosistem. Dan kita sangat akrab dengan jaringan ini. Sesuatu yang kecil yang hidup di dalam seekor gajah. Dan ini adalah rangkuman apa yang saya katakan. Kalau Anda mengambil jaringan itu, ide tentang jaringan ini, dan menerapkan prinsip universal, secara matematis, prinsip universal, semua penskalaan ini dan semua hambatan yang ada, termasuk gambaran dari hutan, gambaran dari sistem sirkulasi Anda, gambaran di dalam sel. Salah satu hal yang tidak saya tekankan di awal adalah, secara sistematis, laju kehidupan melambat ketika Anda bertambah besar. Detak jantung melambat; Anda hidup lebih lama; difusi oksigen dan sumber daya pada membran melambat, dan sebagainya.

Pertanyaan adalah: Apakah ini juga benar untuk kota dan perusahaan? Jadi apakah London adalah perbesaran dari Birmingham, yang merupakan perbesaran dari Brighton, dan sebagainya? Apakah New York perbesaran dari San Francisco, yang merupakan perbesaran Santa Fe? Belum tahu. Kita akan membahasnya nanti. Tapi semua itu jaringan. Dan jaringan yang paling penting dari kota adalah Anda. Kota hanyalah manifestasi fisik dari interaksi Anda, interaksi kita, dan kumpulan kelompok dari individual. Ini hanya gambar simbolis dari hal itu. Dan ini adalah penskalaan kota. Ini menunjukkan bahwa pada contoh yang sangat sederhana ini, yang kebetulan juga contoh yang sepele dari jumlah pompa bensin sebagai fungsi dari ukuran — digambarkan dengan cara yang sama dengan biologi — kita melihat hal yang sama persis.

Ada penskalaan. Yaitu jumlah pompa bensin di kota sekarang diperlihatkan Anda bisa melihat ukurannya. Kemiringannya kurang dari linear. Ada skala keekonomian di sana. Semakin sedikit per kapita, semakin besar — tidak mengejutkan. Tapi inilah yang mengejutkan. Skalanya sama di mana pun. Ini hanyalah negara-negara Eropa, tapi kalau kita melakukan ini di Jepang, Cina, atau Kolumbia, selalu sama dengan skala keekonomian yang sama hingga tingkatan yang sama. Dan infrastruktur apa pun yang Anda lihat — baik panjang jalan, panjang kabel listrik — apa pun yang Anda lihat memiliki skala keekonomian yang sama, dengan cara yang sama. Ini sistem yang terintegrasi berkembang terlepas dari perencanaan yang ada, dan lainnya. Tapi yang lebih mengejutkan kalau kita melihat kuantitas sosio-ekonomis, ukuran yang tidak ada perbandingannya dalam biologi, yang sudah berevolusi sejak kita mulai membentuk komunitas 8.000 sampai 10.000 tahun lalu. Yang paling atas adalah gaji sebagai fungsi dari ukuran digambarkan dengan cara yang sama. Dan di bagian bawah adalah kita semua — super-kreatif, digambarkan dengan cara yang sama. Dan yang kita lihat adalah fenomena penskalaan. Tapi yang paling penting, eksponen, analog terhadap ¾ tadi untuk tingkat metabolisme, ternyata lebih besar dari satu — sekitar 1,15 atau 1,2. Ini dia, yang menunjukkan semakin besar Anda semakin banyak yang Anda peroleh per kapita, tidak seperti biologi — semakin tinggi gaji, semakin banyak orang-orang super-kreatif per kapita, saat Anda semakin besar, semakin banyak paten per kapita, semakin banyak kejahatan per kapita.

Dan kita melihat semuanya: kasus AIDS, flu, dan sebagainya. Dan di sini, semuanya digambarkan di sini. Sekadar untuk menunjukkan apa yang kita gambarkan, inilah pendapatan, PDB — PDB kota ini — kejahatan dan paten semuanya di satu grafik. Seperti yang kita lihat, semuanya mengikuti garis yang sama. Dan inilah pernyataannya. Kalau kita menggandakan ukuran sebuah kota dari 100.000 jadi 200.000, dari satu juta jadi dua juta, 10 jadi 20 juta, sama saja, secara sistematis kita akan mendapat peningkatan 15 persen dalam hal gaji, kesehatan, jumlah kasus AIDS, jumlah polisi, apa pun yang bisa kita pikirkan. Semua naik 15 persen. Dan kita bisa menghemat 15 persen pada infrastruktur. Pastinya, inilah alasan mengapa jutaan orang setiap minggu berkumpul di kota. Karena mereka berpikir semua hal yang menarik itu, seperti orang-orang yang kreatif, kekayaan, penghasilan, menarik mereka, melupakan tentang mereka yang buruk dan jahat.

Apa alasannya? Sayang kita tidak punya banyak waktu untuk menjelaskan semua hitungan matematisnya, tapi prinsip yang mendasari adalah jaringan sosial, karena ini adalah fenomena universal. Aturan 15 persen ini benar terlepas dari lokasi Anda di planet ini — Jepang, Chili, Portugal, Skotlandia, sama saja. Selalu, data yang ditampilkan selalu sama, terlepas dari kenyataan bahwa kota ini masing-masing berkembang secara independen. Ada sesuatu yang universal terjadi. Sekali lagi, yang universal adalah kita — kita adalah kota. Dan interaksi kita dan pembentukan kelompok dari interaksi itu. Seperti itu, saya katakan sekali lagi. Kalau penyebabnya adalah jaringan dan struktur matematisnya, tidak seperti biologi, yang memiliki skala sublinear, skala keekonomian, laju kehidupan kita melambat ketika kita semakin besar. Kalau itu jaringan sosial dengan skala super-linear — semakin besar per kapita — maka teori akan mengatakan kita akan meningkatkan laju kehidupan. Semakin besar kita, semakin cepat hidup berjalan. Di sebelah kiri adalah laju jantung berdasarkan biologi. Di sebelah kanan adalah kecepatan berjalan di beberapa kota Eropa, yang menunjukkan peningkatan itu.

Terakhir, saya ingin membahas tentang pertumbuhan. Inilah yang kita punya dalam biologi, sekali lagi. Skala keekonomian melahirkan perilaku sigmoid ini. Kita tumbuh dengan cepat dan lalu berhenti — bagian dari daya tahan kita. Ini buruk bagi ekonomi dan kota. Bahkan, salah satu hal yang menarik dari teori ini adalah kalau kita mempunyai skala super-linear dari produksi kekayaan dan inovasi, kita akan dapat, dengan teori yang sama, kurva ekponansial naik yang cantik ini — sangat cantik. Bahkan, kalau kita bandingkan dengan data, cocok sekali dengan perkembangan kota dan ekonomi. Tapi hal ini mempunyai dampak buruk. Dan dampaknya adalah sistem ini ditakdirkan untuk runtuh. Dan ada banyak alasan mengapa ditakdirkan untuk runtuh — seperti teori Malthus — kita kehabisan sumber daya. Bagaimana menghindarinya? Kita sudah melakukan sebelumnya.

Yang kita lakukan adalah, ketika kita tumbuh dan hampir runtuh, inovasi besar terjadi dan kita mulai dari awal lagi. Dan kita mulai dari awal lagi sambil kembali mendekati yang selanjutnya, dan seterusnya. Jadi ada daur inovasi yang berkelanjutan ini yang diperlukan agar bisa mendukung pertumbuhan dan menghindari kehancuran. Namun dampak dari ini kita harus berinovasi semakin cepat dan semakin cepat. Jadi ilustrasinya kita tidak hanya di atas treadmill yang bergerak semakin cepat, tapi kita juga harus mengatur treadmill agar semakin cepat. Kita harus menaikkan kecepatan secara terus menerus. Dan pertanyaannya: Apakah kita, sebagai makhluk sosio-ekonomis, bisa menghindari serangan jantung?

Terakhir, saya ingin menghabiskan satu atau dua menit terakhir membahas tentang perusahaan. Perusahaan, juga berskala. Paling atas ternyata Walmart di sisi kanan. Ini pola yang sama. Ini kebetulan adalah pendapatan dan aset berbanding dengan ukuran perusahaan yang diwakili oleh jumlah karyawannya. Kita bisa menggunakan penjualan, apa pun. Ini dia: setelah sedikit fluktuasi di awal, saat perusahaan berinovasi dengan cantik perusahaan itu berskala. Dan kami sudah melihat 23.000 perusahaan, di Amerika Serikat. Dan saya hanya menunjukkan sedikit saja dari ini.

Yang luar biasa tentang perusahaan mereka berskala secara sublinear seperti biologi, menunjukkan mereka didominasi, bukan oleh super-linear inovasi dan ide; mereka didominasi oleh skala keekonomian Dalam interpretasi ini, oleh birokrasi dan administrasi, dan mereka melakukannya dengan cantik. Jadi kalau Anda sebutkan ukuran beberapa perusahaan, perusahaan kecil, Saya bisa memprediksi ukuran Walmart. Kalau grafik ini mempunyai skala sublinear, teorinya mengatakan kita seharusnya mendapat pertumbuhan sigmoid. Inilah Walmart. Tidak tampak seperti sigmoid. Itu yang kita suka, tongkat hoki. Tapi Anda lihat, saya curang, karena saya hanya menunjukkan sampai pada tahun 94. Mari kita lihat tahun 2008. Garis merah ini dari teori. Jadi kalau saya melakukan ini di 1994, saya bisa memprediksi seperti apa Walmart sekarang. Dan ini terus berulang di seluruh spektrum perusahaan. Ini dia. Ada 23.000 perusahaan. Semuanya mulai nampak seperti tongkat hoki, semua membengkok, dan semuanya akan runtuh seperti Anda dan saya.

Terima kasih.

Author: Abdul Karim

Integrasi Matematika dan Teknologi merupakan fokus perhatian saya, dalam memberikan kontribusi kepada pendidikan matematika di Indonesi

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s