portál pro milovníky knih
Lampa

Ukázka: Odkud se berou dobré nápady

Spisovatel Steven Johnson si jednou položil otázku, odkud se berou dobré nápady a jak vznikají inovace. Odpověď rozepsal na přibližně tři sta stránek, které obnášejí téměř celou lidskou historii, od starověké Číny po éru počítačů. V biologických, kulturních a environmentálních aspektech lidské kreativity vypozoroval sedm základních schémat, které se často opakují a které Johnson vysvětluje čtenářům pomocí čtivých, humorných, někdy až detektivních ztvárnění skutečných událostí a historických momentek, jako byla například Darwinova plavba na lodi Beagle, krizová situace během letu Apolla 13, nebo příběh moderních fenoménů jako Google News či YouTube. Knihu Odkud se berou dobré nápady vydalo nakladateltsví Dokořán a my vám z ní nabízíme ukázku.

Superlineární město

Švýcarský biolog Max Kleiber již od dětství rád zkoušel meze konvencí. Jako vysokoškolák bloumal před sto lety ulicemi Curychu v sandálech a s odepnutým límcem, což v té době vzbuzovalo pobouření. Když za 1. světové války sloužil ve švýcarské armádě, zjistil, že jeho nadřízení prodávají informace Němcům, navzdory tehdejší oficiální neutralitě Švýcarska. Tyto praktiky jej znechutily natolik, že se jednoho dne nedostavil na službu, za což nakonec strávil sedm měsíců ve vězení. Když si konečně vybral svůj obor – zemědělskou biologii – měl už švýcarských restrikcí akorát po krk. A tak se odhodlal ke kroku, který v následujících dekádách napodobily nesčetné zástupy nekonformních pacifistů v sandálech – přestěhoval se do Kalifornie.

Kleiber našel domov na Zemědělské fakultě Kalifornské univerzity v Davisu, v srdci úrodného Central Valley. V rámci svého výzkumu se zpočátku věnoval skotu; zkoumal kupříkladu vliv tělesné váhy na metabolismus, konkrétněji na rychlost, jakou organismus spaluje energii. Jeho výsledky měly pro chovatelský průmysl značnou praktickou hodnotu, poněvadž chovatelé skotu podle nich mohli s rozumnou mírou přesnosti předvídat, kolik potravy bude jejich stádo potřebovat a kolik masa nakonec vyprodukuje. Krátce po příjezdu do Davisu připadl Kleiber na pozoruhodnou souvislost ve svých záznamech, matematickou zvláštnost, která jej brzy přiměla ke studiu mnohem širšího sortimentu zvířat – krys, holubů, psů a dokonce i lidí.

Vědci a milovníci zvířat si již dávno povšimli, že čím je organismus větší, tím je pomalejší. Mouchy žijí hodiny či dny, sloni půl století. Ptákům a drobným savcům bije srdce mnohem rychleji než žirafám či plejtvákům obrovským. Ovšem vztah mezi velikostí a rychlostí není lineární. Kůň je sice pětsetkrát těžší než zajíc, srdce mu však nebije pětsetkrát pomaleji. Po rozsáhlé sérii experimentů Kleiber ve své daviské laboratoři objevil, že tato korelace se neochvějně řídí takzvanou „negativní alometrickou funkcí". Když zanesl hmotnost a rychlost metabolismu do logaritmického grafu, dostal dokonalou přímku, která začínala krysami a holuby a končila buvoly a hrochy.

Fyzikové jsou na elegantní matematické souvislosti zvyklí, pod pokličkou tajemství, která studují, na ně připadají každou chvíli, ovšem v relativně neučesaném světě biologie je takový jev velmi vzácný. Nicméně čím víc živočišných druhů Kleiber se svými kolegy studoval, tím jasnějších obrysů tato funkce nabývala – metabolismus roste s hmotností přibližně s exponentem 0,75 (3/4). Je přitom docela jednoduchá – vypočítáte druhou odmocninu ze 100, což je (zaokrouhleně) 31, načež vypočítáte druhou odmocninu z 31, což dělá (znovu zaokrouhleně) 5,4. Znamená to, že kráva, která je přibližně tisíckrát těžší než svišť, bude žít v průměru 5,5krát déle a srdce jí bude bít 5,5násobně pomaleji než svišti. Americký vědecký žurnalista George Johnson si povšiml půvabného důsledku Kleiberova zákona – počet srdečních tepů je napříč všemi živočišnými druhy poměrně stabilní, větším zvířatům jen trvá déle, než si jejich srdce „odbije" své.

Během následujících dekád vztáhli biologové Kleiberův zákon rovněž na mikrosvět bakterií a buněk; zjistili, že negativně alometrickou funkcí se řídí dokonce i růst rostlin. Kdekoli se objevil život, kdykoli organismus našel způsob, jak spotřebovávat živiny a distribuovat energii, musel se podvolit Kleiberově zákonu.

Před několika lety se teoretický fyzik George West rozhodl zjistit, zda se Kleiberův zákon vztahuje také na jeden z největších výtvorů života – superorganismus lidského města. Platí, že „metabolismus" městského života zpomaluje v souvislosti s rozsahem urbanizace? Řídí se i růst a tempo života ve světových metropolích nějakým fundamentálním pravidlem? West, člen legendárního Institutu v Santa Fe, jejž do roku 2009 řídil, sestavil mezinárodní tým výzkumníků a poradců a začal shromažďovat údaje o desítkách měst po celém světě. Měřil vše od zločinnosti po spotřebu energie v domácnostech, od počtu nových patentů po prodeje pohonných hmot.

Když West a jeho spolupracovníci daná čísla konečně zpracovali, s potěšením zjistili, že Kleiberův negativní alometrický exponenciální růst se vztahuje také na energii a dopravu ve městech. Počet čerpacích stanic, prodeje pohonných hmot, celková plocha silnic, délka elektrického vedení, všechny tyto faktory se řídí přesně týmž zákonem, jenž ovládá i rychlost distribuce energie v biologických organismech. Kdyby byl slon jen zvětšenou myší, pak, z energetického hlediska, by město bylo jen zvětšeným slonem.

Ten nejúžasnější objev Westova týmu se však zrodil z dat, které nepodléhaly Kleiberově pravidlu. V nesmírné databázi městských statistik se totiž skrývala další korelace. Ukázalo se, že všechny veličiny obnášející kreativitu a inovaci – patenty, výzkumné rozpočty, „superkreativní" profese, vynálezci – se rovněž řídí exponenciálním zákonem, stejně předvídatelným jako ten Kleiberův. Mezi oběma je však jeden zásadní rozdíl – exponenciální zákon, jímž se řídí inovace, není negativní, nýbrž pozitivní. Město desetkrát větší než jiné nevykazovalo pouze desetinásobnou, nýbrž sedmnáctinásobnou míru inovací. Metropole padesátkrát větší než malé město bylo 130násobně inovativnější.

Max Kleiber dokázal, že čím je organismus větší, tím je pomalejší. Westův model však demonstroval jeden z důvodů, proč se lidská města vymanila z pravidel biologického života – čím jsou totiž města větší, tím rychleji generují nápady. Tomu dnes říkáme „superlineární škálování". Kdyby kreativita rostla s velikostí přímočaře, lineárně, samozřejmě bychom čekali, že ve větších městech najdeme víc patentů a vynálezů, jejich počet na hlavu by však byl stabilní. Westův exponenciální zákon nám tvrdí něco podstatně provokativnějšího, a sice že navzdory hluku a shonu a všemožným rozptýlením velkoměsta je průměrný obyvatel pětimilionové metropole téměř třikrát kreativnější než průměrný obyvatel stotisícového města. „Velkoměsta nejsou totéž co městečka, akorát větší," napsala Jane Jacobsová před téměř půl stoletím. Westův pozitivní alometrický zákon dodal tomuto poznatku matematické základy. Kterýsi aspekt životního prostředí velkoměsta zkrátka způsobuje, že tamější obyvatelé jsou výrazně vynalézavější než obyvatelé menších měst. Co je ale zač?