如何建设一个应对突发危机更从容的社会?向大自然学习!

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叶脉连成网络,使叶子在部分受损的情况下,保持整体功能正常。

为了应对不可预测的挑战,我们人类可采纳树叶、蜜蜂和地球大气等的策略。

2020年这一年我们经受并继续经受新冠病毒大流行、美国西部的熊熊大火、有史以来最活跃的飓风季节、社会动荡和政治仇恨。但今年也给我们上了重要一课:我们的社会机构难以应付不可预测的事件。政府和企业知道如何在短期内为熟悉的挑战制定计划,但我们需要新的工具来应对让社会措手不及的意外——特别是未来几十年里,由于全球化和气候变化,流行病和自然灾害肯定会变得更加常见。

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模仿植物尖刺的魔术贴搭扣

地球上的生命长期以来都面临着各种不可预测的挑战。在地球历史上,小行星撞击、剧烈的气候变化和新的病原体曾多次导致生物大规模灭绝。但在数十亿年的时间里,大自然已经进化出应对这种冲击的免疫策略。人类运用智慧,学习大自然,发展了许多新技术,比如模仿植物尖刺的魔术贴搭扣、模仿白蚁穴的冷却塔等。在21世纪,社会机构也会在不可预见的灾难中幸存下来的自然系统中汲取灵感。

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印度Hyperions生态社区不用空调,利用类似白蚁穴的结构,使建筑物冬暖夏凉。

网络系统

首先可以学习大自然的策略,设计出更好的社会网络系统。网络是现代经济的命脉,从全球食品贸易到电网再到社会关系,复杂的网络带来了巨大的利益,但也带来了巨大的风险。在像航空业的中心辐射型网络中尤其如此,重要枢纽发生故障,会产生连锁反应,导致整个系统停止运行。

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中心辐射型网络示意图

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中国航空网络机场节点及航线分布(未包含港澳台)

人类倾向于构建中心辐射型网络,具体过程被网络科学家艾伯特-拉斯洛·巴拉巴西(Albert- László Barabási)称之为“偏好连接”(“preferential attachment”)。扩建客流量大的航空枢纽,从最大的供应商那里购买商品,点击流量最大的网站,这些做法的道理很自然,这么做可以比较容易得在整个网络中分发人员、商品和信息。

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艾伯特-拉斯洛·巴拉巴西(Albert- László Barabási),网络科学家

在进化的早期,植物也采用了同样的方法。在最原始的植物中——银杏树和早期蕨类植物——传输水份的叶脉数目非常少。如果某一叶脉被虫子咬坏,从那一点之后,整片叶子都获取不到水分。为了弥补这一缺陷,开花植物进化出了结成许多微小回路的叶脉,叶脉网络某一部分受到破坏,还有其他路径可以继续发挥作用,供应水分。

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银杏树叶的叶脉,只有分叉,没有网络。

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开花植物叶脉形成网络

物理学家Eleni Katifori研究表明,昆虫的翅膀、珊瑚骨骼和人类视网膜上的血管也有类似的环形网络。这样的网络是有代价的:叶子、昆虫或珊瑚需要投入能量和材料来建立额外的回路。但当网络的一部分受损时,投资就得到了回报。

冷战时期,美国防务界在设计通信网络时也经历了同样的演变过程。军方要求,即使军方的指挥和控制中心被核打击摧毁,也要有计算机能够相互通信。1961年,兰德公司(Rand Corporation)的一位年轻工程师保罗·巴兰(Paul Baran)建议使用一个有大量冗余的环形网络。如果攻击击中一些节点,消息仍然可以通过许多其他路径流动。缺点是建造额外的线路要花费成本。

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保罗·巴兰(Paul Baran,1926年4月19日-2011年3月31日),互联网之父之一。

据巴兰回忆,那是20世纪60年代初,他在美国电话电报公司总部与高级官员开会,向“一群老家伙”提出了这个想法。在演讲进行到一半时,这些灰白胡子的人打断了巴兰,驳回了这个想法。这个计划被遗忘了,直到十年后,美国国防部的工程师们开始研究早期的互联网。到了20世纪70年代,他们开始使用巴兰的环形网络在电脑之间传送信息包,而不是通过一条容易阻塞的单一固定的路径传送信息。

正如我们在2020年看到的那样,如果网络里有危险的疾病或有害的错误信息,它也可能成为灾难的通道。白蚁、蜜蜂、蚂蚁和其他群居昆虫也面临着类似的问题:如果一个个体携带了潜在的致命病毒或真菌进入巢穴,它的同伴需要尽快阻止病毒的传播。它们确实减少了旅行的次数——尽管这些行为对西方人来说似乎比昆虫更难实现。

自我修正

我们还可以从大自然长期以来自我修正地球气候的经验中吸取教训。随着时间的推移,大气中的二氧化碳含量会起起落落,导致地球变热或变冷。但二氧化碳含量受到一种机制的控制,这种机制防止了金星上那种失控的温室效应。在金星上,火山向大气中喷射了大量温室气体,温度之高以至于水只能以水蒸气形式存在。在地球上,当地球变暖,更多的水蒸发,有更多的雨水,从空气中去除二氧化碳,使温度降下来。相反,当气温较低时,雨水减少,空气中的二氧化碳损失量减少,地球变暖。这个过程非常优雅,使我们的地球保持了相对平稳的状态——这种平衡现在受到了我们自身大量碳排放的威胁。

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地球水循环的同时调控二氧化碳的含量

防止不可预测的系统失控的机制也是人类社会长期生存的关键。例如,在1987年10月19日的黑色星期一(股市单日跌幅创纪录)之后,监管机构设立了“熔断机制”。当市场跌至低于预先设定的百分比时,该自动算法会暂停交易几秒钟。在交易恢复之前,市场有一段时间可以稳定下来。每次发生事故,监管机构都会继续修订触发熔断的规则。3月份,疫情大流行的消息导致股市在几个交易日内大幅下跌,证明了这一机制的价值。

大自然在数十亿年的时间里的演化过程中,形成了其稳定、自我修正的特征。人类等不起那么长的时间,政府和企业可以从大自然的策略中学习,建立平衡效率、冗余和弹性的制度和网络。在岁月静好时,这似乎是低效或多余的,但当意外冲击来袭时,投资就会得到回报,而意外总是不可避免的。

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