Las ciudades cambian a medida que crecen, no solo al agregar área o población, sino también en una variedad de otras formas, desde la longitud y el ancho de sus caminos hasta el crecimiento económico y la distribución de las escuelas primarias. Los científicos sociales a menudo se enfrentan a los mejoresforma de medir el cambio a medida que una ciudad se hincha. Tradicionalmente, han adoptado un enfoque transversal, lo que significa recopilar datos sobre una gran cantidad de ciudades de diversos tamaños en el mismo momento. Más recientemente, algunos investigadores han comenzado a estudiar individualmenteciudades a lo largo del tiempo, en lo que se llama escalamiento temporal.
"Estas dos dimensiones, el tiempo y el tamaño de la población, deben tratarse por separado porque expresan diferentes fenómenos", dice Luís Bettencourt, profesor externo del Instituto Santa Fe y director del Instituto Mansueto de Innovación Urbana de la Universidad de Chicago ".Necesitamos que ambos tengan sentido de lo que está sucediendo en un sistema complejo como una ciudad ".
Un nuevo trabajo, dirigido por Bettencourt, traza un mapa común entre estos dos enfoques. En un artículo publicado esta semana en el Journal of the Royal Society Interface, los autores sostienen que si bien las dos metodologías miden diferentes mezclas de los mismos fenómenos,se pueden usar juntos para revelar nuevas ideas sobre el comportamiento de una ciudad.
Cada enfoque se puede usar para calcular un exponente que describa la tasa de crecimiento de alguna propiedad. Los análisis transversales sugieren, por ejemplo, que la congestión del tráfico aumenta exponencialmente como el tamaño de la ciudad, con un exponente de 7/6.Esos exponentes no necesariamente se alinean, pero no tienen que estar reñidos.
"Ahora, podemos tener esta manera de desenredar los dos enfoques y volver a unir estos dos métodos de escala", dice Vicky Chuqiao Yang, miembro de Omidyar en el Instituto Santa Fe que trabajó en el trabajo ".el formalismo que hemos derivado en el artículo, hemos mostrado matemáticamente cómo se relacionan estos exponentes entre los dos enfoques "
Los comportamientos de escalado se han observado y analizado durante mucho tiempo en sistemas físicos de líquidos y gases. Del mismo modo, los investigadores han encontrado formas exitosas de mapear cómo escalan las propiedades de los organismos biológicos, con el tamaño de los animales, por ejemplo. "Han comparado"ratones con vacas con elefantes y encontraron propiedades que cambian de una manera predecible con el tamaño, que abarca órdenes de magnitud", dice Yang. Pero la escala temporal no es obvia en biología, porque los sistemas sociales como las ciudades pueden crecer indefinidamente y los organismos se detienen una vez que alcanzanmadurez.
En los últimos años, a medida que grandes conjuntos de datos en áreas urbanas de todo el mundo han estado disponibles, investigadores como Bettencourt y Yang han comenzado a analizar los comportamientos de escalamiento que emergen en los sistemas humanos, incluidas las ciudades. El campo realmente se encendió hace aproximadamente una década, dice ella, cuando los investigadores del Instituto de Santa Fe mostraron por primera vez que muchas propiedades de las ciudades también cambiaron de manera predecible en órdenes de magnitud en el tamaño de la ciudad.
"Hubo este fenómeno misterioso de que las propiedades de las ciudades cambian de manera sistemática con su tamaño", dice Yang. "Eso incluía cosas como menos estaciones de servicio per cápita y un impulso en la actividad socioeconómica, como más investigación y desarrollo."Desde entonces, los investigadores han descubierto que muchas propiedades socioeconómicas interesantes aumentan desproporcionadamente rápido con la población, que se dice que es" superlineal ". Algunas otras crecen de manera desproporcionadamente lenta y se dice que son" sublineales ".
Este comportamiento de escalamiento se ha encontrado en sistemas que van desde sociedades de cazadores-recolectores hasta empresas modernas. El nuevo marco ofrece una manera de comprender y cuantificar mejor las propiedades con trayectorias sistemáticas, e incluso entender cuáles contribuyen a la salud de las instituciones humanas.Podría, por ejemplo, dar a los investigadores una forma de analizar cómo un fenómeno como el crecimiento económico cambia con el tiempo y con el tamaño de la población pero lo hace en ambas dimensiones de diferentes maneras. Bettencourt compara el nuevo trabajo con una piedra de Rosetta que permite a los investigadorestraducir sus hallazgos entre los dos tipos de escalado.
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Materiales proporcionado por Instituto Santa Fe . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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