Hukum kota-kota besar yang menakjubkan

2024 Pengarang: Seth Attwood | [email protected]. Terakhir diubah: 2023-12-16 16:08

Selama seabad terakhir, fenomena matematika misterius yang disebut Hukum Zipf telah memungkinkan untuk memprediksi ukuran kota-kota raksasa di seluruh dunia secara akurat. Masalahnya adalah tidak ada yang mengerti bagaimana dan mengapa hukum ini bekerja …

Mari kita kembali ke tahun 1949. Ahli bahasa George Zipf (Zipf) memperhatikan kecenderungan aneh bagi orang untuk menggunakan kata-kata tertentu dalam suatu bahasa. Dia menemukan bahwa sejumlah kecil kata digunakan secara konsisten, dan sebagian besar sangat jarang digunakan. Ketika Anda mengevaluasi kata berdasarkan popularitas, hal yang mencolok terungkap: kata kelas satu selalu digunakan dua kali lebih sering daripada kata kelas dua dan tiga kali lebih sering daripada kata kelas tiga.

Zipf menemukan bahwa aturan yang sama berlaku untuk distribusi pendapatan masyarakat di suatu negara: orang terkaya memiliki uang dua kali lebih banyak dari orang terkaya berikutnya, dan seterusnya.

Belakangan menjadi jelas bahwa undang-undang ini juga berlaku dalam kaitannya dengan ukuran kota. Kota dengan populasi terbesar di negara mana pun adalah dua kali ukuran kota terbesar berikutnya, dan seterusnya. Luar biasa, hukum Zipf telah beroperasi di semua negara di dunia selama satu abad terakhir.

Lihat saja daftar kota terbesar di Amerika Serikat. Jadi, menurut sensus 2010, populasi kota terbesar AS, New York, adalah 8.175.133. Nomor dua adalah Los Angeles, dengan populasi 3.792.621. Tiga kota berikutnya, Chicago, Houston dan Philadelphia, memiliki populasi masing-masing 2.695.598, 2.100.263 dan 1.526.006. Jelas angka-angka ini tidak akurat, namun tetap saja mereka secara mengejutkan konsisten dengan Hukum Zipf.

Paul Krugman, yang menulis tentang penerapan hukum Zipf untuk kota, telah mengamati dengan sangat baik bahwa ekonomi sering dituduh menciptakan model yang sangat disederhanakan dari realitas yang kompleks dan kacau. Hukum Zipf menunjukkan bahwa semuanya justru sebaliknya: kita menggunakan model yang terlalu rumit dan berantakan, dan kenyataannya sangat rapi dan sederhana.

hukum kekuasaan

Pada tahun 1999, ekonom Xavier Gabet menulis sebuah karya ilmiah di mana ia menggambarkan hukum Zipf sebagai "hukum kekuatan."

Gabe mencatat bahwa hukum ini berlaku bahkan jika kota tumbuh dengan cara yang kacau. Tetapi struktur datar ini rusak segera setelah Anda pindah ke kota-kota di luar kategori kota-kota besar. Kota-kota kecil dengan populasi sekitar 100.000 tampaknya mematuhi hukum yang berbeda dan menunjukkan distribusi ukuran yang lebih dapat dijelaskan.

Orang mungkin bertanya-tanya apa yang dimaksud dengan definisi "kota"? Memang, misalnya, Boston dan Cambridge dianggap sebagai dua kota yang berbeda, seperti San Francisco dan Oakland, dipisahkan oleh air. Dua ahli geografi Swedia juga memiliki pertanyaan ini, dan mereka mulai mempertimbangkan apa yang disebut kota "alami", disatukan oleh populasi dan hubungan jalan, daripada motif politik. Dan mereka menemukan bahwa bahkan kota-kota "alami" seperti itu mematuhi Hukum Zipf.

Mengapa hukum Zipf bekerja di kota?

Jadi apa yang membuat kota begitu mudah diprediksi dalam hal populasi? Tidak ada yang bisa menjelaskannya dengan pasti. Kita tahu bahwa kota-kota berkembang karena imigrasi, imigran berbondong-bondong ke kota-kota besar karena ada lebih banyak peluang. Tetapi imigrasi tidak cukup untuk menjelaskan undang-undang ini.

Ada juga motif ekonomi, karena kota-kota besar menghasilkan banyak uang dan Hukum Zipf juga berfungsi untuk distribusi pendapatan. Namun, ini masih belum memberikan jawaban yang jelas untuk pertanyaan itu.

Tahun lalu, tim peneliti menemukan bahwa hukum Zipf masih memiliki pengecualian: hukum hanya berfungsi jika kota-kota tersebut terhubung secara ekonomi. Ini menjelaskan mengapa undang-undang tersebut valid, misalnya, untuk satu negara Eropa, tetapi tidak untuk seluruh UE.

Bagaimana kota tumbuh

Ada aturan aneh lain yang berlaku untuk kota, itu berkaitan dengan cara kota mengkonsumsi sumber daya ketika mereka tumbuh. Sebagai kota tumbuh, mereka menjadi lebih stabil. Misalnya, jika sebuah kota berukuran dua kali lipat, jumlah pompa bensin yang dibutuhkannya tidak berlipat ganda.

Kota akan cukup nyaman untuk ditinggali jika jumlah SPBU meningkat sekitar 77%. Sementara hukum Zipf mengikuti hukum sosial tertentu, hukum ini lebih dekat dengan hukum alam, misalnya, bagaimana hewan mengkonsumsi energi saat mereka tumbuh dewasa.

Matematikawan Stephen Strogatz menggambarkannya seperti ini:

Berapa banyak kalori per hari yang dibutuhkan tikus dibandingkan dengan gajah? Keduanya adalah mamalia, sehingga dapat diasumsikan bahwa pada tingkat sel, mereka seharusnya tidak jauh berbeda. Memang, jika sel dari sepuluh mamalia berbeda ditumbuhkan di laboratorium, semua sel ini akan memiliki tingkat metabolisme yang sama, mereka tidak ingat pada tingkat genetik seberapa besar inangnya.

Tetapi jika Anda menganggap gajah atau tikus sebagai hewan yang lengkap, sekelompok miliaran sel yang berfungsi, maka sel-sel gajah akan mengkonsumsi lebih sedikit energi untuk tindakan yang sama daripada sel-sel tikus. Hukum metabolisme, yang disebut hukum Kleiber, menyatakan bahwa kebutuhan metabolisme mamalia meningkat sebanding dengan berat tubuhnya sebesar 0,74 kali.

0,74 ini sangat dekat dengan 0,77 yang diamati dalam undang-undang yang mengatur jumlah pompa bensin di kota. Kebetulan? Mungkin, tapi kemungkinan besar tidak.

Semua ini sangat menarik, tetapi mungkin kurang misterius daripada hukum Zipf. Tidak begitu sulit untuk memahami mengapa sebuah kota, yang sebenarnya merupakan ekosistem, meskipun dibangun oleh manusia, harus mematuhi hukum alam. Tapi hukum Zipf tidak memiliki analog di alam. Ini adalah fenomena sosial dan hanya terjadi selama seratus tahun terakhir.

Yang kita tahu adalah bahwa hukum Zipf juga berlaku untuk sistem sosial lainnya, termasuk ekonomi dan bahasa. Jadi mungkin ada beberapa aturan sosial umum yang membuat hukum aneh ini, dan suatu saat kita akan bisa memahaminya. Siapa pun yang memecahkan teka-teki ini dapat menemukan kunci untuk memprediksi hal-hal yang jauh lebih penting daripada pertumbuhan kota. Hukum Zipf mungkin hanya merupakan aspek kecil dari aturan global tentang dinamika sosial yang mengatur cara kita berkomunikasi, berdagang, membentuk komunitas, dan banyak lagi.