Fysik kan forudsige rigdom ulighed

Valgåret 2016 fremhævede det voksende problem med ulighed i formue og at finde måder at hjælpe de mennesker, der kommer bagud. Denne menneskelige trang til medfølelse er ikke ny, men det store spørgsmål, der mangler at blive behandlet, er, hvorfor ulighed er så vanskelig at slette.

Dette inspirerede Adrian Bejan, den J.A. Jones fremtrædende professor i maskinteknik ved Duke University, som i 1996 opdagede konstruktionsloven, at give et svar.

Bejans konstruktionslov omhandler det grundlæggende fysikprincip, der ligger til grund for udviklingen af ​​flowsystemer, da de ændrer sig i design over tid for at øge flowadgangen. Den afslører, at "forgrenende træformede" strømningsmønstre styrer hele universets struktur - tydeligst tydeligt i floder, neurale netværk, lyn, elektriske kredsløb og træer.

"Konstruktionsloven udvider fysikkens magt over alle fænomenerne evolutionært design og organisation, fra geofysik til biologi, teknologi, og social organisation, "Sagde Bejan.

Nu, med et nyt papir i Journal of Applied Physics , Bejan og Marcelo Errera, professor i miljøteknik ved Federal University of Paraná i Brasilien, yde et andet fundamentalt bidrag til fysikken. "Det er en hyldest til fysikkens magt, "Sagde Bejan." Økonomi og social organisation er fysik. "

De demonstrerer dette via to arkitekturer:vandløbsoplande og transport af gods. Bejan forklarer, at "den nye fysiske strømningsarkitektur er hierarkisk på Jordens overflade og findes i alt, hvad der flyder inde i menneskekroppe, menneskers bevægelse og deres ejendele, og motorerne, der driver bevægelsen. "

Så hvorfor har ulighed i rigdom været notorisk svær at slette?

"Fra fysik, det er faktisk let, "Sagde Bejan." Du har muligvis bemærket den årlige rigdom, a.k.a. bruttonationalprodukt (BNP), er i det væsentlige proportional med den nyttige energi eller 'arbejde og bevægelse', der genereres af en gruppe eller et territorium, så du kan tænke på rigdom som bevægelse. Anerkend også bevægelse (rigdom) som ulighed, der er hierarkisk. "

Dette fund er "afgørende for fysikken, fordi det viser, at det økonomiske begreb om rigdom har et fysisk grundlag, som kan måles som arbejde, forbrugt brændstof, eller bevægelse udført af brændstof, mad, og arbejde, " uddybede han. "Dette forener økonomi og fysik. Ækvivalensen mellem rigdom og bevægelse er korrekt i bredeste forstand:der findes ekstreme udsving og utvivlsomt er ækvivalensen evolutionær, fordi rigdom og brændstofforbrug stiger over tid. "

Ulighed er et negativt udtryk, og måske ikke det bedste ord til at beskrive fordelingen af ​​rigdom.

"Uensartet fordeling af flow eller bevægelse er det korrekte fysikbegreb, hvilket tilfældigvis er synonymt med den ikke -ensartede fordeling af rigdom blandt befolkningen, " sagde Bejan. "Men uensartetheden af ​​flow er virkelig en beskrivelse af den hierarkiske karakter af træflowarkitekturen - som er naturlig og opstår af sig selv hver dag."

Et af de centrale begreber involveret i Bejan og Erreras arbejde er hierarki, som opstår, når mange små genstande og et par store flyder sammen versus flyder i konkurrence med hinanden. "De flyder i harmoni, med de mange små, der opretholder de få store, og den store letter bevægelsen af ​​de små, " sagde Bejan.

Forestil dig et flodbassin med dets mange små bifloder, der flyder sammen til et par store floder - Mississippi, Missouri og Ohio. "De flyder sammen, fordi denne enhed af arkitektur, det hele, er det, der fører regnvand fra sletterne til mundingen af ​​de store floder, "Sagde Bejan.

Inden jeg blev ingeniør, Bejan var en basketballstjerne i Rumænien, og fra basketballbanens "live flow-system" lærte han, at "bolden flyder gennem ikke-stive kanaler, der er hierarkiske og konstant ændrer sig, " han sagde.

Se også "Gennem ormehullet med Morgan Freeman:Skabte Gud evolution? Konstruktionsteori":

Hver flowarkitektur på Jorden følger den samme rækkefølge, hvilket er en naturlig tendens til at ville flyde lettere. "Social organisation er mere kompliceret, men det er alt sammen fysik "Sagde Bejan.

Hvad opdagede de i form af ulighed i rigdom? Bejan og Errera viser, at ikke -ensartet fordeling af bevægelse (rigdom) bliver mere accentueret, efterhånden som en økonomi bliver mere udviklet - dens strømningsarkitektur bliver mere kompleks med det formål at dække mindre og mindre mellemrum i det overordnede område. "Der kræves en relativ beskeden kompleksitet, for at uensartetheden i fordelingen af ​​bevægelse (rigdom) skal være tydelig, "Sagde Bejan.

Efterhånden som rigdom i verden bliver mere og mere ubalanceret, Bejans håb er, at hans arbejde foreslår muligheden for at give mennesker mere ensartet mulighed for at reducere den iøjnefaldende forskel i rigdom, der ofte vises i byer eller landdistrikter.

"Det påhviler borgerne, skoler, virksomheder, og regeringen for at fremskynde processen med at skabe designs til bedre at tjene samfundet - mere effektivt og med meget større tillid, " sagde Bejan.

Næste, Bejan planlægger at undersøge måder at afbøde rigdom ulighed manifestation.

"Mens jeg forklarer, hvorfor rigdom i uligheder er svært at slippe af med, Jeg opdagede det næste spørgsmål:hvordan kan vi gøre fordelingen af ​​rigdom mindre ulige? Det er et komplekst design, der involverer udviklingen af ​​retsstaten. Med andre ord:regeringen og andre organisationer, der træder til, hvilket historisk er sket, "Sagde Bejan.