作者：（英）迈克尔·巴蒂
出版社：中信出版集团股份有限公司
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创造未来城市试读：
前言
我们中的大多数人都相信人类无法预测未来，但这其实是最近几百年间才出现的现象。在过去，人类的生活世世代代似乎少有改变。人们日出而作，日落而息，参与的许多社会活动终其一生可能没什么变化。大约5000年前首次出现的城市也反映了这种相对稳定性。对于当时的人来说，假设未来城市的物理形态和与之匹配的功能在数百年后鲜有变化完全合乎逻辑。直到欧洲文艺复兴运动以来的500年里（或许其实是工业革命开始以来的200年里），我们才开始重新审视长期以来认为未来一成不变的观念。在本书中，我想说的是，关于我们能够预测什么（或不能预测什么），我们正处在一个转折点上。我们正处于一个科学观快速成熟的时期，按照我们科学观发展的方向，预测不再是判断科学的适用性和重要性的唯一决定要素。几百年来，城市呈现出一种简单空间结构，以一个明确的中心为核心，核心正体现了城市被设计用于处理和转换的权力与财富。拥有一个高密度的核心，以不同方式被利用、进行着不同类型活动的土地以同心圆的形式围绕在核心周围，这样最富有的人就能以价高者得的方式占据最易到达的区位。这种城市的形象自农业革命期间第一批城市出现以来就一直存在。而现在，这些都在改变。当下正在发生的事情是，城市的外表和城市内部发生的事情之间出现了巨大的脱节。我们不能再假设形式追随功能，自古典时代以来主导城市规划的确定性正在消失。城市正以超出我们理解能力的速度变得越来越复杂，而我们在不到半个世纪前都还在崇尚的理论已不再适用。在这场转变中，可预测性正在迅速消失——这正是本书的主题之一。创造是本书的另一个主题，我将在本书中反复强调，未来是由我们创造的。尽管“创造”看起来像是对“预测”的另一种表述，但我们永远无法预测我们的创造。因此，在谈论我们想象的未来城市可能是什么面貌时，我们受到了双重因素的束缚。事实上，未来城市看起来可能与当下的城市非常相似，但其中的一切都可能与我们目前所看到的不同。我认为，这将是今后的常态。本书没有为创造未来城市提出最终方案，因为这需要我们所有人思考城市的方式发生巨大变化才能进行。我试图做的是收集一系列所需的快照或地形视图来思考未来。我介绍的大部分材料都来自各类学者关于如何思考这一未来的总体反思，与此同时我还得到了我所在研究团队的极大帮助，我在本书中指出的许多有关当代城市的观点都是由他们发展出来的。2010年，我很幸运地获得了欧盟研究理事会高级基金，我的研究中心里很多帮助我完成此项工作的同事都是这项基金招募来的，也正是他们让我留任于伦敦大学学院。我在下文中会详细说明他们每个人各自的贡献，但在这里我仍要特别感谢一下。在此期间，计算机已经缩小到足以嵌入我们生活中最精细的结构，这使我们得以对世界做出新的响应，并捕获关于我们自身行为的大量数据。社交媒体也许是这种演变最突出的案例。事实上，我的研究受到了同事们的深刻影响，他们不像我这样受制于半个世纪以来的学术包袱，他们的想法对我试图在本书中采纳的观点具有巨大影响力。与此同时，统计物理学和经济学的新思潮开始侵入我们的世界，它们丰富、扩展并质疑了我们关于城市如何形成和发展的理论，城市科学由此得以迅速发展。复杂性理论是其中的发展先锋，其本身已经让我们开始质疑我们预测未来的能力。在我的研究组中，艾尔莎·阿尔考特（Elsa Arcaute）在管理我们的城市科学研究项目方面做得非常出色，并且与克莱门蒂娜·科蒂诺（Clementine Cottineau）一起令我们重燃了在城市规模、扩散、渗透和创新方面的兴趣。卡洛斯·莫里内罗斯（Carlos Molineros）为定义了英国区域和城市以及伦敦社区的等级制度和渗透方面的研究做出了关键贡献。邓肯·史密斯（Duncan Smith）在巨型城市和城市扩张形象的可视化方面补充了这项研究的很多内容。在实时城市方面，乔恩·里兹（Jon Reades）在与彼得·霍尔（Peter Hall）和我一起完成了关于英格兰东南部信息流的学位论文之后，开始利用伦敦智能卡数据研究运输系统功能，而钟晨（Chen Zhong）和艾德·曼利（Ed Manley）在乔恩去往国王学院任职后完善了此项工作。理查德·米尔顿（Richard Milton）用伦敦各种交通方式的实时交通流补充了这项研究。史蒂文·格雷（Steven Gray）开始着手通过他的城市仪表板来包装这些实时数据，奥利·奥布赖恩（Ollie O’Brien）通过各种门户网站扩展了这些想法，例如他的伦敦全视镜（London Panopticon）项目。法比安·诺伊豪斯（Fabian Neuhaus）于2009年开始绘制推特数据，而霍安·塞拉斯（Joan Serras）则开始了交通流可视化的工作，并使用马德里和巴塞罗那的信用卡数据可视化交通流，从而扩展了这一工作。沈尧（Yao Shen）帮助开发了将伦敦根据通勤强度聚合为连续区域的算法。所有这些研究应用都将在正文中适当的段落被提及。我在多年前就开始认真思考城市形态与功能，但在20世纪80年代初有了计算机图形学的帮助后，我的研究才如虎添翼。这很快促成了我与保罗·朗利（Paul Longley）教授关于分形城市的合作，使我们走上了本书中描述的科学道路。保罗继续与我们密切合作，研究当代城市的地理人口统计，我们在UCL的两个小组也共同进行关于社交媒体的工作。我早期的两位导师彼得·霍尔和莱昂内尔·马奇（Lionel March）将我的兴趣聚焦于社会经济结构、城市增长以及几何形态。他们的贡献将被铭记多年，这些贡献反映在贯穿本书的许多主题中。彼得在思考未来城市方面做出了传奇性的贡献。我想他会对我写作本书感到惊讶，但我希望他会感到高兴，因为我在这里提到的几个主题——长波、奇点、蔓延和紧凑性，以及城市对科技和文化创新的巨大影响，都是他毕生探讨的话题。本书的书页里无处不渗透着莱昂内尔对城市形态和功能的热爱，他在环境几何中确立的研究方向继续丰富着我们对城市未来的观点。在我先前出版的《城市新科学》（The New Science of Cities，麻省理工学院出版社，2013）中，莱昂内尔认为，我应该更加重视本顿·麦凯（Benton Mackaye）关于城市流是如何定义那些以各种方式改变城市的力量的观点。我在这本书里讨论未来城市以什么样的方式继续向外、向内和向上扩张和收缩时，已经尝试采纳了他的建议。当今的世界愈加错综复杂，我们的每一项行为背后都由信息支撑，我认为，在这样的世界中，我们需要更多地探讨有关城市的话题。事实上，自城市最初出现以来，情况一直如此，但直到最近，大约在25年前，我们才开始进入这样一个世界：我们的每一个行动都是通过即时通信来调节的。对于我们所在的全球城市互联的世界来说，这意味着什么？这是我在本书中提出的另一项重大挑战。从这个意义上说，这本书同所有这类书一样，都是未完成的事业。正如我自始至终所讨论的，我们永远不会知道未来城市的模样，就像我们永远不会知道我们和其他物种会向什么方向演化一样。但我们可以就这一未来进行有见地的讨论，阐明关键问题，并设想这些问题可能如何演变。未来城市的物理形态会很有趣，但这只是未来的众多特征之一。如果没有麻省理工学院出版社的编辑贝丝·克莱文格（Beth Clevenger）的热心推进，这本书不可能付梓。我还要感谢麻省理工学院出版社的安东尼·赞尼诺（Anthony Zannino）和弗吉尼娅·克罗斯曼（Virginia Crossman）对手稿的编辑。我的妻子苏，一如既往地支持了我写这本书，她以她的智慧宽容了我的怪癖和缺点，使本书从想法变为现实。迈克尔·巴蒂于小不列颠2018年3月第1章 可预测性、复杂性与创造未来
我们无法通过理性或科学方法来预测科学知识的未来发展……因此，我们也无法预测人类历史的进程。——卡尔·波普尔《历史决定论的贫困》20世纪中叶，伟大的科学哲学家卡尔·波普尔（Karl Popper）在一篇激动人心的文章中有理有据地证明可预测的未来并不存在。正如上述引文所突出强调的那样，我们不可能[1]预测未来的进程。他的论点基于一个非常简单的前提：在我们的经验、掌控力或知识背景之外总会存在无关的事件，这会使任何此类预测的有效性降低。此外，作为具有自我意志的人类，我们自己也会一直创造这些不相干的事件，也可以说是在创造未来。但我们无法确定从此刻到下一刻，这一未来是什么。许多评论都已阐明，未来是被创造的，而非被预测的。诺贝尔物理学奖得主丹尼斯·加博尔（Denis Gabor）在1963年说：“未来不可预知，但未来可被创造。”而在20世纪70年代，施乐帕克研究中心的首席科学家艾伦·凯（Alan Kay）总是强[2]调：“预测未来的唯一方法是创造它。”如果这是事实，而当下许多人也都将其归因于波普尔的观点，那么就不存在预测一说，虽然在我们教给孩子的科学中，预测的力量其实在不断增强。这是非常难以理解的认知。既然知道过去的一些事情，我们自然倾向于认为未来至少和过去一样可知。但这正是逻辑总让我们失望之处，我们的直觉不再胜出。此外，我们也倾向于认为短期或近期的未来比长期的未来更容易预测，我们对短期事件拥有更多的掌控权，我们可以更好地预测短期事件而非长期事件。但波普尔的论点是不存在中间地带的。短期预测并不比长期预测更容易实现，尽管在许多情况下我们会认为近期的未来更接近于当下，而非遥远的未来。时间的流逝会影响可预测性，这一观点是基于这样一个假设，即更长的时间周期内会发生更多的极端事件。但只要经过片刻的反思，我们就会明白，极端事件之所以被称为极端事件，正是因为我们不知道它何时会发生。类似这样的事件并不会以稳定持续的形式造成干扰，而是离散而不确定的，从而破坏了一切认为世界可预测的观念。总而言之，未来由一系列的事件组成，它们的大小和尺度，以及在时空中出现的位置都是随机的。从这个角度来说，长远来看，在任何一个时刻，没有任何一件事比另一件事发生的可能性更大。事实上，波普尔首先阐明的基本观点并不是说未来本身是不可预测的，而是说任何理论的预测都无法被证明真伪。从波普尔的观点出发，可以得到一个某种程度上有悖常理的理论思潮：正如我们可以说未来不可知且本质上是不可预测的，我们也可以说我们不知道这种不可预测性的假设是否会被推翻。对于某一特定理论，我们所能说的就是它可以被证伪，而波普尔的真正贡献和见解是扩展和定义了这种证伪的条件。科学通常假设一个好的理论能够抵御证伪的挑战，并且只要人们乐意进行越来越多的观察（也可以说形成对未来的预测），好的理论的逻辑将不断被加强。这就是所谓的归纳法，但它仅是一种工作模板。正如波普尔所生动论证的那样，在某些方面，这种模板总是存在明显的错误。在作为工业革命先锋的启蒙运动时期，休谟等哲学家首先提出了归纳法。但正如波普尔在科学方法方面所论证的那样，新的事实永远无法准确无误地证实一个假说，因为总有可能出现更新的事实来反驳所考虑的理论或假说。因此，归纳法存在致命的缺陷。持续的归纳不能导向真理，因为总有可能出现自相矛盾的事实。最近被广泛讨论并由纳西姆·尼古拉斯·塔勒布[3]普及的“黑天鹅”概念，表达的也是这一思想。“所有天鹅都是白色的”一直是一条经验法则，直到有人在澳大利亚发现了一只黑天鹅。伯特兰·罗素关于使用归纳法的火鸡的故事则比黑天鹅更为生动。那是一只每天早晨醒来后在9点钟被准时喂食的火鸡，日复一日，每一天均是如此。作为一名优秀的归纳主义者，火鸡认为这一情况会一直延续下去。直到圣诞节前夕，火鸡醒来后直接被宰杀。火鸡没有考虑，也无法考虑到更广泛[4]的背景信息。简而言之，这意味着所有人所能做的唯一一件事就是证伪一个假设，但无法证实之。但一个延伸问题是为什么会这样。对于黑天鹅和火鸡来说，这是因为假设或理论所涉及的系统是有边界的。如果我们在发现澳大利亚之前就知道了黑天鹅的存在（这是一种自相矛盾的说法），那表明我们已经观察到黑天鹅了。如果火鸡能够退后一步，看看一代代火鸡都经历了什么，它就会意识到美好的生活总是会结束的。简而言之，通过扩大参考系，背景知识会发生改变，被认为是不可能的事情也会成为可能，反之亦然。这对于我们将要在本书中看到的有关城市的思考绝对是至关重要的。因为在许多方面，我们的整个论点都基于这样一种概念：即存在多种定义，没有一个定义是绝对“准确的”（correct），没有一个理论是完全“正确的”（right）。这种认识在一定程度上一直是科学的一部分，而波普尔最先在《科学发现的逻辑》（The Logic of Scientific Discovery）中正式阐述了这一切，大声疾呼所有科学所能做的只是证伪一个假[5]设，而非证实一个假说。好的科学理论应该寻求可以被反驳的猜想，科学进步的衡量标准则是在任何假说都可能错误的背景下，假说抵抗证伪的程度。这是波普尔向我们普及的观念。有关城市的任何事物都可以预测吗？然而，未来的不可预测程度与寻求预测的背景知识范围有重要的关联。有时我们可以将系统从宏观环境中完全隔离并抽象化，从理论上消除各种无关事件发生的可能性。在这种情况下，我们或许可以证明某些简化模型足够稳定，可以生成乍看之下完全确定的预测。波普尔自己就认为，牛顿在当时已知的明确可用的封闭系统——太阳系中证明了他的运动定律的确定性。我们凭借这种可预测性和简单性，就能应用牛顿力学的完整定律，如发射绕地球轨道运行的卫星以及向行星发射无人探测器。简而言之，我们可以使用牛顿方程有把握地计算太阳系中的火箭轨道，然而一旦扩展到宇宙范围内，所有这些都不再成立，我们不得不考虑相对论效应。但是，当我们研究社会和城市时，这样的隔离是不可能的。在近两个世纪里，某种程度上在物理学阴影下建立的经济学理论大厦就曾多次遭到证伪。当下，在我们亲手创造的全球化世界中，似乎每件事都与其他事情相关，在这种情况下，需要隔绝外部环境以进行稳健预测的前提难以实现。在某种程度上，可预测的内容取决于我们所观察的系统或对象。我们所感知的城市是多重决策过程的集合体，这些决策过程生成了与我们如何在时空中组织社会和经济活动相关的设计与决定。这些集合体很难预测，但它们由多个元素组成，其中一些元素比其他元素更容易预测。其中，许多是具有高度可预测性的常规决策，但总体来说，这种可预测性是令人困惑的。当我们考察这些构成城市的事件短期内的发展时，事件越常规，其可预测程度就越高。这违背了波普尔的观点，即任何事件都是不可预测的，不管其持续时间有多久。菲利普·泰特洛克（Philip Tetlock）和丹·加德纳（Dan Gardner）一再强调，我们自己的行为在很大程度上可以被预测，虽然我们还无法很好地理解这种可预测性。诚然，到目前为止，人们还没有能够找出一个判断依据，以区分出哪些是可预测的，哪些是不可预[6]测的。预测成立的条件在很大程度上仍然是未知的。我们对预测的观点在持续地变化，而且我们正经历的巨大转变很可能会进一步改变我们的观点。波普尔关于复杂系统无法预测的论点无懈可击，而关于我们过去认为可以被预测的日常行为，我们的观点也在改变。毋庸置疑，我们有关预测的知识正在循序渐进地增长，我们也已开始收集证据来分析什么类型的常规预测是可能的。与此同时，不断革新的技术为行动和互动空间提供了新的机会，城市的日常行为也随之发生变化。某种意义上，我们对一些事件的预测能力在不断增强，而对于其他事件而言，随着决策环境变得越来越不稳定，我们对其的预测能力正在减弱。在本书的大部分篇幅中，笔者将探讨我们认为在很大程度上不可预测的问题，但当我们研究更加具体的日常行为形式及其城市动力时，我们将介绍如何通过短期预测的方式来思考未来城市的样貌。尽管如此，我们对未来城市的各种创造都涉及本质上不可预测的深层变化，而这些变化将继续主导有关未来将如何发展的观念。如今，人们普遍认为，社会系统和城市与其说是机器，不如说是有机体。从这个意义上讲，它们是无数个人和群体决策的产物，并不从属于任何宏大计划。这些行为导致自组织的结[7]构，并表征为涌现行为（emergent behavior），我们将在后面的章节中对此进行更详尽的阐述。城市发展的这个概念与我们创造的产物——城市是不可预测的想法非常一致。因此，正如我们在后文中将反复论证的那样，将一个城市从另一个城市或其所属的更广阔的环境中隔离出来是非常困难的。此外，随着新技术的发明，城市变得越来越复杂，这更是让预测未来变得绝无可能。关于隔离的问题将遍及本书中的许多观点。但在我们开始研究当代城市特征的万花筒式属性之前，我们需要回顾并探究简·雅各布斯（Jane Jacobs）所说的“城市属于哪种问题”，从而引入这一概念——城市是系统，但与我们在日[8]常生活中所熟知的机械结构与机械动力学过程截然不同。复杂性：城市属于哪种问题雅各布斯的灵感有两个来源。首先是她所居住的位于曼哈顿市中心的那些紧密相连、清晰可辨的社区。这些社区正面临威胁，因为狂热的市政当局正借发展之名拆除建于19世纪、分布范围很广的高密度住宅，并以高层公共住宅取而代之。与此同时，该市提出了一个建设大规模高速公路网络的提案以应对机动车的快速增长，促使人们离开市中心，搬往郊区，而这与[9]低密度生活是美国梦的一部分的普遍观念一致。另一灵感来源则是瓦伦·韦弗（Warren Weaver）在洛克菲勒基金会的演讲。韦弗时任洛克菲勒基金会自然科学总监，他对科学包罗万象的描述提出了一种愿景，他认为适合于各种系统的理论应基于这样的观念：大多数系统应当自下而上地进行自组织、构建和管理。简而言之，他阐明了后来被称为“复杂性理论”的内[10]容。结合这两种不同的灵感来源，雅各布斯认为城市是自下而上构建起来的，且充满多样性。这些多样性只能来自个体们的单独行动和共同协作，将自己的想法与建设宜居与可持续环境相适应的过程。她在整本书中都一直在论证城市是以这种方式建造的。在探讨这一课题时，雅各布斯从自己在曼哈顿生活的经历中汲取了大量经验，因此这篇论文的大部分都在她的实践中得到了印证，而在最后一章中，她也从韦弗的演讲中得到了强大的理论支持。60年过去了，城市规划界正缓慢但明确地转向她的观点。随着经验的积累，我们进一步认识到自上而下地尝试和建设城市是多么困难，由于我们无法为强加的死板的总规划提供相应的组织以实现它、控制它，确保它不会被个人破坏，这些规划总是失效。城市是复杂系统的概念与我们无法预测其未来的概念是完全一致的。但事实上，这些观点的源头与20世纪后期之前的大多数科学一样，都认为世界最终是可预测的。复杂性理论正在迅速改变这种观点，但它的源头在于另一种不同的系统理论，它更多地依赖于自上而下“设计”的系统，而不是自下而上“演化”的系统。这是一种源自20世纪30年代生物学和物理学的“一般系统理论”，其关键点可以用“整体大于其各部分之和”这句话来概括。用路德维希·冯·拜尔陶隆菲（Ludwig von Bertalanffy）的话说，那些试图反对科学长期追求将万物归结为原子等不可分割的基本单位的人有这样一句口号，即不能仅[11]通过累加小单元来组装成完整物体。生物学自然是这一运动的焦点，因为不管是当时还是如今，都显然没有人知道如何从生物体的基本化学物质中产生感知活动。然而，虽然这一观点在当时具有革命性和争议性，但仅仅采纳这种观点并不能保证我们能提出“部分”如何合成“整体”的新的实用理论。实际上，在20世纪60年代，一般系统理论如火如荼地发展时，讨论主要聚焦于这个概念在许多定义不明确的科学和社会科学领域中的应用是否合乎逻辑，但在展示整体最终是如何从各个部分中衍生出来方面却收效甚微。当然，无论是建筑如何构成城市形态，还是我们作为个体如何聚集成城市集体的方面，城市都是系统理论的典型范例。以经济学为例。它的发展史是建立在描述一个典型的理性经济人如何分配资源以优化某些个人效用的理论基础上的。这种微观经济学被证明与市场的形成方式是一致的，因为这种个体的相互作用可以产生稳定的固定价格。但如果要描述整个经济体如何分配资源，就需要一种截然不同的理论。宏观经济学把焦点转向了个体的集合及其相互作用上，但没有阐明微观经济学理论如何与宏观经济的运行方式保持一致。这两个层次并非一定不一致，它们只是不同而已。有些人担心聚合问题，但总的来说，还没有人证明将这两种观点整合起来是可能的。在城市研究中，也存在类似的差异。微观城市经济和宏观城市经济的理论是从20世纪50年代开始发展起来的。微观城市经济基于个人如何在空间中定位，特别是消费者在特定市场中的定位，如住房。而宏观城市经济侧重于人口聚集体之间的相互作用，可类比物理学中势能的定义。事实上，20世纪60年代在这一领域取得的巨大成就之一就是明确表明，能使个体效用最大的空间中的个体资源分配模型与基于引力和势能的宏观物理模型是一致的，并在此基础上建立了空间尺度之间的一致性。然而，这一成就多少显得有些空洞，因为它对于真正的问题——零部件如何构成整体避而不谈。尽管证明不同层次的理论之间的一致性对于调和理论间的差异而言已经算得上一项成就，但实际系统如何从它们各个部分的基础上发展而来，这一基本机制我们还无法理解。在城市系统方面，人们已经证明，在时间的横截面上，局部决策可以添加到总体决策中。但是，关于城市是如何成长、繁荣、多元化、发展以及改变的，这样的问题甚至还没有进入议程。简而言之，城市的系统理论是围绕着部分组成整体的一个平衡点来构建的，这个平衡点无法应对除具有最大局部影响的变化之外任何形式的变化。复杂性理论的创始人之一约翰·霍兰（John Holland）对这一问题做了很好的总结：“城市是一种时间模式。没有哪一个单一组成部分一直存在于一个地方，但城市仍然存在……有人说，是亚当·斯密的‘看不见的手’，或者是商业或习俗维持着城市的连贯[12]性，但我们仍然要问，这是如何维持的？”事实上，一般系统理论在当代的体现就是复杂性理论。但自20世纪初期及中期诞生以来，该理论已经发生了翻天覆地的变化。在提供基本驱动力方面，时间意义上的动力学已变得比结构更为重要，而且城市和所有其他适用的系统总是处于不平衡状态（从周期性变化到灾变和混沌变化），这已成为一般系统运行的“正常”模式。系统可以用静态的方式被解释的想法现在看来是荒谬的，但大多数系统仍然可以并继续以这种方式被描述。关于城市规划的想法一直停留在这样的僵化状态中，时间直到最近都一直为人们所忽视。雅各布斯在写她的经典著作时，情况就是这样。然而，复杂性理论已经开始研究系统如何随着演化而显示出质的差异，研究它们是如何被锁定在某些显示出路径依赖的行为上的，以及反馈是如何以惊人、新颖的方式促进了增长和衰退。“历史很重要”已成为这种思想的警句。这类理论的早期支持者之一菲利普·安德森（Philip Anderson）证明，尽管物理学的研究程序是还原论式的，但其中也有很多只能用这些术语来描述的例子。尤其是在具有对称性的简单系统被破坏时，他说：“我们可以看到整体不仅多于各部分的总和，而且与各[13]部分的总和非常不同。”从某种意义上说，复杂性理论处理的是具有涌现结构的系统。这种特性显然是城市、经济和生态系统的特征，在这些特征中，令人惊奇的新元素不断演化。这种新特性可能只发生在系统内部的定位方面，但它足够常见以至于为我们所知，又足够不寻常，以至于使用传统方法基本上无法解释。以我们目前对城市的理解，我们只能举出最明显的例子。长期以来，人们已经知道了城市不同空间层次之间的相似性，现在我们可以通过简单的模型来说明小城市是如何扩展成大城市的，这些模型也说明了局部过程是如何生成总体模式的。在后面的章节中我们将介绍其中的一些想法，分形形态学就是一个很好的例子。不过，在某种意义上，分形形态学与复杂性理论的联系太明显了，而甚至在分形几何中，已有的研究也一直聚焦在静态结构上，而不是分形结构实际出现的方式。当然，动力学是所有这一切的关键。作为建筑师、规划师和城市理论家，我们乐于从形态上了解城市。但光是形态学还不够。它必须被分解，并且分解只能在动态条件下进行。我们需要好的理论和模型来证明在增长条件“正确”的情况下，正反馈如何能产生新的、令人惊讶的结构。虽然我们知道在过去的变化基础上的增量变化是如何通过实现规模经济来产生自己的动力的，但我们仍然不知道这种变化为何会在此处发生。当然，我们通常知道为什么会出现新的活动集群，比如边缘城市，但是我们不知道这种变化为什么会在特定的地点发生。我们可以跟踪发展过程，从区域经济学的角度阐述这种变化，但我们从来不知道这种现象可能在何时或何处发生。因此，涌现才是关键。霍兰再一次将其定义为“少中得多（much coming [14]from little）”，这呼应了菲利普·安德森对路德维希·密斯·凡德罗（Ludwig Mies Van der Rohe）“少即是多，多即是少（less is more,more is less）”的名言的反驳。霍兰的这句格言很好地体现了复杂系统的本质特征，在这种思想中隐含着这样一种概念——与传统机械系统的观点相比，这种系统本质上是不可预测的。决策和设计建造和使用城市涉及一系列决策，这些决策涉及人类生活方方面面问题的解决方案，从常规的简单任务，到如何应对毫无预警突然出现的重大的新问题。其中许多问题需要依靠创造力制定新的解决方案，另有一些问题涉及如何应对破坏我们感知城市处于平衡或稳定状态的新技术。复杂系统的特征包括我们难以事先预料的影响，而这些影响常由我们尝试的解决方案所激发，在实施后，这些解决方案就成为问题的一部分，就像当初促使我们处理问题的原始条件一样。这些典型系统的边界难以定义，且它们与外部环境间的相互作用无法测量。多年前，霍斯特·里特尔（Horst Rittel）将这种问题定义为“邪恶的”，[15]生动地描述其为具有“反噬性”的问题：一旦试图解决这些问题，情况往往会变得更加严重。事实上，这只是看待诸如城市等复杂系统的另一种方式：随着时间的推移，当我们发明新技术并采用改变系统本质的行为方式时，这种复杂系统就变得越来越复杂。处理定义不清晰的系统（即系统与其所在的环境间不存在硬性的边界）所带来的问题是，定义系统元素间相互作用的因果循环扩展到更广阔的环境中时，我们无法描绘其终极影响。为了缓和这种情况，系统的边界必须被进一步扩展，直到它看起来似乎包含整个地球——或者更抽象地说，包含整个“宇宙”。这正是全球城市所面临的情况：在一个使用智能手机等网络设备，原则上每个人都可以彼此交流的世界中，城市变得几乎无法定义。我们将在后文中详细讨论这一边界问题，但还有另一个边界需要注意，那就是与时间相关的边界。复杂系统一个有违常理的特征是，反馈和相互作用的影响往往在一开始逐渐减弱，但随后又恢复，然后开始随着时间爆发式增长，这会导致各种各样无法定义的反常动力，更遑论追踪。这些都是“邪恶问题”所具有的反噬性。描述混沌系统的经典例子出自爱德华·洛伦兹（Edward Lorenz），他于1966年指出，气候条[16]件的微小变化可以引发重大事件。他关于可预测性或者说不可预测性的生动描述就包含在他论文副标题的设问中：蝴蝶在巴西扇动翅膀会引起得克萨斯州的龙卷风吗？他证明，根据简单的气候模型，蝴蝶的确会产生这样的效果，这是对可预测未来的致命一击。当然，自17、18世纪启蒙运动和第一次工业革命以来，我们对于预测的观点也在不断演化。这主要是因为，随着世界变得越来越复杂，我们对未来在某种意义上可预测，或者至少通过努力发明适当的科学预测机制之后就可以预测的确信已逐渐消退。直到机械时代，当我们建造城市时，大多数的进展都是缓慢而确定的，个人和小群体根据当时的情况调整他们的设计，这些调整变化得足够缓慢，使得建筑结构和城市活动选址方面很容易吸收创新。克里斯托弗·亚历山大（Christopher Alexander）将过去的城市设计描绘成自下而上的无意识演化与适应过程，在这个过程中，通过不断修正问题，使用者作为[17]建设者不断改进产品，好的设计应运而生。当变化太大时，建筑和建设者没有足够的时间来适应这些环境的变化，城市因此在许多方面变得功能失调。因此，建设速度较慢的城市似乎更像是生物系统，而不是机械系统。当然，这种自下而上的设计和发展的特征是复杂性理论的核心思想，但具有讽刺意味的是，这些根深蒂固的演化过程在很大程度上被现代城市的建设方式破坏了。简而言之，我们的城市已经不再能很好地适应我们的需求，主要是因为环境变化得太快，以至于参与建设的人无法足够快地响应我们不断变化的需求以及似乎以越来越快的速度不断累积的创新。在设计方面，并不存在一个所有人在改变城市环境时都应当遵循的标准过程。设计包含解决问题的各种要素，如灵感、洞察力、发现，以及个人和群体的创新。设计还根植于社会和政治环境，涉及各种思索、阴谋、互相攀比、虚张声势和决策时出现的所有其他情绪。简而言之，设计没有标准过程，未来也不会有。环境背景非常重要，很多发现都是因为发现者在正确的时间处在正确的地点才做出的。事实上，创造未来可以用不同的方式来实现，如制定决策、解决问题、设计方案，但关键问题是这些发明是不可预测的。可能某些元素在某种有限的程度上是可预测的，但一般来说，这种未来是不可知的。人们很容易想到历史上的城市，尤其是那些在工业时代之前发展起来的城市，是很好地适应了周边更广阔的环境而建成的例子。我们将在这本书中论证，正在发生的巨大转变将彻底改变城市作为一个物质实体，甚至是空间实体的概念。甚至有关过去200年来，城市所遵循的变化过程比现代城市更有机的观念在下个世纪乃至以后也可能发生改变。事实上，在现代之前，城镇都是分区域来规划的，但是大多数自上而下的规划都是相对良性的，大多数发展缓慢地适应了背景环境，并由此发展出了“乡土设计”这一术语。工业革命改变了这一切。从19世纪中叶开始，住房、工业和交通都受到新技术和新组织过程的影响，这些新技术和新组织过程使得地方决策远离了用户建设者，转而代表企业与机构，但这些企业和机构的任务和对建成环境的影响与此前的用户建设者有很大不同。20世纪早期和中期的与高层建筑联系在一起的公共住房计划就是最好的例子。这代表了城市建设与前工业化时代的彻底决裂，城市是根[18]据勒·柯布西耶的那句名言“住房是居住的机器”所构想的。在这句话中，我们可以轻松地把“住房”换成“城市”，但复杂性理论暗示城市更像有机体，能够适应不断变化的环境，而不是通过强加自上而下的模型，严格设计每个构筑单元和居住者所处的位置。思考未来城市由于我们在此提出的研究假设之一是未来从本质上说是不可预测的，因此这并不是一本预测未来城市将是“何种样貌”的书，也不是一本关于如何设计未来城市的方法合集。它的内容更多地侧重于基于创造未来的论点来思考我们应当如何看待未来城市。但正如我们无法预测未来，我们也无法预测如何创造未来，对于城市而言尤为如此：由于在现实生活中决策主要自下而上地由我们每个人产生，城市未来的多样性近乎是无限的。然而，城市的世界并不是随机生成的。我们在这里要做的就是阐明某些主题，甚至可以说是原则，我们认为这些主题和原则适用于所有城市，甚至我们未来和过去的创造也必须以它[19]们为基础。在下文中，我们将介绍空想家创造的城市形态案例，但谈及城市实际上的增长和发展时，这些案例会显得过于离谱。如果读者想要从本书中寻找新颖、直白、视觉上引人入胜的未来城市图片，那他们可能要失望了。尽管我们介绍了一些过往的案例，而且这些案例与“思想实验”有明显的相关性，但它们只构成未来城市可能性的一小部分。事实上，我们在书名“创造未来城市”中提到的“创造”并不是指人工制品的发明，而是我们认为在进行有关未来的所有思考时应当有的基础过程。彼得·蒂尔（Peter Thiel）是一位反传统的企业家，他对未来城市的流行愿景和未来现实之间的差异进行了很好的总结。在2011年关于信息技术发展的评论中，他说：“我们想要飞行汽[20][21]车，却只获得140个字符！”未来不会是高耸的建筑物或无限的城市蔓延。未来无关无人驾驶汽车，也不会出现我们所有人都生活于其中，虽通过无线连接但物理上相隔甚远的“电子小屋”。事实上，它可能涉及所有这些东西，但在本质上是不可知的，而我们要想揣测它，唯一的方法是定义一个对所有城市及其未来形式都通用的方法。在这种方法中，我们将不再强调预测，而是强调创造，但这种“创造”与当代新闻媒体界报道中的发明创造和发明家的概念完全不同。简而言之，我们将聚焦创造过程，即“创造的动作”，而非创造物本身。在展开具体讨论之前，我们将先对21世纪剩余时间内世界人口的增长和变化做一些推测。托马斯·马尔萨斯在1798年出版的《人口论》中首次提出了未来世界会因人口过剩而资源枯竭，从而进入失控状态的悲观预测。大约200年后，这一预测在罗马俱乐部1972年的报告《增长的极限》中再次出现，但这一预测似乎从未被证实。看起来，所有人口族群的人口变化趋势都显示出了人们熟知的逻辑斯谛曲线，即S形曲线。到21世纪末，世界人口将进入一个非常不同的时代，人口增长将持续减缓，甚至人口数量可能会趋于稳定。但与此同时，到21世纪末，至少是大多数人（甚至是所有人）都将生活在城市中。人们并非生活于同一个大城市中，而是在许多规模不等的城市中。城市按规模的分布遵循我们在此介绍的第一定律或原则，即齐普夫（Zipf）分布定律，它预测小城市将比大城市更多。[22]简而言之，21世纪将见证一个巨大的转变，从200多年以前大多数人都没有居住在城市里的世界变为一个人人都居住于城市中的世界：这不是从“城市1.0”到“城市2.0”，而是从“没有城市”到“有城市”。如果在21世纪末我们都将居住在城市中，那么城市（city）的确切概念就将存疑，一个更为通用的描述将是我们所谓的“城区”（urban）。因此，这种大转变可能被描绘成从“非城区”（甚至农村）到“城区”的转变。由于我们永远不会知道未来会怎样，就组织城市社会的方式而言，大规模的逆中心化也是可能的。事实上，乔治·吉尔德（George Gilder）提出：“大城市是工业时代遗留下的包袱……主要是因为新的信息技术在不断地分解……城市和其他集中的权力……这意味着……[23]小而廉价的分布式组织和技术将占据上风。”他设想，在我们的未来，“电子小屋”会随处可见。鉴于我们创造的未来有高度的不确定性，这些推断与其他推断一样重要。在一个万物彼此影响的全球化的世界中，城市将相互融合，并跨越时空的鸿沟而相互联系。与此同时，它们的定义，尤其是物质性定义，将更加难以捉摸。城市的起源和终点将越来越不确定。这种困境在许多针对大城市人口的估计中都体现得非常明显，但实际上任何规模的城市都是如此。自从250多年以前，欧洲不再以围墙作为城市的边界并以此作为向民族国家迈进的一部分以来，这个问题日益严峻。技术变革让原本独立的城镇和城市逐步融合在一起，从而加速了这种模糊。在描述城市特征时，我们将援引城市是一种集群的概念，其中各种组件通过某种黏合剂相互结合，形成城市网络，这一模型对于城市的定义很有用。城市作为居住区的一种层级存在，为我们鉴定城市类型的范围提供了一种方法，从部落和村庄到大都市和特大都市。在某种程度上，城市的物理定义正在瓦解，而这并不是因为将其组成部分联系在一起的纽带正在消失。恰恰相反，随着城市成为全球网络的一部分，联系纽带正变得越来越强大。直到近十年来，随着智能手机的迅速普及，我们才逐渐认识到这一点，通过智能手机，我们可以随时随地与任何人保持联系。这体现了我们的第二个原则，即“现代大都市悖论”。它由爱德华·格莱泽（Edward Glaeser）最早提出，其意思是随着跨距连接的成本和所需的时间成本逐渐降低，人与[24]人之间的邻近反倒越来越重要。信息技术的革命在21世纪将继续推进。然而，正是这种情况迫使由路易斯·沙利文（Louis Sullivan）于19世纪末首次阐明（但至少自古典时期起就受人推崇）的“形式追随功能”[25]的概念与现实发生了重大割裂。为了推进这一想法，我们首先从约翰·海因里希·冯·屠能（Johann Heinrich von [26]Thünen）那里引进一套原则，称为“标准模型”，他在近200年前阐述了它的基本形式。这种经济逻辑表明城市是围绕其中心商业区构建的，这种中心商业区通常是居住区的发源地或是最初进行贸易和交换的市场。在这样的系统中，土地的使用方式是这样的：不同土地用途能支付的价格或租金不同，而土地租金与土地靠近城市中心的程度相关，因而相似土地用途围绕城市中心形成了同心圆带。因此，在布局城市不同位置的功能时，地块到中心的距离起到了关键作用。由于越靠近中心的土地越有价值，越趋近于中心的租金和建筑密度就越高。同时交通量也在增加，拥堵情况亦然，这就是邻近中心的代价。但如今，越来越多的人通过“以太”来进行交流，通俗来说即通过访问网络来使用电子邮件和社交媒体，同时将信息远程存储于云端。限制我们在特定场所进行特定活动，迫使我们聚集在一起的传统联系纽带正在失去作用。纽带正在消解，而使我们能够利用信息在彼此之间建立更紧密的网络的联系则正在加强。简而言之，这体现了格莱泽悖论，即邻近变得更加重要，因为距离的威慑效果不再那么重要了。信息技术也正在改变和扩展我们对城市结构的看法。在过去，尤其在过去的100年中，我们已经研究了城市如何演化、改变，以及如何以大规模和长期的方式在物理上进行规划。未来的规划以年甚至数十年为单位，而我们能获取的有关城市如何在短时间内——几分钟、几小时或几天内发挥作用的信息却极其有限。事实上，我们对短期的感知从某种程度来说是有些任意的。日常事务只有在较长的时期内，当时间增加到几个月、几年之后，才可以产生大规模、长期的具有相关性的变化。然而，自新千年来，体现计算机和电信技术最高程度融合的智能手机兴起，我们便能够了解、影响、感知和控制24小时的城市。同时，我们已经知道城市更像是有机体而不是机器，是自[27]下而上演化的，而不是自上而下被规划出来的。利用最近开发的大量作为“智能城市”中一部分的传感器，我们可以感受到城市的“脉搏”。事实上，城市比单一有机体复杂许多倍，因为它是许多脉搏的集合体，每种脉搏的速率都不一样，但最终都由我们人类的生命周期和节奏来协调。我们可以将其视为“高频城市”，它与我们在更长的时间尺度和更低的频率下发展变化的传统的城市模型形成了鲜明对比。在工业革命以前，城市人口超过100万的可能性很小，而且需要巨大的资源，只有集整个帝国之力才有可能实现。罗马，一个人口增长到100万左右的城市，之所以衰落主要是因为它的中心无法维持，而明朝（和更早的若干王朝）在当时位于今南京的首都拥有相似的人口，也遭遇了类似的命运。要使城市人口增长到超过100万，需要发明机械技术，尤其是内燃机技术，使人们能够通过新的交通工具到达郊区，还需要电梯和电话，才有可能建造摩天大楼，从而向上寻求更多的近距离空间。我们将第4个原则归功于H.G.威尔斯（H.G.Wells），他在1902年提出，人口分布一定始终取决于将人口联系在一起的交通方[28]式。在所有这一切中，第5个原则是被称为托布勒第一定律[29]（Tobler’s First Law）的地理学定律，它表明邻近事物之间的联系比相距较远的事物的联系更为紧密。这是我们另一个共同的想法，在标准模型、摩天大楼的高度、城市本身及其腹地的范围等各个方面都可以找到它的痕迹。以上原则表明，随着物理联系的松动和虚拟联系的增强，形式将不再追随功能。如果我们将这些原则应用于对未来城市的猜测，我们就能找到一种方法来思考未来可能会是什么样的。本书从某种方面而言就像一篇长篇论文，它既具有思辨性，又专注于技术上的问题，并以现代科学哲学为基础，认为预测是偶然的。在本书的最后部分，我们将重点关注与如何思考与创造这一未来相关的问题，并将信息技术的快速发展作为其关键特征之一来进行研究。这场技术革命中最深刻、最具深层次的力量之一是弗朗西丝·凯恩克罗斯（Frances [30]Cairncross）所谓的“距离之死”。虽然她曾借此指出互联网的影响以及随之而来的一切，但我们会证明，尽管万物皆有联系，但是托布勒定律也表明城市之间的距离仍是主要的评判要素。所有这一切都是智慧城市兴起的重要组成部分，我们认为它正从以能源为基础的社会转变为以信息为基础的社会。用尼古拉斯·尼葛洛庞帝（Nicholas Negroponte）的话来说，就[31]是从原子到比特的转变，从城市是例外的世界到城市是规则本身的世界，从“无城市”到“城市”，从非都市到都市。当我们研究城市的脉搏周期时，它们似乎变得越来越快，越来越强烈。当不同周期在合并时，它们暗示了一个“创造性破坏”的持续过程，其变化速度如此之快以至于对象似乎失去了控制。这意味着我们正朝着一个奇点前进，尽管我们在此只是暗示这种情况可能会发生，但我们似乎已进入了这样一个时期，新发明的影响力越来越大，使得即使是最谨慎的假设情景，在能被恰当地阐述之前，看起来就已经过时了。毋庸置疑，我们处在一个新世纪的开端，这个世纪既富有创造性，又具有破坏性。未来的世界将是一个全球化的世界，城市之间的联系越来越紧密，各级城市之间的物理迁移将成为增长和衰退的主导力量，而我们生产、采购和消费的传统方式将受到自动化巨大进步的影响。这些就是未来几年的预兆。[1] Karl Popper’s argument that the future is inherently unpredictable was first formalized in 1934 in terms of the scientific method and published in his book The Logic of Scientific Discovery (London: Routledge and Kegan Paul, 1959; first German edition published in 1934). He broadened his argument to society at large in The Poverty of Historicism (London: Routledge and Kegan Paul, 1957).[2] Denis Gabor, Inventing the Future (London: Secker and Warburg, 1963), 135; and Alan Kay quoted by Deborah Wise, “Experts Speculate on Future Electronic Learning Environment,” InfoWorld 4, no. 16 (1982): 6.[3] N. Taleb, The Black Swan: The Impact of the Highly Improbable (New York: Random House, 2007).[4] Bertrand Russell in The Problems of Philosophy (Oxford, UK: Oxford University Press, 1912) first used this example, but it is widely used in introductory expositions of the philosophy of science and scientific method; see, for example, Alan Chalmers, What Is This Thing Called Science?, 3rd ed. (Maidenhead, UK: The Open University Press, 1999).[5] Popper, Scientific Discovery.[6] In their book Superforecasting: The Art and Science of Prediction (New York: Random House, 2015), Tetlock and Gardner provide countless examples of situations where we can generate quite good predictions in the short term, particularly where our responses to events are immediate, almost instinctive. However, they also show that as the complexity of the phenomena in question increases, such predictability quickly disappears.[7] 又译作“层展”“演生”等，指一个系统的局部组成部分之间发生相互作用而形成的系统全局行为，在物理学、生物学、经济学等涉及复杂系统的学科中都扮演了重要角色。——编者注[8] In The Death and Life of Great American Cities (Random House, New York, 1961)—one of the most prescient books about cities ever written—Jane Jacobs drew on developments in the emerging science of self-organization and complex systems to argue her case for minimal intervention in the attempt to solve cities’ evident problems of congestion and poverty. Her book reflects this argument in its last chapter.[9] Jacobs was already writing in 1958 about American cities as, for example, in her journalistic work on urban sprawl. See W. H. Whyte, F. Bello, S. Freedgood, D. Seligman, and J. Jacobs, The Exploding Metropolis (Garden City, New York: Doubleday and Company, 1958).[10] Warren Weaver’s address was given in 1947, and his paper first published as “Science and Complexity,” American Scientist 36 (1948): 536–544.[11] Ludwig von Bertalanffy developed the idea of general system theory in the 1930s, but the best guide to the field is his General System Theory (Harmondsworth,UK: Penguin Books, 1972).[12] John Holland makes this point quite coherently using the example of the city in his book Hidden Order: How Adaptation Builds Complexity (Reading MA: AddisonWesley, 1995), 1–2.[13] Philip Anderson, another of the founders of complexity theory and a Nobel Laureate in low-temperature physics, summarized the essence of complexity theory in the title of his paper “More Is Different,” Science, 177, no. 4047 (1972): 393–396.[14] In John Holland, Emergence: From Chaos to Order (Reading, MA: Perseus Books,1998), 1. Mies van der Rohe, the last director of the Bauhaus School, adopted the term as his cliché for minimalism in architecture. It has been used by others for simplicity in art and science: see https: //en. wikipedia. org /wiki /Minimalism #Less_is_more_. 28architecture. 29.[15] Rittel, in an unpublished paper originally written in 1969, was inspired by an editorial written by C. West Churchman (“Wicked Problems,” Management Science 14, no. 4 （1967）: B141–B142) in which he (Churchman) defined many problems in management as being “wicked” in the sense that obvious solutions turned out to be not so obvious, or indeed perverse. Rittel, spurred on by Melvin Webber, then generalized the argument from design to the policy and planning sciences in their paper H. W. J. Rittel and M. M. Webber, “Dilemmas in a General Theory of Planning,”Policy Sciences 4 (1973): 155–173. Much has been written about wicked problems since this seminal paper; a good summary is contained in a 2016 special issue of Landscape and Urban Planning edited by Brian Head and Wei-Ning Xiang. There is a little poem by Piet Hein that sums up the dilemma those dealing with complex systems like cities will always face: “Problems worthy of attack prove their worth by fighting back” (Grooks 1, Doubleday and Company, New York, 1969).[16] E. Lorenz, “Predictability: Does the Flap of a Butterfly’s Wings in Brazil Cause a Tornado in Texas?” Paper given to the 139th meeting of the American Association for the Advancement of Science in 1972; available at http: //eaps4. mit. edu /research/Lorenz /Butterfly_1972. pdf.[17] C. Alexander, Notes on the Synthesis of Form (Cambridge, MA: Harvard University Press, 1962). This was his PhD thesis, and it was highly resonant with the arguments used by Jacobs in her famous book The Death and Life of Great American Cities. But it is not clear that Alexander was aware of her work when he wrote his thesis. In essence, they are both saying the same thing about how cities should be developed and designed: slowly, surely, adapting to试读结束[说明：试读内容隐藏了图片]