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未來創造城市,致敬2020 (二)| 城市是個生命體
在上一篇《未來創造城市,致敬2020!(一)| 城市因何繁榮?》,我們從任澤平先生于今年十月發表的一篇長達2萬余字的長文引申開來,談到了過往對城市的評價單一性,未來我們將習慣對城市發展進行多維評估(推薦前文:重塑未來,全球城市再洗牌)
未來5期孚園將對全球及中國城市發展圖景進行總覽梳理,建立基于未來城市的科學發展觀,并以此作為孚園既往觀點的一次總回顧,致敬特殊的2020年!此為第二篇,談談將城市作為生命體看待,應從哪些角度來對其進行評估和考量。
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最早的時候,城市被視為一架單純的機器,我們賴以生存的食物和水是供養它運轉的燃料。但不久之后就有人認識到,我們的城市要比機器堅韌得多:它不會因為某個“零件”損壞而停止運轉——且不說房屋倒塌等災難在城市慣常發生,無數城市也都從駭人的兵火中艱難重生。這個特征讓人意識到,相比機器,城市更像是一個能自我修復的生命體——達芬奇可能是最早意識到這點的人,他將城市的運行機制類比為人體的血液系統和神經網絡,隱喻兩者之間存在難以言說的相似之處。上世紀60年代,美籍奧地利建筑師、現代購物中心之父維克多·格倫(Victor Gruen)在其著作《我們城市的核心》(The heart of our cities)中直接論述:
“城市可被看作一個向其各個部分輸送能量的流動網絡…我可以想象一個大城市是一個有機體,在這個有機體中,每個細胞都由細胞核和原生質組成,這些細胞結合成團,構成特定的器官,就像城鎮一樣”
再后來,城市與人體兩者之間的映射關系甚至成為不少著述的支撐觀點。比如分形學認為,底部的小結構組合成更高層次的可比結構,它們的功能類似:細胞形成器官、器官支撐人體、人體居住在房子里、房子鋪造為城市……英國理論物理學家、復雜系統科學研究中心圣塔菲研究所前所長杰弗里·韋斯特(Geoffrey West)甚至認為“生命體、公司和城市之間存在想通的內在生長邏輯”,在其著述《規模:復雜世界的簡單法則》一書中,他認為“…城市最終是由我們的呼吸復合體生產的ATP提供動力和支持的(圖1)”,并且城市和人一樣,在受到底層結構支撐的同時,其發展規模也受制于底層結構的約束:
“在很短的時間內,我們從生活在人數相對較少的小型、原始的群體中進化到用涵蓋數百萬人口的龐大城市和社會結構統治地球的現況。正如生物體要受到細胞、線粒體、呼吸復合體層面上的涌現規律集體行動的約束,城市也來自并受限于社會互動的潛在的涌現動力學的約束。這些規律并非‘意外之得’,而是多個結構層面上的進化過程的結果。”
比如,人類一生的心跳次數和各類動物基本一致(圖2),因此人類的壽命長短往往取決于體重大小所帶來的代謝率(圖3)——這個動物界的代謝率規模法則又稱作克萊伯定律(Kleiber’s Law),是以首位闡述該定律的生物學家克萊伯的名字而命名:代謝率隨體重的約3/4次冪發生變化,即如果一個哺乳動物的體重增加一倍,代謝率就會下降25%。
韋斯特認為,城市也和生物界一樣,滿足等比例縮放的規律:城市人口規模每增加一倍,其社會經濟指數,如工資、財富、專利數量、艾滋病病例、犯罪率、教育機構數量等,也隨著人口規模變化而按近似1.15的超線性指數比例放大,而相反的是,城市的人均基礎設施,如道路、電線、水管的長度及加油站的數量會等比例減少15%(圖4)。
事實上,這個15%的效率提升反映的恰是城市經濟學所談過的“集聚效應”(中心將在續文中具體論述),但我們通過比較觀察得到的城市宏觀運行的狀況并沒有揭示其經濟機制——也就是說,如果我們強行將幾個更小的城市強行合并在一起(如果能做到的話),“整體效率”并不會相應提升。反過來說,正是基于千千萬萬的人斟酌判斷選擇在哪座城市定居,才整體優化出了我們所觀察到的這種效率分布。它是無法被安排的。因此,“15%之說”只是發現了城市間類似生物群落生長邏輯的規律,但它并沒有探尋城市規模何以如此分布的原因,自然也就無法指導城市下一步的進階發展。
圖1:生命的能量流等級系統——生命的能量流等級系統始于呼吸復合體(左上圖),通過線粒體(中上圖)和細胞(右上圖)產生能量,提供給多細胞生物體和群落結構。從這個角度而言,城市最終是由我們的呼吸復合體生產的ATP提供動力和支持的。盡管上述結構看起來很不相同,但每一個結構的能量分配都是通過具有相似特性的空間填充分級網絡實現的。
圖2:動物一生中的心跳次數與體重的關系——讓人吃驚的是,所有哺乳動物一生中的平均心跳次數大致相當
圖3:動物的代謝率與體重的關系:體重越大,代謝能量越大,每分鐘心跳次數越短,壽命越長
圖4:城市專利數量與人口的關系——城市人口每增加1倍,人均專利數增加15%
不過,另一種觀點認為,城市想要真正做到“有機”需要“智慧”的支撐。當城市被物聯網、大數據和人工智能等先進的技術手段武裝起來之后,它的運行機制可以像人體的“等級組織”一樣精準協調(圖5)。
人體結構與功能的基礎是細胞(Cell,第一層,此文無需深究細胞是如何生成的),專門的細胞組合在一起承擔共同功能的時候就形成了組織(Tissue,第二層,組織反過來在結構和生理化學上又對細胞提供支撐);而當多個組織連接在一起并形成具有特定功能結構的時候,器官就產生了(Organ,第三層);當多個器官一起合作就能有效完成特定的器官功能(Organ system,第四層,比如消化系統的工作就需要胃、小腸和胰腺等共同參與協作);最終人體的11個器官系統共同工作才能執行生命所需的生理功能(Organism,第五層,雖然每個器官系統負責不同功能,但它們卻是互相緊密聯系的,比如肌肉系統并不是獨立運行的,它必需依賴骨骼、神經和心血管系統來發揮其功能)。
圖5:身體的“層級”組織——一般由五個層級構成:細胞(Cell)、組織(Tissue)、器官(Organ)、器官系統(Organ system)和有機體(Organism)
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未來的智慧城市將如何“模擬”人體功能的層級結構呢?
這一觀點流派認為,生活在城市里的人、聯網的車輛、路燈甚至智能服裝等等這些用來生產和收集數據的“單元”,構成了智慧城市的“細胞”;
圖6:未來智慧城市的運行機制會像人體組織功能一樣通暢平滑嗎?
而將這些數據收集單元串聯起來的“通道”就形成了智慧城市的“組織”,包括硬件上的道路、管線和電纜、各類軟件上的APPs以及各種API端口等;
更上一層就是智慧城市的各大“器官”,它包括由這些“組織”組合起來提供功能和服務的窗口和平臺,具體如智能建筑、智能工廠、智能商場、智能車站和智能管理等;
繼續往上追溯,智慧城市對外呈現出來的智能“器官”,必然對應著背后的一整套“智能系統”:智能電網管理能源的生產、分配和消費;智能交通管理私人和公共交通、智慧基礎設施管理城市的基礎設備和硬件要素,并確保易維護和可持續運行;智慧場所能夠自管理清潔、安全、可用性;智能供應鏈自動傳輸零件和貨物等......智能是這些“器官系統”的共同點,不同的“器官系統”共同塑造了一個智能的社會;
最后,智慧城市對應的“有機體”,就是一個有形與無形結合的中央信息通信技術平臺。這個平臺確保各個系統之間可以相互操作,就像我們的身體一樣。并且最關鍵的是,這個技術平臺也是由人工智能支撐的,它將促進智慧城市自行思考、行動和進化。
如此映射關系顯得巧妙而工整,但我們認為這只是有意識地將城市和有機體之間某些表面相似的特征抽取出來進行配對而已——簡而言之,這種比較的方法本身是機械、而不是“有機”的。它忽視了城市運行的底層機理,并無意中將其核心驅動力淡化處理了:城市和人體這樣的有機體相比,最大的區別正在于它最重要的“細胞”——人,是異質的。
人口不是無差別的數量堆積,不存在所謂的“量變引起質變”(事實上細胞“堆積”成組織也不只是簡單的數量疊加)。比如,我們現在最常用經濟規模來給城市排名,但城市經濟規模的背后往往可以追溯到一個個的企業、以及企業背后的創始人。
前兩年中央統戰部和全國工商聯推出“改革開放40年百名杰出民營企業家”名單,只需粗略瀏覽,就能將上面的一個個名字和城市的發展聯系起來,比如深圳—華為—任正非、成都-新希望-劉永好、合肥-訊飛-劉慶峰……但我們在探尋愛因斯坦的天資時,會追問他究竟有哪些特殊細胞嗎?
恐怕不會!
那么,當我們談論城市的“有機”時,想要表達的究竟是什么呢?當我們從城市的現象本質出發——即人類脫離了基于土地的農業生產而集聚在一起——研究“城市”這個人類發展伴生物的階段性變遷規律時,最終發現這些規律和生命體的特征存在不少相似之處,因此我們借用生物體的這些特征來描述城市的內涵,并將符合這些特征的城市稱之為“有機城市”。
所以,城市的有機體主要體現在哪里?我們認為主要有三點。
一是組織性。這甚至是“城市”這個詞的旁生定義,因為人類集聚在城市顯然不是為了“單打獨斗”,天然的競爭與合作需要,讓城市人口最終設立了各式各樣的法律條款或規范將彼此連接在一起。市政管理機構、公司、學校、產業聯盟、行業協會、民間機構甚至網絡論壇版塊等都是組織的結果。
二是新陳代謝/生長。有機體需要攝入化學物質并轉化為能量來維持肌體功能,相較之下,城市需要導入外部資源來維持日常的生產和消費,而當城市的凈產出不斷增加時,就勢必需要依靠吸引外來人口導入,從而得以“生長”(反之則會收縮)——這種城市規模的動態變化可能是最有別于動物體型的地方:深圳在40年間從一個小漁村成長為一個人口近2000萬的大都市,內部復雜性已經不可同日而語,可謂是真正的“質變”。但是,我們卻從未見過老鼠能長成大象的體格。
三是適應性/進化。隨外部環境改變而變化是生物最重要的生存能力,生物體各個器官的功能、大小、形狀和顏色等都可以順應生存環境而變化。而城市的適應性主要體現在兩方面:不斷的技術變革帶來的破壞性創新中,人能調整自己的技能適應新的產業需要,新成立的企業則能替代死去的企業重新煥發生機;與此同時,城市也能一次次更新自己的空間,在每個衰落的區域挖掘出當前市場可支付的最大價值。
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