【編者的話】

城市的演化過程如同一個人的成長，在不同的階段有各自的代表性特征。城市的階段是如何劃分的，不同階段臨界點在何處，以及這些城市臨界點對我們把握和治理城市有何作用。本次解釋城市將從城市作為一個演化的復雜系統視角出發，理解城市中那些臨界現象。

城市是一個復雜系統，這個系統包含了許多相互關聯的要素和組成部分，如人口、經濟、交通、環境、文化等。這些要素之間相互作用、相互影響，形成了城市的特定結構和功能。自組織能力是城市這個復雜系統最顯著的特征。 

一、城市是一個開放體系

1971年，德國著名理論物理學家赫爾曼·哈肯（H. Haken）在其經典著作《協同學：一門協作的科學》中把系統組織分為自組織和他組織，所謂“自組織”，就是不需要外力的作用，一個體系也能實現內部自我有序運轉，或者從無序向有序轉變。

從1990年代開始，學者們紛紛用系統論的視角去認識城市，討論城市是不是也是自組織系統運作的一種模態。布魯塞爾學派的著名學者艾倫（P. M. Allen）在其撰寫的《作為自組織系統的城市與區域》一書中，首次系統分析了哪些規律支配城市的自組織行為。

用今天的觀點看來，城市不僅是一個自組織行為，也有外部力量的支配（哈肯稱之為“他組織”）。比如，在城市體系中，國家影響的力量依然是強大的，城市網絡對其他城市的影響也同樣不可避免。城市越來越被認為是一個開放的系統，既有自身的結構演化，也有外部力量的干預。總體來看，城市是人流、信息流、資本流、技術流等各種要素匯聚的開放體系。

一個體系如果不斷有各種能量和流量匯聚，到達一定的程度就會有相變情況的出現。所謂相變，就是微觀個體的行為發生了變化，系統的宏觀狀態出現重大調整的情況。 

二、城市轉型升級有哪些關鍵臨界點？

城市也一樣，作為自組織的城市。城市中個體狀態發生了集體變化，到達一個臨界點，就會有城市整體狀態的變化。

舉個例子，當50%的農村人口流入到城市中，即城市化率到達50%，就是城市發展的一個臨界點，這一階段可能會出現加速城市化，城市中人口集聚的優勢和問題開始凸顯，出現城市交通擁堵、城市資源緊張等問題，但同時規模經濟，工業化等優勢也會在這一時刻凸顯。城市化率到80%-90%左右又會出現另外一個臨界點，這時候城市化過程趨于平衡，也是很多發達國家城市化的極限。 

不僅城市化率表現出臨界性，城市中的經濟現象也會有一些臨界性特征。

2020年，著名期刊Science Advances上，幾位德國和美國的學者發現120萬人口是城市創新經濟的臨界點，低于120萬人口的城市產業通常不具有太強的規模性，創新經濟難以發生；而高于120萬人口的城市規模經濟效益顯著，經濟創新更強。

城市中的交通同樣也有一定的臨界性，比如我們平常導航經常見到的道路不同顏色就是城市交通的臨界性體現。

圖1  不同規模下城市的主導產業是不同的
資料來源： https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.aba4934

表1  城市主干路、次干路區間路段平均行程速度的那些臨界點

資料來源：《道路交通擁堵度評價辦法》GA/T115-2020

在城市所有的臨界性中，幾乎人口規模與結構的臨界性是一切臨界性的起源。比如，特大城市與超大城市的區別在于城區常住人口是否達到1000萬這一臨界點。聯合國標準中，65歲以上人口的占比超過7%這一臨界點即為“老齡化社會”，超過14%這一臨界點為“老齡社會”，超過20%這一臨界點為“超老齡社會”，這些人口結構的臨界點反映了社會的不同階段和不同形態。

除了自然產生的臨界點之外，有時候我們也會憑直覺與經驗去定義一些城市臨界點。

2017年《上海市城市總體規劃（2017-2035年）》要求把2035年上海常住人口控制在2500萬人這一臨界點；2023年發布的《上海市推動制造業高質量發展三年行動計劃（2023—2025年）》中，提出工業增加值占GDP比重要達25%以上，這是根據世界銀行團隊做出的研究確定的城市工業規模臨界點。

此外，歐美各大主要城市把碳中和時間確定為2050年，這也是城市綠色發展的臨界點。

此類案例，不勝枚舉，也正說明了城市也在主動去創造一些臨界點以規范其演化過程。 

三、城市轉型升級就是突破一些臨界點

我們經常談及的“城市轉型與升級”，其本質就是城市突破一些臨界點，從一種狀態向另一種狀態（往往是更加高級和穩定的形態）的轉折過程。

把握好城市臨界性特征、準確預測城市臨界點對于及時調整治理模式至關重要。歷史上很多城市錯失機遇往往就是沒能把握住發展過程中的臨界現象。既要看準城市在自組織演化過程中自然發生的臨界點，又要精準研判，主動謀劃與布局城市中的臨界點，作為城市轉型升級的重要標準或者約束條件。

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“解釋城市”專欄由上海發展戰略研究所戴躍華博士主持，關注城市科學發展的前沿趨勢，解釋城市科學以及城市中人類行為動力學的一般特征和規律，探究利用前沿城市科學理論優化城市治理的路徑和方法。