本文内容来源于《规模》[英]杰弗里·韦斯特
城市是文明的熔炉,它们一直在扩张 城市化的扩张速度,在过去的200年里变得越来越快。而到本世纪下半叶,整个地球都将被城市所主宰。现在,伦敦人口占英国人口的13.1%;东京都人口占全日本人口的10.3%;巴黎人口占全法国人口的15.9%;首尔人口占韩国人口的20%;维也纳占到奥地利人口的20%。
即使在城市化过程已经基本完成的像美国和加拿大这样的发达国家,人们仍然在不断向大城市集聚。一些国际大城市仍然在继续扩大,而不是缩小。然而,不断扩张的城市也带来了诸多问题:卫生、安全、能源、空气污染、环境破坏、经济金融风险等等,这些都是由城市所引起的。
当然,城市既是问题的产生者,也是问题的解决者。
城市像磁铁一样,吸纳了创意人才,创造着思想、革新、财富等等。正因为具有这样的双面性,我们迫切需要了解并运用城市的科学原理,但什么是一个严谨的城市科学理论?有这样的可量化的、普遍定律吗 ?
如果你随便问一个常识问题:
某已知体积的大树有多少分枝、多少树叶、每根树枝中流动的能量是什么、树冠有多大、它长势如何、寿命多长……或者,某已知的哺乳动物的具体体型,求其生理和生命周期等情况……
对于这些问题,我们已经有一套数学体系,建立在普遍原理的基础上,回答的正确率90%。
原因就在于“网络”,所有生命都由网络所控制,不论是单细胞还是多细胞生物,整个生态系统都是如此。
但问题是:
城市是生物界的一部分吗?伦敦是一只大鲸鱼吗?爱丁堡是一匹马吗?我们会说“一个城市的DNA,一个城市的新陈代谢”等等。这些是乱七八糟的比喻?还是有严谨的依据?如果确有依据,为什么城市总是生生不息呢?
你可以扔一个原子弹炸毁一个城市,而30年之后它依然存在,消亡的城市寥寥无几。
城市究竟是什么?它又遵循着什么样的一套法则?
了解城市的唯一方法就是了解它的深层结构,它的运作模式,这会告诉你一个城市将会繁荣还是分崩离析。而且我们只有知道我们的城市是如何运作的,才能让它变得更好。
让我们从加油站说起,
从下图可以看到:当人口增加,加油站也会增加,但是——加油站的增长比人口慢。
科学家们在进行了大量的数据研究后,发现:加油站数和人口数的0.85次方成正比。
不仅是加油站,更多的研究表明:城市的道路总长度、水电和煤气管道总长度,也和人口的0.85次方成正比。
总而言之,我们可以说 ——
基础设施 与 人口的0.85次方成正比。
这是一个好消息,意味着大城市比小城市更节省基础设施!
然而,更好的消息是:
城市的产出和规模是个超线性关系!
这几张图表现了各个城市的经济总量、专利数量和专业人才数量与人口的关系
但是这个幂率可就不是0.85了,而是1.15 ——
打个比方。把一千万人口的大都市和十万人口的小城对比,人口规模是扩大了100倍。考虑到100的0.85次方等于50,100的1.15次方等于200,那么这两个标度率就是说 ——
城市人口规模扩大100倍,基础设施只需要扩大50倍,而城市的产出,却扩大了200倍。
至于为什么是0.85与1.15,也可以用网络这个基础来解释。
简单来说,城市产出是由社交网络决定的,而城市的基础设施则是另一个网络,这两个网络都具有近似分形的结构,两个网络互相制约,形成了两个标度率。无论你在地球上哪个角落,日本、智利、葡萄牙、苏格兰……都一样遵循这个规律。
尽管城市的发展是各自独立的,然而所有数据显示的结果都蕴藏着一个普遍的规律:其普遍性在于——我们就是城市,城市是我们相互活动以及这些活动的汇集。
生物是规模经济,遵循次线性的关系,会随着规模的增大而减缓生长的速度。而城市的社会网络呈现超线性关系,人均数值越高,那么依照原理,城市长得越大,生长速度就越快。
当然,城市产出不仅仅包括财富和创新,也包括犯罪和疾病。城市越大,犯罪率和传染病率也越高。而理解了标度率,你就知道这其实是不可避免的、是规模带来的副产品。
具体到每个国家,可能城市标度率的具体数值有所变化,但是超线性和次线性这两个关系都还是成立的。不过国家和国家毕竟有所不同。比如说,美国的创新能力比日本强,而日本的犯罪率比美国低,所以把纽约和名古屋放在一起对比似乎意义不大。但是在各个国家之中,因为文化和治理方式类似,城市标度率非常一致。
更有意思的是,哪怕一个城市开始规划的不好,非常不符合标度率,等到几十年以后,更多的人住进来慢慢改造,城市还是会符合标度率。韦斯特说这就好像城市规划并不怎么重要 —— 因为城市是活的,它终将成长为合理的样子。
但一个问题是:如果财富创造和创新的规模增长呈超线性,那么城市是不是越大越好呢?城市生长是否有极限?
作者的答案是:有极限,而且注定会崩溃。原因有很多,多多少少出于此消彼长的原因,资源枯竭,那如何避免这种情况呢?
我们所做的只能是:当我们发展到接近崩溃的阶段之前,一项重大的创新出现了,我们又从新开始,向下一个目标靠近,以此类推。周而复始的创新周期对于维系发展、避免崩溃,是十分必要的。
然而,这一局限是要求城市必须不断加速创新。
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