技术不会让城市变得完美

一个钻研宇宙起源的人，为什么想去“插手”交通堵塞和下水道老化的问题？

初次看到路易·贝当古（Luis Bettencourt）的履历时，人们很可能产生这种疑问。

贝当古是芝加哥大学生态学和进化论教授、曼苏埃托城市创新研究所首任所长和圣塔菲研究所（Santa Fe Institute）的外聘教授，但他同时是一名理论物理学者。1996年，在英国帝国理工学院完成理论物理学博士学位后，贝当古曾先后在海德堡大学、美国洛斯阿莫斯国家实验室、麻省理工学院做研究员。

在闯入城市规划专家的领地近20年后，贝当古如今被认为是城市科学（urban science）的全球领军人物。这门新兴学问脱胎自上世纪80年代中诞生的复杂系统科学，致力于在广泛的时空尺度上进行量化研究，将分散在不同学科的城市问题整合进某种统一理论。但抽象的数学语言真的能对人类生活最异质的集合体做出准确描述吗？在理论和现实之间，复杂科学是否能为城市面临的危机提供全新的解决方案？通过本刊与贝当古的对话，或许能为这些问题找到部分答案。城市加速了一切互动

三联生活周刊：为什么你会从物理学转向对城市的研究？这两种工作是否有内在的联系？

路易·贝当古：我的博士研究是粒子物理学和早期宇宙方面的，在读博士后期间，我开始对动态问题、非平衡相关的问题感兴趣。但基本上，一旦你开始探索有关变化本身的问题，就很可能被带向其他领域，生物学、进化论、社会学等等。但我之所以不再以物理学为主业，主要是因为物理学的理论已经非常完美，基本上没有新的开发空间了。在90年代，我们使用的物理学思想都是30年、50年甚至100年以前就出现的。而我是一个理论物理学家，我想思考事物是如何运作的。城市就成了一个显然的选择。城市化是跨文化、跨地域、跨经济模式的世界性现象，而且我们已经有越来越多关于城市的数据，只是理论还不够。

至于连贯性，一方面是方法上的，物理学的数学方法可以用在公共卫生和社会结构的研究中；另一方面，当我做的工作更加丰富后，就开始思考更大的问题，比如城市是什么，它在过去和未来如何存在。这其实就很像思考宇宙是怎么来的了。

三联生活周刊：你用的数学方法与传统的城市定量分析有何不同？最初选择它是出于偶然的尝试吗？

路易·贝当古：我最初的城市研究是和圣塔菲研究所的杰弗里·韦斯特（Geoffrey West）等学者共同完成的。当时，圣塔菲研究所在进行一系列人类组织的研究，还有些经济学者在研究公司和创新的规律。杰弗里比我年长，但我们有相似的理论物理学背景。他在上世纪90年代做了许多与生物学相关的工作，主要围绕着能量代谢问题，其核心是根据很早就被提出的克莱伯定律（Kleiber's Law）——生物体消耗能量是其质量的一个已知的非线性函数，在这个基础上，杰弗里开发了一种流动和循环的网络理论。而我早前做过一些流行病学研究，涉及的更多是社会网络理论。但我们两人都在使用规模缩放（scaling）的方法，这是一种物理学和工程学中非常普通的工具。当你不知道一个系统是什么样子时，你就画个x-y轴，把系统的某个属性和变量绘制上去——这几乎是分析任何系统的第一步，研究气体、液体、恒星都是如此。

所以当我们研究城市时，自然就采用了同样的方法。之前并没有人这么做过，准确地说，有过几个零星的案例，但是那些研究者并没意识到自己在做的是规模缩放分析。我们收集了不同国家、不同时期的大量城市数据，分析之后发现了各种缩放现象，非常有规律，让我们非常惊奇。我们花了一点时间试图初步解释这意味着什么，结论是，这不是生物学，和其他复杂系统也不同，在自然界里找不到和城市完全类似的东西。

三联生活周刊：城市的规模缩放定律具体揭示了什么？

路易·贝当古：首先，当你在同一时间比较城市的物理环境，比如建筑、道路或者是其他基础设施，不难感受到大城市的一切似乎都比小城市更密集。我们在计算之后发现，城市规模每增加一倍，人工设施的体量大致增加84%～86%。这说明当城市规模越大，人均设施的体量就会越少，换句话说，城市具有聚集倾向。社会经济类的指标也是这样，不管是工资、福利、创造发明还是失业、犯罪、疾病的传播，这些好与不好的事情都比人口规模增长得更快。总之，这是速率上的区别，它意味着城市在加速一切互动，有点像星体的撞击、聚合。

当你理解城市是这样运作的，就会意识到城市的本质是一个相互作用的动态网络，它是我们彼此之间碰撞出的所有事情。所以，一个城市运行得不够好，往往是因为其中有很多隔离开的人，这可能是移民、经济不平等造成的；而对于发展中的城市，则可能是因为基础设施还没有建成，道路不够发达。

我们已经在把这一点当作开展研究的原则，或者说当作一种观察城市的重要方式。比如我们正在针对非洲城市做一个大型研究，用大数据绘制出建筑物之间的足迹，包括非正式定居点和贫民窟。虽然当地还没有基础设施，但社会网络是存在的。而在一些后工业地区，比如我所在的美国中西部城市，基础设施很多但人口越来越少。中国也有这样的萎缩城市。这种城市运转得也不太好，但原因和前一个例子刚好相反。

三联生活周刊：你在《城市科学导论》一书中谈到，基于复杂系统科学的理论与方法对于以往的城市研究构成了挑战，也受到一些质疑，可否为我们展开谈一谈？

路易·贝当古：把城市看作复杂系统其实是城市学中由来已久的观点。从本质上讲，城市的所有部分是在一层层反馈回路中相互影响的，整体是一个复杂的结构。同时，城市在不断创造变化。我经常在我的演讲中引用一组上海的照片，一张是1987年拍的，那时浦东还是一片老城；另一张是2013年拍的，从同一个位置看浦东，谁都会承认这是世界上最棒的城市之一。但这只是天际线的变化，是最容易看到的。我想指出的则是，这座城市中的生活方式也不同了，人们的消费、想法都不一样了，更多人在从事第三产业，在更复杂的组织中工作。在城市的外形之下，隐藏着很多没被回答的问题，这是基于复杂性的视角。

我们面临的反对意见很多来自于传统学科对城市的过于狭窄的思考，即认为城市首要是一个工程问题，或者，城市完全是一个经济问题，只关乎就业和经济产值。与之相反的立场是，城市如此复杂，如此个人化，它包含我们的生活、我们的精神，是科学无法解决的问题。而我的回应是，我们必须用真正的科学精神去研究城市。实际上科学从来不会告诉我们具体怎么做，但是在城市中，有很多科技应用破坏了社区，这在美国很普遍，中国城市化的速度如此之快，也必然面临类似的问题。我们要小心对待这一点，不该以科学的名义伤害人们的生活。总之，我认为科学是保持开放的，我们既要带着一些谦卑，也要保持某种兴奋感，才能持续思考城市如何运作，如何变得更好。

三联生活周刊：我们似乎已经进入大数据的时代，数据的可及性怎样改变了城市科学？

路易·贝当古：我首先想说的是，城市热爱数据。没有数据，城市就不可能存在。最早的书面语言都是在城市环境中发明的，因为人们要交换食物，记录库存和土地的归属权，需要数字和文字来帮助记账。电报、电话、报纸，都说明数据与城市的关系从来就是密切的，并非刚刚发生的变化。

但这一代通讯技术带来的数据爆炸，的确使我们能从不同角度观察和规划城市。除了过去使用的交通网络，现在还有信息流以及各种用于追踪环境变化的遥感信息。而云存储等技术让所有信息得以进一步流通分享。很多物理学、计算机科学、数据科学背景的人因此突然能来帮忙，但他们对城市本身的运作不了解，而城市规划背景的人又不一定具备先进的计算技能。这就导致一种变革，即我们前所未有地依赖跨学科合作。政府对于技术角度的城市研究很感兴趣，但本地居民的需求和作用更应该得到重视。我在非洲、拉美国家的研究中发现，如果不借助社区和基层组织，往往会错失那些有价值的数据。

三联生活周刊：从复杂科学的角度，如何理解数据的可靠性？

路易·贝当古：我总是告诉我的学生，不存在单纯的数据，你必须理解数据中有什么，可能存在什么偏见或者错误。现在很多人都在谈论“数据驱动”的研究，或者“让数据说话”。不要那样做，那不是正确的工作方式。相反，你应该对数据发问，看它们能在多大程度上回答。这正是建模与科学和理论之间的区别。建模往往是数据驱动的，而科学和理论是从理解问题的框架出发。总之，城市研究不能盲目地跟随数据，要不断和现实比对，去和你研究的社区对象交流，他们往往会帮你指出数据有什么不对劲。

一个需要我们努力的方向是，如何研究相对弱势的人群。我们现在经常用手机数据理解城市问题，但不是每个人都有手机或者频繁使用它，年龄是一个很大的因素。很多社会都在经历老龄化，如何在数据中发现老年人群会越来越重要。所以，或许我们可以反问自己：如果我需要了解这个现象或某个群体，怎样才能得到信息？

三联生活周刊：人类能否完美地设计和监管一座城市？

路易·贝当古：从城市学家到政府官员，人们总有一个完美城市的梦想。但我的答案——基于复杂系统的答案——是否定的。因为城市是复杂的，它始终在变化和发展。我总是说复杂的系统不是完美的系统，因为它们会进化。认为技术可以使城市变得完美或许是错的。我们所有的理论和研究都表明，政府部门对于城市的意义是创造平台，为人和企业的运作提供条件。

很多糟糕的城市缺乏服务，交通拥堵，或者缺水、没有可靠的电力，导致人和企业不能发挥出创造力。而在运作良好的城市，人可以在其中自由移动，创造价值。城市则可以通过税收和其他方式获益。总之，你需要一个良性的循环来维护社会经济网络。同样重要的是，当你设计城市的功能时要考虑到城市用户的生活：老人能生活得很好吗？年轻人能生活得很好吗？很多城市问题都与缺乏这种思维有关，想通过修路把一切问题都解决了。 混沌科学路易