未来创造城市，致敬2020 (二）| 城市是个生命体

在上一篇《未来创造城市，致敬2020！(一）| 城市因何繁荣？》，我们从任泽平先生于今年十月发表的一篇长达2万余字的长文引申开来，谈到了过往对城市的评价单一性，未来我们将习惯对城市发展进行多维评估（推荐前文：重塑未来，全球城市再洗牌）

未来5期孚园将对全球及中国城市发展图景进行总览梳理，建立基于未来城市的科学发展观，并以此作为孚园既往观点的一次总回顾，致敬特殊的2020年！此为第二篇，谈谈将城市作为生命体看待，应从哪些角度来对其进行评估和考量。

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最早的时候，城市被视为一架单纯的机器，我们赖以生存的食物和水是供养它运转的燃料。但不久之后就有人认识到，我们的城市要比机器坚韧得多：它不会因为某个“零件”损坏而停止运转——且不说房屋倒塌等灾难在城市惯常发生，无数城市也都从骇人的兵火中艰难重生。这个特征让人意识到，相比机器，城市更像是一个能自我修复的生命体——达芬奇可能是最早意识到这点的人，他将城市的运行机制类比为人体的血液系统和神经网络，隐喻两者之间存在难以言说的相似之处。上世纪60年代，美籍奥地利建筑师、现代购物中心之父维克多·格伦（Victor Gruen）在其著作《我们城市的核心》（The heart of our cities）中直接论述：

“城市可被看作一个向其各个部分输送能量的流动网络…我可以想象一个大城市是一个有机体，在这个有机体中，每个细胞都由细胞核和原生质组成，这些细胞结合成团，构成特定的器官，就像城镇一样”

再后来，城市与人体两者之间的映射关系甚至成为不少著述的支撑观点。比如分形学认为，底部的小结构组合成更高层次的可比结构，它们的功能类似：细胞形成器官、器官支撑人体、人体居住在房子里、房子铺造为城市……英国理论物理学家、复杂系统科学研究中心圣塔菲研究所前所长杰弗里·韦斯特（Geoffrey West）甚至认为“生命体、公司和城市之间存在想通的内在生长逻辑”，在其著述《规模：复杂世界的简单法则》一书中，他认为“…城市最终是由我们的呼吸复合体生产的ATP提供动力和支持的（图1）”，并且城市和人一样，在受到底层结构支撑的同时，其发展规模也受制于底层结构的约束：

“在很短的时间内，我们从生活在人数相对较少的小型、原始的群体中进化到用涵盖数百万人口的庞大城市和社会结构统治地球的现况。正如生物体要受到细胞、线粒体、呼吸复合体层面上的涌现规律集体行动的约束，城市也来自并受限于社会互动的潜在的涌现动力学的约束。这些规律并非‘意外之得’，而是多个结构层面上的进化过程的结果。”

比如，人类一生的心跳次数和各类动物基本一致（图2），因此人类的寿命长短往往取决于体重大小所带来的代谢率（图3）——这个动物界的代谢率规模法则又称作克莱伯定律（Kleiber’s Law），是以首位阐述该定律的生物学家克莱伯的名字而命名：代谢率随体重的约3/4次幂发生变化，即如果一个哺乳动物的体重增加一倍，代谢率就会下降25%。

韦斯特认为，城市也和生物界一样，满足等比例缩放的规律：城市人口规模每增加一倍，其社会经济指数，如工资、财富、专利数量、艾滋病病例、犯罪率、教育机构数量等，也随着人口规模变化而按近似1.15的超线性指数比例放大，而相反的是，城市的人均基础设施，如道路、电线、水管的长度及加油站的数量会等比例减少15%（图4）。

事实上，这个15%的效率提升反映的恰是城市经济学所谈过的“集聚效应”（中心将在续文中具体论述），但我们通过比较观察得到的城市宏观运行的状况并没有揭示其经济机制——也就是说，如果我们强行将几个更小的城市强行合并在一起（如果能做到的话），“整体效率”并不会相应提升。反过来说，正是基于千千万万的人斟酌判断选择在哪座城市定居，才整体优化出了我们所观察到的这种效率分布。它是无法被安排的。因此，“15%之说”只是发现了城市间类似生物群落生长逻辑的规律，但它并没有探寻城市规模何以如此分布的原因，自然也就无法指导城市下一步的进阶发展。

图1：生命的能量流等级系统——生命的能量流等级系统始于呼吸复合体（左上图），通过线粒体（中上图）和细胞（右上图）产生能量，提供给多细胞生物体和群落结构。从这个角度而言，城市最终是由我们的呼吸复合体生产的ATP提供动力和支持的。尽管上述结构看起来很不相同，但每一个结构的能量分配都是通过具有相似特性的空间填充分级网络实现的。

图2：动物一生中的心跳次数与体重的关系——让人吃惊的是，所有哺乳动物一生中的平均心跳次数大致相当

图3：动物的代谢率与体重的关系：体重越大，代谢能量越大，每分钟心跳次数越短，寿命越长

图4：城市专利数量与人口的关系——城市人口每增加1倍，人均专利数增加15%

不过，另一种观点认为，城市想要真正做到“有机”需要“智慧”的支撑。当城市被物联网、大数据和人工智能等先进的技术手段武装起来之后，它的运行机制可以像人体的“等级组织”一样精准协调（图5）。

人体结构与功能的基础是细胞（Cell，第一层，此文无需深究细胞是如何生成的），专门的细胞组合在一起承担共同功能的时候就形成了组织（Tissue，第二层，组织反过来在结构和生理化学上又对细胞提供支撑）；而当多个组织连接在一起并形成具有特定功能结构的时候，器官就产生了（Organ，第三层）；当多个器官一起合作就能有效完成特定的器官功能（Organ system，第四层，比如消化系统的工作就需要胃、小肠和胰腺等共同参与协作）；最终人体的11个器官系统共同工作才能执行生命所需的生理功能（Organism，第五层，虽然每个器官系统负责不同功能，但它们却是互相紧密联系的，比如肌肉系统并不是独立运行的，它必需依赖骨骼、神经和心血管系统来发挥其功能）。

图5：身体的“层级”组织——一般由五个层级构成：细胞（Cell）、组织（Tissue）、器官（Organ）、器官系统（Organ system）和有机体（Organism）

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未来的智慧城市将如何“模拟”人体功能的层级结构呢？

这一观点流派认为，生活在城市里的人、联网的车辆、路灯甚至智能服装等等这些用来生产和收集数据的“单元”，构成了智慧城市的“细胞”；

图6：未来智慧城市的运行机制会像人体组织功能一样通畅平滑吗？

而将这些数据收集单元串联起来的“通道”就形成了智慧城市的“组织”，包括硬件上的道路、管线和电缆、各类软件上的APPs以及各种API端口等；

更上一层就是智慧城市的各大“器官”，它包括由这些“组织”组合起来提供功能和服务的窗口和平台，具体如智能建筑、智能工厂、智能商场、智能车站和智能管理等；

继续往上追溯，智慧城市对外呈现出来的智能“器官”，必然对应着背后的一整套“智能系统”：智能电网管理能源的生产、分配和消费；智能交通管理私人和公共交通、智慧基础设施管理城市的基础设备和硬件要素，并确保易维护和可持续运行；智慧场所能够自管理清洁、安全、可用性；智能供应链自动传输零件和货物等......智能是这些“器官系统”的共同点，不同的“器官系统”共同塑造了一个智能的社会；

最后，智慧城市对应的“有机体”，就是一个有形与无形结合的中央信息通信技术平台。这个平台确保各个系统之间可以相互操作，就像我们的身体一样。并且最关键的是，这个技术平台也是由人工智能支撑的，它将促进智慧城市自行思考、行动和进化。

如此映射关系显得巧妙而工整，但我们认为这只是有意识地将城市和有机体之间某些表面相似的特征抽取出来进行配对而已——简而言之，这种比较的方法本身是机械、而不是“有机”的。它忽视了城市运行的底层机理，并无意中将其核心驱动力淡化处理了：城市和人体这样的有机体相比，最大的区别正在于它最重要的“细胞”——人，是异质的。

人口不是无差别的数量堆积，不存在所谓的“量变引起质变”（事实上细胞“堆积”成组织也不只是简单的数量叠加）。比如，我们现在最常用经济规模来给城市排名，但城市经济规模的背后往往可以追溯到一个个的企业、以及企业背后的创始人。

前两年中央统战部和全国工商联推出“改革开放40年百名杰出民营企业家”名单，只需粗略浏览，就能将上面的一个个名字和城市的发展联系起来，比如深圳—华为—任正非、成都-新希望-刘永好、合肥-讯飞-刘庆峰……但我们在探寻爱因斯坦的天资时，会追问他究竟有哪些特殊细胞吗？

恐怕不会！

那么，当我们谈论城市的“有机”时，想要表达的究竟是什么呢？当我们从城市的现象本质出发——即人类脱离了基于土地的农业生产而集聚在一起——研究“城市”这个人类发展伴生物的阶段性变迁规律时，最终发现这些规律和生命体的特征存在不少相似之处，因此我们借用生物体的这些特征来描述城市的内涵，并将符合这些特征的城市称之为“有机城市”。

所以，城市的有机体主要体现在哪里？我们认为主要有三点。

一是组织性。这甚至是“城市”这个词的旁生定义，因为人类集聚在城市显然不是为了“单打独斗”，天然的竞争与合作需要，让城市人口最终设立了各式各样的法律条款或规范将彼此连接在一起。市政管理机构、公司、学校、产业联盟、行业协会、民间机构甚至网络论坛版块等都是组织的结果。

二是新陈代谢/生长。有机体需要摄入化学物质并转化为能量来维持肌体功能，相较之下，城市需要导入外部资源来维持日常的生产和消费，而当城市的净产出不断增加时，就势必需要依靠吸引外来人口导入，从而得以“生长”（反之则会收缩）——这种城市规模的动态变化可能是最有别于动物体型的地方：深圳在40年间从一个小渔村成长为一个人口近2000万的大都市，内部复杂性已经不可同日而语，可谓是真正的“质变”。但是，我们却从未见过老鼠能长成大象的体格。

三是适应性/进化。随外部环境改变而变化是生物最重要的生存能力，生物体各个器官的功能、大小、形状和颜色等都可以顺应生存环境而变化。而城市的适应性主要体现在两方面：不断的技术变革带来的破坏性创新中，人能调整自己的技能适应新的产业需要，新成立的企业则能替代死去的企业重新焕发生机；与此同时，城市也能一次次更新自己的空间，在每个衰落的区域挖掘出当前市场可支付的最大价值。