王鵬

城市作為一個(gè)復(fù)雜系統(tǒng)甚至系統(tǒng)之系統(tǒng)[1]，通常以還原論的方式被分解成若干子系統(tǒng)并獨(dú)立處置。人居環(huán)境學(xué)科，則通常關(guān)注其空間系統(tǒng)，并以空間為核心統(tǒng)籌各系統(tǒng)的規(guī)劃與運(yùn)行。

在第四次工業(yè)革命背景下，以數(shù)字技術(shù)和可再生能源為代表的技術(shù)變革給城市帶來巨大變革的同時(shí)，也使城市發(fā)展面臨了更多的不確定性。城市的實(shí)體空間、社會(huì)空間和信息空間高強(qiáng)度疊加后，復(fù)雜性倍增[2]。而這其中不變的是什么，人們對城市本質(zhì)的需求又是什么呢？

“城市的本質(zhì)即通過設(shè)施與服務(wù)的集中供給，解決人們?nèi)找嬖鲩L的需求?！比绻f工業(yè)時(shí)代我們通過發(fā)明和生產(chǎn)更多的產(chǎn)品、創(chuàng)造更多的城市空間來滿足需求的增長，那么信息時(shí)代，我們需要通過數(shù)據(jù)和計(jì)算更加高效地連接供需雙方，實(shí)現(xiàn)更精準(zhǔn)的匹配，使有限的存量資源能發(fā)揮更大的效率[3]。

1 數(shù)字化背景下城市系統(tǒng)的分解與還原方式

信息空間、物理空間與社會(huì)空間之間的隔閡正在被打破，并交織重組。一方面，信息空間龐大的體量將對物理空間、社會(huì)空間中的諸系統(tǒng)帶來巨大沖擊；另一方面，信息空間浸潤城市中的萬事萬物，時(shí)時(shí)刻刻影響人們最日常的行為，為諸系統(tǒng)之間的互動(dòng)以及諸系統(tǒng)與每個(gè)人的關(guān)聯(lián)帶來新的可能（圖1）。換言之，信息將形塑未來城市，信息空間中的感知、匹配、安排等將是未來城市的關(guān)鍵領(lǐng)域[4]。

1 3個(gè)空間的關(guān)系變化

然而一旦探討系統(tǒng)甚至體系層面問題，就會(huì)面臨復(fù)雜系統(tǒng)的還原和分解。傳統(tǒng)的城市規(guī)劃和智慧城市，都是把城市系統(tǒng)分解為若干垂直系統(tǒng)各自處理，這個(gè)過程中復(fù)雜系統(tǒng)的特征會(huì)有很大損失，如非線性、涌現(xiàn)、自發(fā)秩序、適應(yīng)、反饋循環(huán)等。有些情況下，可以把城市系統(tǒng)進(jìn)一步解耦為更基本的要素，再以網(wǎng)絡(luò)化的思維去觀察整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行邏輯變化。

在交通、能源等系統(tǒng)之下，可以進(jìn)一步把城市要素解耦為信息、物質(zhì)和能量3 類，所有的城市活動(dòng)和行為都可以歸為這3 類要素的生產(chǎn)和轉(zhuǎn)移。

隨著歷次工業(yè)革命的發(fā)生，物質(zhì)的生產(chǎn)和轉(zhuǎn)移方式從人工、機(jī)械輔助到不斷提升的自動(dòng)化；能源屬性從生物能、化石能到可再生能源；信息傳遞方式則從文字、語音、多媒體到萬物互聯(lián)和區(qū)塊鏈、虛擬/增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)。在這個(gè)變化過程中，城市各種系統(tǒng)的運(yùn)行方式也一直在發(fā)生變化。研究某個(gè)系統(tǒng)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型，如果僅針對現(xiàn)有的要素組合方式去優(yōu)化，很難根本上改變系統(tǒng)的運(yùn)行效率。而應(yīng)該把本系統(tǒng)和橫向、縱向相關(guān)系統(tǒng)充分解耦為最基本的要素關(guān)系和根本目標(biāo)，再思考基于數(shù)字技術(shù)的全新組織方式。

以商業(yè)系統(tǒng)為例，如果僅針對“人—貨—場”三要素來優(yōu)化，則目前普遍的線上下單，分倉快遞配送的模式應(yīng)該是比較合理的。然而如果把貨物的生產(chǎn)和轉(zhuǎn)移環(huán)節(jié)進(jìn)一步打開，則可能看到更多可能性。制造生產(chǎn)環(huán)節(jié)的“人—機(jī)—料—法—環(huán)”幾個(gè)環(huán)節(jié)，與零售系統(tǒng)結(jié)合在一起，可以看到，兩個(gè)系統(tǒng)的本質(zhì)就是組織供應(yīng)量完成商品的生產(chǎn)，并送達(dá)使用者。而兩個(gè)環(huán)節(jié)都高度自動(dòng)化并連接以后，就可能形成C2M（Customer to Manufacturer，用戶直連制造）的更直接閉環(huán)，也就是使用者提出需求，生產(chǎn)者按需組織生產(chǎn)并送達(dá)使用者。這樣一來，系統(tǒng)內(nèi)部甚至系統(tǒng)之間就發(fā)生了巨大的重構(gòu)，簡化成了基于信息連接的物質(zhì)生產(chǎn)與轉(zhuǎn)移過程。

2 城市各系統(tǒng)變革的基本邏輯

未來各城市系統(tǒng)為了更好解決現(xiàn)實(shí)的問題、滿足人的需求，其演進(jìn)路徑都不是在現(xiàn)有系統(tǒng)基礎(chǔ)上量的擴(kuò)張或內(nèi)卷，而是在充分解耦之后，利用互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等技術(shù)重新把各系統(tǒng)下相對獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò)、技術(shù)，重新組合成一個(gè)分布式、松耦合的新系統(tǒng)。就移動(dòng)通信而言，是空天地、寬窄帶、有無線、高低頻、局廣域的融合；就能源互聯(lián)網(wǎng)而言，則是源網(wǎng)荷儲(chǔ)、風(fēng)光電氣氫、供用電、變配電等等的全面解耦和重組；就交通網(wǎng)而言，是將海陸空、有無人、人車路、公共私人、客與貨、快與慢等系統(tǒng)一體化運(yùn)營，實(shí)現(xiàn)出行即服務(wù)（MaaS），甚至于通過V2G（Vehicle to Grid，汽車對電網(wǎng)）等方式實(shí)現(xiàn)交通與能源網(wǎng)絡(luò)的跨領(lǐng)域耦合。通過數(shù)字技術(shù)的計(jì)算與連接能力，充分發(fā)揮既有系統(tǒng)的能力，以系統(tǒng)能力而非單一技術(shù)和設(shè)施去解決需求問題。

對應(yīng)到空間系統(tǒng)，未來也會(huì)由單一功能、明確邊界、固定形態(tài)的建筑和城市空間，一定程度上變成由各種“流”動(dòng)態(tài)連接的空間網(wǎng)絡(luò)。雖然建筑結(jié)構(gòu)和建造方式的穩(wěn)定性決定了建筑物整體未必會(huì)有大的變化，但空間的彈性、權(quán)屬、功能是可能隨空間動(dòng)態(tài)變化、分時(shí)復(fù)用的?！叭绻鲃?dòng)空間真的是信息社會(huì)的支配性空間形式，未來幾年，建筑與設(shè)計(jì)很可能必須在其形式、功能、過程與價(jià)值方面予以重新定義?！盵5]

3 小結(jié)

可以說，以互聯(lián)網(wǎng)為代表的數(shù)字技術(shù)，雖然已經(jīng)很大程度上改變了經(jīng)濟(jì)社會(huì)運(yùn)行的方式，但與城市物理空間和社會(huì)空間的深度耦合才剛剛開始。隨著全面數(shù)字化帶來的物質(zhì)、能量生產(chǎn)與轉(zhuǎn)移方式的變化，包括空間系統(tǒng)在內(nèi)，各個(gè)城市系統(tǒng)的運(yùn)行機(jī)制都在發(fā)生潛移默化的變革。除了被動(dòng)響應(yīng)技術(shù)對空間的需求與影響，人居科學(xué)的主動(dòng)響應(yīng)和變化可以大大加速技術(shù)與城市協(xié)同演進(jìn)的進(jìn)程。□