城市形态：物理主义的探索与应用

在工业革命之前，公众对城市问题的关注很少涉及社会方面的关切。从史前开始，一些宏大规划就将城市的一部分设计为几何纪念式布局，并以行政命令予以实施。但直到现代技术发明的出现和应用，大量移民从乡村涌入城市推动了工业化城市的增长之后，公众才开始对城市过度拥挤带来的后果进行批判，关注度也不断提升。这是对高密度以及随之产生的健康和拥堵等问题的回应。在西方国家，这种变化推动了制度化的物理空间规划的出现来支持上述类型的公共干预行为，并一直持续至今。最初，物理空间规划主要关注密度和功能分离（segregation）等问题：通过规划在更大的空间范围内进行城市布局来降低密度，如“花园城市”“新城”等形式的城乡之间更加平衡的混合模式。制定规划将城市中的不同功能区进行分离，如居住区和工业区，在这个过程中产生了被称为“区划”（zoning）的规划工具。其实如今的情况已经大不一样，当代的高密度城市绝不是污染和过度拥堵的代名词，实际上它们比20世纪晚期占据主导的城市蔓延更加绿色也更加可持续。19世纪和20世纪早期，可达性作为集聚的关键因素很少被考虑到，城镇基本上被限制在一个较小人口规模的尺度上。在当时的情况下，集聚的优势没有被很好地理解，而规划设计方案经常是增加而非减少人与人之间的距离。直至20世纪中早期小汽车的兴起，可达性才成为我们对城市系统的理解的一个重要因素。

密度、分区和可达性，这些要素同样也是我们在这里称之为“物理主义”的关键要素。从严格定义上来说，物理主义认为物理属性是唯一有意义的，很明显这是一个极端的观点，但我们在这里使用这个概念是因为物理形态可以很好地描绘一个城市，如城市的地理、几何及其相关属性。物理主义与集聚、疏散化和全球化等根植于人类行为和社会结构中的城市驱动力并不矛盾，但它更关注那些可以直接观察到的且能够通过城市规划进行干预的内容。物理主义也不与其他类型的规划相斥，尽管我们认为对城市物理形态的控制是最简单适用同时也最有争议的一种方式。

定义密度和可达性的两个关键要素是范围和距离。从几何意义上来说，这种表达是由点、线、面、数量以及它们的各种组合构成。关于物理性的表达有很多理论，它们说明了人类的功能和行为的成本和收益，这些构成了城市运行的方式。其中很多属于区位理论、城市经济学和区域科学，建立在微观经济学的基础上，并由此与一些更具一般性的概念如公共设施等相关。对于这些庞大的理论知识，我将仅在建立探索城市物理形态及其网络的工具时略做提及，但我将假设这些概念对于实践是相关且有用的。本书主要涉及的理论有城市和区域的交换理论（Fujita、Krugman and Venables，1999）和城市经济学的增长理论（Glaeser，2008）。(www.xing528.com)

关于相互作用，我们认为它们的基础是物质性网络，其中包括了不同类型的交通系统。流在这些网络中运行，代表了活动的量和类型，并影响了区位。这些都存在于二维或三维空间中，并具有一定的物理形式，使得其中的流可以被度量。信息则与之形成了对照，信息在物理网络中流动，但是它们的体量和网络基础通常都是隐藏且不可度量的。考虑到社会网络与城市之间的重叠多种多样，相关研究大多并不涉及空间特性，我们将主要聚焦在它们的拓扑学和关系结构上。在接下来的两章中，我们从网络与地理或关系空间的联系角度来讨论所有这些网络，使用流理论以及图形理论将它们表达为节点（nodes）和弧线（arcs）、枢纽（hubs）和连接（links），以及顶点（vertices）和边缘（edges）。我们将解释节点是如何与区位相关联的，以及连接或弧线是如何与区位之间的流相关联的，而流就是各种活动间的相互作用的集合。

集聚意味着区位的形成，但在此背景下，我们将这种集聚视为节点或枢纽的高密度链接，而物理上的疏散化可以用网络链接在地理空间的扩展来表示。全球化也可以用同样的方式但在更大尺度上来解读。从这种相互作用角度对城市的理解是认识当代城市必不可少的基础，因为当代城市具有从最本地化乃至最全球化的各种尺度上的联系。实际上，只有“网络-相互作用”范式可以很好地解读中世纪城市向工业城市再向后工业城市发展转变的过程，传统上将城市看作一大片乡村上的节点已经不可行了。密度和网络的持续增长意味着城镇化和财富的增加，也意味着复杂性的提升。我们将用这一主题将各种概念联系起来并引导本书后面的章节。