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复杂自适应系统视角下的城市治理:导向、方法论与特征

仇保兴

摘要: 我国已经从乡村文明进入城市文明的崭新时代,城市发展关系到全面建成小康社会和未来中华民族复兴的伟大目标的实现。建设什么样的现代城市,如何建设城市,已成为亟待解决的问题。本文首先指出城市治理研究的三条路径/导向:目标导向、问题导向及经验导向,分析其各自优劣势,并提出在城市治理研究中应将三个导向有机结合起来。在此基础上,本文详细阐述了三代系统论的发展,提出了复杂自适应系统理论在城市治理研究中的具体应用,并阐释了其方法论价值。

关键词: 复杂自适应系统理论;城市发展;城市治理;多样性

作者仇保兴,国务院参事室、中国城市科学研究会(北京)

一、引言

中国已经从乡村文明步入城市文明发展的新时代,城市发展关乎中华民族的伟大复兴和未来中国的道路、命运和前景。通过前期材料的搜集和整理,我们得到了以下研究结果:GDP的85%在城市;创新成果基本上100%在城市,所有的专利获得基本都在城市;引进外资80%在城市;对外贸易80%以上在城市;税收90%在城市。由此可见,所有关乎发展的重要问题都应紧紧围绕在城市。城市作为未来人类可持续发展的主战场,所扮演的角色尤为重要。

然而,城市也是历史上人类最容易犯错误的场域。金融危机、交通拥堵、环境治理等城市病的出现,最后都归结于城市的发展。美国芒福德在《城市发展史》中写道:人类文明史实际上就是一部城市发展史,即人类的文明在城市里面哺育,在城市里面崩溃,又在城市里面复兴。

图1 城市发展相关指标

城市要迈向绿色发展的未来,就需要实现可持续发展。2003年,联合国人居署报告序言中写道:人类未来要么是十分光明,要么是十分黑暗。它取决于我们怎么去建设城市及建设什么样的城市。所以“成亦城市,败亦城市”,这是国际上普遍认同的观点。

二、城市治理的研究导向

现代城市是整体性的复杂大系统,各领域、环节之间相互关联,治理城市问题容易出现“按下葫芦起了瓢”,顾此失彼,所以研究城市问题要观察全面。就目前政府和学界的讨论而言,普遍存在以下三种研究导向:

(一)目标导向

城市治理学是多学科交叉的学科领域,涉及城市社会学、城市经济学和城市地理学等。现实层面存在很多不同发展目标,诸如城市应该如何发展、城市发展受到何种影响、城市问题怎样才能得到妥善的治理等。

目标导向的好处是城市发展的预期明确,其弊端在于容易出现目标超前,理论有时往往容易脱离现实实践,变成研究“乌托邦”。

(二)问题导向

城市发展的每一阶段中都会出现很多问题,我们运用什么方法明确锁定这些问题,并根据其对社会经济可持续影响的重要性对这些问题进行排序,以及在此基础上预测到将来的变化,这就需要非常精妙的技术手段。城市发展中出现的所有问题,从空间投影上来看,都是由社会经济的发展造成的。所有这些问题,都能在空间上发现它的迹象和影响。

问题导向研究的优势在于运用工程学的方法来解决问题,比较实事求是。在这一导向下,先形成问题,即城市要先确定得病,才能针对性的治病。实际上,问题导向的研究将整体性的问题分解为若干具体分项问题,其弊端在于难以形成较为系统的解决方案。

(三)经验导向

经验导向对中国的城市研究非常重要。中国没有赶上城市发展的前三波:第一波以英、德、法为代表的工业文明推动城市的时代,第二波以北美为主的城市化时代,以及第三波以南美、东亚国家为主的发展时代。但是,中国赶上城市发展的第四波,这种后发优势在于可以充分借鉴前三波国家发展后遗留的城市问题及其经验教训。

从经验角度看,中国的城镇化有效地避免了以下几个致命性的错误:一是避开了像英国这样的先行工业国家,城镇化初期基础设施严重短缺,造成了因疾病流行蔓延扩散而导致大量人口死亡的悲惨历史;二是避开了像美国这样的发达国家,在城镇化过程中出现的城市病蔓延和城市扁平化问题,导致基础设施费用成倍上升,农田被占用、生态被破坏、物种迅速消灭,城市能耗比全球平均高出几倍等;三是避开了像阿根廷这样的发展中国家,土地私有化造成的单向流动的城镇化,大量农村人口进入到城市,但短期内城市不能提供相应的就业岗位,城市经济系统脆弱从而使国民经济陷入了“中等收入陷阱”;四是避开了像拉美、非洲、南亚等国后发城镇化所造成的严重“贫民窟病”。

经验导向最大的益处,就是避免中国的城市化再犯这些国家所经历过的同样的错误。然而,经验导向容易引发的问题,就是忽略当时当地的背景条件,如制度、文化等差异。

图2 研究导向

通过上述分析,我们在研究城市问题的时候,需要将目标导向、问题导向和经验导向有机结合起来,这样可以最大限度地避免“按下葫芦浮起瓢”的负面效应。

三、作为方法论的CAS

本节回顾现代系统科学经历的三个发展阶段(时代),重点阐释城市作为复杂自适应系统的两大基本特征。

(一)系统论的发展

系统论已经发展为系统科学,它包括“老三论”“新三论”及新近发展的第三代系统论。第一代系统论于20世纪40年代被提出,即俗称的“老三论”,包括控制论、信息论和一般系统论。“老三论”在现代科学领域得到了非常广泛的应用,如手机通信系统、金融系统、导弹系统等。

第二代系统论叫“新三论”,于20世纪60年代被提出,包括耗散结构理论、突变论和协同论,聚焦于复杂系统怎样从连续体变成不连续,从确定变成不确定。其中的经典代表是诺贝尔化学奖得主普里戈金(Ilya Prigogine)提出的“耗散结构”理论,他在领奖演讲中谈道:耗散结构理论的中心内容就是,未来唯一能够确定的就是不确定。

到了20世纪90年代,就出现了第三代系统论,即复杂自适应系统理论(Complex Adaptive System,以下简称CAS),也是最新的系统科学。复杂自适应系统作为第三代系统论,是指系统的各主体都会对外界干扰做出自适应反应,而且各种异质的自适应主体相互之间也会发生复杂作用,造就系统的演化路径和结构。该理论提出主体、主体之间以及主体与环境交互作用的微观方面存在刺激-反应模型,以及宏观方面存在的分化、涌现等复杂的演化过程。在此基础上,重新认识城市作为复杂自适应系统的若干特征,在研究城市中“显秩序”的同时,也要重视与市民及其组成的团体活动所形成的“隐秩序”。

图3 系统论发展

第一代和第二代系统论的理论体系具有较强的科学性,但需要扩展和更加包容。“老三论”跟“新三论”都有一个共同特点,它们都解释了整个系统的结构、系统的各个节点是怎么发生作用的。但是前者很少描述系统的每个节点、每个主体对环境进行自发性的适应和它们本身具有的深度学习能力以及能够主动观察世界进行自我协同调节的能力。第三代系统论与前两代系统论最大区别在于,前者解释结构和结构之间的变化规律,但很少涉及系统的主体是怎么样发生内在演变,重新造就整个系统的。所以,它们没有发挥主体的作用。

与之不同的是,第三代系统论就是从主体开始,将CAS理论应用到第三代系统论,有效弥补了前两代系统论的缺陷。CAS强调了主体在对外部世界进行主动认知和自我调节后产生的系统的变革、系统的演进和系统的发展的过程,强调了系统演变和进化的关键在于个体自适应能力与环境相互影响、相互作用,更强调了随机因素在进化中的关键作用。

(二)城市作为CAS的基本特征

到了第三代系统论的时候,一个新的智库机构——圣塔菲研究所(Santa Fe Institute,SFI)诞生了,它被誉为目前世界十大前沿研究机构。如凯文·凯利于1994年完成《失控》,预测到了很多今天的商业趋势;2010年出版的《科技想要什么》,把科技看成是一大主体,引导我们看透科技真正的欲求;2015年出版《必然》,精彩地评述了当下科技发展的必然趋势。三部曲都很畅销,有很强的洞察力,用的就是CAS理论。

图4 理想城市“铁三角”目标模型

基于这一理论,我们可以构建一套理想城市“铁三角”目标模型,即一个城市发展必须权衡安全弹性、活力宜居和绿色微循环,这三者缺一不可。

对城市而言,CAS理论是具有较高实用性的方法论。CAS理论是从遗传算法演化而来,根据主体的观察能力、感知能力、应对能力、学习能力,相互之间的作用,凸现出来新的结构,以便适应环境。城市CAS运用具有两大基本特征:

1.主体性

城市是一个复杂的自适应系统,城市系统的主体是多尺度、多层次的,小到市民、家庭、企业、社会机构;大到城市建筑、社区、城市政府、城市整体甚至一片区域。各类主体在环境变化时所表现出的应对、学习、转型、再成长等方面的能力,个体相互依赖、相互制约、协同合作,在不断地根据周围其他个体来调整自己的行为。当这些主体在应对外界干扰时适当的行动,自我适应作出反映,现代城市作为有机体的健康运转就具备较强的保障。

城市系统的主体主动适应性(Adaptive)体现在其能够感知外界信息刺激,通过学习来调整自己的行为,并进行相互适应、相互调和和相互作用。主体间、主体与环境的相互影响和相互作用是系统演变和进化的主要动力,也正是主体的这种适应性造就了系统的复杂性。

举例来说,中美贸易战对中国金融业到底会产生多大的影响?如果我们利用第一代系统论的模型来测算,可以发现在理论上中美贸易战对中国金融业产生的影响很小,对GDP的影响也只有零点几,但实际上完全不一样。为什么会有这么大的差异?这是由于第一代系统论把主体人看成是没有差异且没有反应能力,但实际上是第三代系统论的模型。

如果城市里没有人群及其活动,那么这个城市系统就十分单一,而正是因为有了生活在城市里的人群以及围绕其构造起的生产、生活、生态系统,城市系统就转变成为复杂的系统,这也佐证了霍兰的著名论断“适应性造就复杂性”,城市是为了人及其群体间相互作用而成长进化的。

2.标识性

在主体聚集形成系统的过程中,标识是重要的引导物。“物以类聚、人以群分”,这里说的“类”与“群”就可以理解为一种“标识”。标识在复杂系统中的价值在于提供了主体在灾变环境中搜索和接受信息的具体实现办法,以便我们能够在复杂的灾害系统过程中迅速区分和锁定不同主体的特征,给予高效的相互选择,从而减少因系统整体性和个体性矛盾引发的行动错位和信息混乱。

举例来说,日本学者们经过大量研究认为,医生一定要穿白大褂,警察一定要穿警服,所有工人都穿一样的制服。当所有的东西都被打上标识之后,在大地震突然发生时,人们就可以迅速找到配对,从而降低灾害损失。

随着标识在系统里的运用逐渐成熟,主体的能动性增强,系统主体在灾害发生时能准确辨别什么是脆弱的、风险的,或安全、避灾的。城市系统的标识越明显,危急时刻需求和供给越容易自动配对,损失就会减小,城市整体抗灾能力就会增强。

四、城市治理的主要特性

城市发展过程中,城市作为一整套复杂系统,其构成要素是全面、多样的,城市功能的多样性是普遍存在的重要原则,城市的兴衰就取决于多样性。

(一)系统复杂性

系统的复杂性意味着从“他组织”与“自组织”共存的角度,来分析城市作为复杂系统的演化方向,即从单一连续性向与非连续性共存、从注重确定性向与非确定性共存、从突出事物的可分性向与不可分性共存、从严格的可预见性向与不可预见性共存、从着眼于宏大尺度的构筑物向与关注具体的生活环境共存。虽然城市的诞生与发展的基础性力量来自市场机制,他组织的耦合作用也不可忽视。

在规划思想史上,较早认识到城市复杂性的是美国著名学者雅各布斯。她在著作《美国大城市的死与生》中将城市定义为有序的复杂系统,并写到“当我们面对城市的时候,我们面对的是一种生命,一种最为复杂、最为旺盛的生命”,隐含了非常重要的CAS。

雅各布斯提出了“街道眼”理论。为什么好的城市它是安全的?街道上面有许多杂货店,杂货店的邻里关系很好。杂货店老板,包括邻里交往,他们经常会观察进入社区的到底哪些是熟人,哪些是生人,哪些是形迹可疑的人,这就是社区街道。实际上,城市社区治理为什么难?因为城市社区是一个陌生社区。农村为什么简单?因为农村是一个熟人社会。雅各布斯所论述的街区结构中,社区可以形成半熟人社会,人人相互之间都发生交往和互动。当社区层面的社交网络形成时,凡是异质性的人与事,就很容易得到辨别,这样就会形成安全的社区。

雅各布斯在考察了美国许多城市特别是大城市后,得出的结论是:那些拥有丰富多样性的城市都充满活力,但凡缺乏多样性的城市大多呈现一种衰败的景象。为什么有些城市会衰亡,有些城市会兴旺?它主要取决于多样性。如果一个城市的产业、人群、建筑、社区等,都是多样性的,城市就越有活力。多年研究发现,城市系统无论什么时候,多样性越丰富,系统就越完备,越能够抗干扰,越能够在未来灾害中间生存,越富有韧性,城市就越有活力,这就是多样性。

(二)系统多样性

大家都希望城市治理越简单越好,但实际上,城市多样性具有其内在的优势。塔勒布在《黑天鹅》中写道:“黑天鹅总是在人们料想不到的地方飞出来。”在快速发展的现代城市,不确定性使当下的城市无法预知到危险的降临。应对不确定性的传统方法,就是把不确定性框定,制定相对应的预案,但即使做到这些,也很难应对现如今突飞猛涨的不确定性,很难应对城市黑天鹅事件的后果。

“新加坡国父”李光耀在城市治理方面运用了CAS理论。作为新加坡政坛极具影响力的人物之一,他在民族关系治理中体现出来的精神和方法同英国殖民统治者相比存在巨大的差异。英国统治者实行分区治理,把印度人划成印度区,华人划成华人区,马来人划成马来区。实行分区后,政府容易治理,对于群众也有制约和集聚的效用。李光耀却反其道行之,把华人、马来人、印度人等民族聚集到同一社区,大家和睦相处。

由于新加坡长时间处于英国殖民统治时期,已经形成传统,如果强行的阻隔或者打断这一传统,将不同族群混合居住,要实现和睦的目标很难。李光耀指出,要想构建长治久安的和谐社区,必须是不同国家、不同民族、不同文化背景的人和睦共处。小孩子玩在一起,然后慢慢成为朋友,最后不同种族之间的联姻。他是通过这样的方式实现社会和谐。要实现社区和社会的长治久安,必须是不同民族,不同文化背景的人生活在一起。

澳大利亚墨尔本2017年成功被评为全球前十的智慧城市。该城市的穷人和富人不仅住在同一个社区,而且还住在同一栋大楼。实际上富人和穷人相互依赖,一个城市收入越低的人,它在空间上移动的自由度越小,而富人的行动自由度很大,所以富人和穷人应该组合在一起,这不仅仅是体现社会公平,而且对富人和穷人都大有裨益。

城市是人们日常生活的主要场所,城市的规划与发展本质上应当为市民服务,只有满足城市中人的需求,城市才能具备旺盛的生命力。城市应当最大限度地为市民提供服务,让生活在这个城市中的每一个人都能感到幸福和安全,这才是城市发展的最终方向。任何一个生态系统中所具有的物种越多系统越具有韧性,抗干扰能力就越强,这就是生态学给我们的启示。

同样,城市基础设施的管理也需要多个控制中心。因此,目前各地城市基础设施设计采用的是分布式的管理方式,进行去中心化,利用多个并列式的管理模块来改造城市的生命线(如城市管网、交通道路等),城市的生命线由此将会变得更加坚韧。

所以,面对城市社区治理,我们不仅要包容多样性,还要培育多样性。在这一时代背景下,应对“黑天鹅”式风险的必然选择是建立韧性城市:在吸收来自未来的社会、经济、技术系统和基础设施各方面的冲击和压力下,仍能维持其基本功能、结构、系统和特征的城市。

五、结束语

对于城市未来发展的前瞻,是能够预判城市未来可能存在的问题,然后提出预测,以有效规避这些问题。当前中国的城市治理,应跳出第一、二代系统论的局限而学习第三代系统理论,在坚持城市主体性、多样性、复杂性等特征基础上,利用大数据和人工智能等新技术,将目标导向、问题导向及经验导向有机结合起来,体现“衣食住行、生老病死、安居乐业”的城市重点问题,实现现代城市的绿色宜居、经济活力和城市安全这三者的整体统一。

参考文献

[1]凯文·凯利,2018,《失控》,北京:电子工业出版社。

[2]凯文·凯利,2018,《科技想要什么》,北京:电子工业出版社。

[3]凯文·凯利,2018,《必然》,北京:电子工业出版社。

[4]芒福德,1989,《城市发展史:起源、演变和前景》,北京:中国建筑工业出版社。

[5]塔勒布,2011,《黑天鹅》,北京:中信出版社。

[6]雅各布斯,2006,《美国大城市的死与生》,南京:译林出版社。 Ibo/d5qzOnGtXN7PmsCl7lL0+FOQzXZVrP7IJU98hWJac4KE9ZvFA0KOZKqqnhGr

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