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在1980年出版的一本书中，政治学者布赖恩·D.琼斯（Bryan D. Jones）和他的合作者指出：
提供服务是市政府的主要职能。这一职能占用了政府职员大部分的时间和精力，同时也是公民与当地政府接触的主要内容。它偶尔会成为热议的话题，同时经常夹杂着虚构与错误信息。然而，地方政府提供的服务还存在着“隐藏功能”。 1
政府提供服务是一种“隐藏功能”，这在很大程度上是因为它经常悄悄融入城市景观。而城市景观往往是人们所期望的城市的一部分。当经济力量成为构建美国城市的重要因素的时候，城市增长在很大程度上依赖于服务系统。这些系统形成了基础设施，并决定了生活质量。
我选择专注于研究卫生（或环境）服务——水的供应、排放和固体废物处理，因为它们已经与城市的运行和发展密不可分了。芬兰的一位同事指出，水文流通是地球上维持生命最重要的系统。他补充道：“水，是全球的独裁者，它划定了自然的边界。” 2 废物处理——一项不受欢迎但必不可少的职能，是另一位“全球独裁者”。
卫生服务为家庭和商业提供用水，消除废弃物，保护公众健康和安全，并帮助防治各种形式的污染。 3 中央公园的设计者弗雷德里克·劳·奥姆斯特德（Frederick Law Olmsted），将树称为“城市之肺”。而卫生服务就是城市的循环系统。
卫生服务与城市的生活和发展密切相关，它因此也成为揭示当代环境思想的重要工具。而城市的生活与发展同现行的公共卫生和生态理论及实践密不可分。这些理论与实践对于实施城市建设的时间与方式起了很大的决定作用。
《城市卫生史》这本书讲述了美国城市从殖民时期到公元2000年期间的供水、废水和固体废物处理系统的综合历史，分析了它们的发展，评估了它们对城市发展和环境的影响。虽然其他人已经单独研究了这些服务的历史，但是没有人试图将所有这三种服务整合到一个涵盖如此长的时间线的研究中。
就像我的上一本书《城市里的垃圾：废弃物、改革与环境，1880—1980年》（1981年）一样，这项研究采用的是国家视角，而不是采取个案研究。该书的主旨是确定美国卫生服务提供方法的总体趋势和相关的环境影响。与此同时，这本书也讨论了许多城市经验的例子。此外，该研究还特别关注了19世纪英格兰的卫生习惯及其对美国的影响，用以弥补仅集中关注美国国内卫生习惯的空缺。从长远来看，我们需要更彻底地审视技术、监管机构的演变以及城市增长模式等方面的变化。
《城市卫生史》按照时间顺序撰写成书，通过时间显示事物的变化，同时还提出了几个重大问题：公共健康和生态理论对于实施卫生服务的影响；关键决策人的作用——卫生学家、工程师、医生、政治领袖——决定所提供的服务的选择；以及这些选择对环境的影响。
这项研究是基于当代期刊、政府报告、城市出版物以及一些工程和公共卫生协会的会议记录的广泛研究。社会科学理论也在三个重要领域提供了信息：生态学理论——将卫生服务置于大的环境背景下，并帮助确定其对城市及其周围的影响；系统理论——确定和解释卫生服务本身的发展和结构；路径依赖理论——评估在选择和实施服务时所作的政策选择的影响。
在几年前的一次关于城市本质的讨论中，我多年的同事、历史学家乔尔·塔尔告诫我：“城市不是树。”尽管他给予了我友好的规劝，我依然认为探索城市作为自然环境的概念是非常有必要的，即使有机理论被夸大。原因无他，只是它可以帮助我们思考城市在这个物理世界中所处的位置。
根据城市规划专家格雷姆·戴维森（Graeme Davison）的说法，作为一个自然的系统，城市的理念在18世纪末和19世纪初，“成为第一代中产阶级城市调查者的主导范式”（至少在英国是这样）。在某种程度上，它一方面强化了“商业中产阶级的主要思想家”——自由主义经济学家和自然历史学家的理论；在另一方面，它“赞同公共卫生学家和其他改革者技术治国论的专业主义”，具有马尔萨斯主义的倾向。 4
虽然城市作为自然系统的这一理念没有吸引公众普遍的注意，但是它使得城市的结构和运行与人体产生了形象的关联比喻。当然，这样的理论有明显的缺陷，因为它并没有公平地顾及某些特定阶级的利益，但它确实描绘出了地区之间相互依赖以及城市的诸多组成部分合理运作的生动形象。
甚至在更接近现代的时期，有机理论就已经有了拥护者。斯宾塞·哈夫利克（Spenser Havlick）认为，一个城市或一个城镇是“一个资源组合（土地、水、空气、矿物和人类）的转型”，其城市化的主要目标是“将资源基础转化为城市”。结果就是这个城市作为“二级资源”，为城市居民、地区和国家提供收益。 5
社会学家戴维·哈维（David Harvey）也认为，城市系统是“一个巨大的人工资源系统”。他运用马克思主义理论，通过提出“这种人工资源系统的增长与通过固定资本投资的分配来构建和分化空间具有一定相关性” 6 来完善这一概念。与其说哈夫利克和哈维定义的核心是一种类似于自然系统的环境，不如说是一种结构，这种结构依赖自然资源重新排序以形成新的秩序。在某种意义上，它依然包含城市的有机属性。
与哈维一样，城市与区域规划教授曼努埃尔·卡斯特（Manuel Castells）在构建城市时也强调人类的行动，但他也认为城市是动态的，而不是静态的：“城市是活生生的系统，人们创造它们、改造它们和体验它们。城市的形态和功能是由空间和社会的相互作用产生和管理的，即人类意识、物质、能量和信息之间的历史关系。” 7
地理学家托马斯·R.德特维勒（Thomas R. Detwyler）和梅尔文·G.马库斯（Melvin G. Marcus）把城市化进程归结为一个通常仅限于自然现象的定义术语，他们认为城市是“地球表面一种相对较新的生态系统”。然而，它是一个“开放的系统”——不是自给自足的，不是独立运作的，也不是孤立于世界之外的。 8 在这个用法中，生态系统具有一些描述性的力量，而不是创建一个严格的生物模型。
哈夫利克、哈维、卡斯特、德特维勒和马库斯的观点是对有机理论的修正，但仍然植根于有机理论。虽然将城市比作人体的概念并不完全具有说服力，但将城市比作动物的概念（如果不是“自然的”）对于理解城市的增长和发展是必不可少的。城市不是人类活动的静态背景，也不是有机的隐喻：它们是不断变化的系统。 9
城市也是自然环境的主要调节器。地理学家罗纳德·J.约翰斯顿（Ronald J. Johnston）指出，“它们的存在可以影响基本物理过程的进程，比如水循环”。城市化消除了土壤的大部分过滤能力，并迅速将降水引导到可用的水道，因此容易引发洪水。城市建设增加了空气中的污染物，影响大气，同时也产生了温度高于周围地区的“热岛”。各种城市活动产生大量的废物，需要复杂的处理机制。 10 正如德特维勒和马库斯总结的那样：“不幸的是，城市生态系统很少以在河滨的标准来对待空气和水资源；也就是说，它们不会以被接收时的相同状态送回生物圈。” 11
如果设计合理的话，城市或许有能力比高度分散的人口更有效地利用资源。在提供服务、创造社会和文化机会以及生产和分配商品方面，集中可能是一种优势。
鉴于人们对城市的不同看法，由此产生了一个重要的问题：作为人类扩张和技术发展的一种形式，我们如何量化城市建设对周围环境的影响？为了了解城市环境的广泛特征，多年来社会学家和地理学家着重发展了城市生态学理论。对于空间和社会组织的生态学方法研究可以追溯到19世纪植物与动物生态学家提出的概念和原则。然而，城市社会学是在第一次世界大战期间由罗伯特·E.帕克（Robert E. Park）和欧内斯特·伯吉斯（Ernest Burgess）在芝加哥大学创立的。 12
有些人把芝加哥学派称为“亚社会学派”，因为伊德翁·舍贝里（Gideon Sjoberg）表示，该学派成员一直致力于研究人类的“时间和空间维度，并从亚社会变量的角度解释由此产生的模式”。最基本的亚社会变量是“客观的竞争”，这一概念借用了19世纪的社会达尔文主义和古典经济学，强调自由放任主义和市场运作。那些致力于芝加哥学派生态观点的人集中在决定城市空间格局及其社会影响的因素上。支持者认为，城市的空间布局取决于竞争性的经济和社会力量。 13
在20世纪30年代和40年代初达到全盛时期之后，这种生态学方法逐渐走向衰落。但在1950年，阿莫斯·霍利（Amos Hawley）的著作《人类生态学：群落结构理论》使生态学方法在社会学领域得以复兴。立足于他的导师罗德里克·D.麦肯齐（Roderick D. McKenzie）的研究成果基础之上，霍利试图解释人口规模与城市组织结构之间的关系。根据约翰·卡萨达（John Kasarda）的理论，城市系统边缘的人口增长将与核心组织功能的增长相匹配，以确保系统扩展的稳定性。这种增长模式产生了一个核心城市和一系列附属郊区。 14
起初，社会学强调的是中心城市的社会问题，随后分析了都市圈内地区之间的关系，并开展比较城市研究。其理论的焦点也分成了几种不同的观点。其中，城市生态学方法以各种形式出现。经济、技术和社会文化变量在不同的理论中占主导地位。然而，奥蒂斯·杜德里·邓肯（Otis Dudley Duncan）和里奥·施诺（Leo Schnore）采用了“生态综合体”的概念，它包括四个基本要素——环境、人口、社会组织和技术。他们认为这四个要素在功能上是相互关联的。 15 “生态综合体”的概念之所以有研究价值，正是因为它把城市化的研究扩展到城市之外，从研究影响增长和发展的内部因素扩展到研究外部因素。
城市生态学的另一个争论焦点是城市化是否有利于社会组织。刘易斯·芒福德（Lewis Mumford）的作品最直接地浮现在我的脑海里。然而，芒福德并不是严格意义上的城市生态学家。舍贝里认为芒福德“与其说是一位科学家，不如说是一位说教者”，而他的传记作者唐纳德·L.米勒（Donald L. Miller）则认为芒福德是一位“城市历史学家、城市梦想家”。 16 因为正如舍贝里敏锐指出的，芒福德把现代社会的关键问题看作“自然和人类文化之间不平衡的产物”，他的作品尖锐地谴责现代大都市远远偏离了雅典的“城邦”。对于玛丽·乔·胡思（Mary Jo Huth）来说，芒福德和一些与芝加哥学派相关的“传统唯物主义者”认为城市是“世俗的、没人情味的、割裂的”。从这个角度来看，城市化不利于社会组织。 17 虽然芒福德对城市化的看法并不完全是消极的——事实上，他的不朽之作《历史上的城市》是在呼吁我们认识到城市的重要性——但他对城市的批判性评论《特大都市》还是影响了许多学者和评论家。
另一方面，伯吉斯的理论将社会地位与居住模式联系起来，这种理论倾向于强调秩序，而不是芒福德等人所认为的社会无组织概念。伯吉斯的“同心区”根据经济和社会地位将人口分布在城市中，其中内圈的居民主要以穷人为主，外圈的居民则较为富裕。其他人则在讨论“扇区”这一概念，这些扇区与其说是池塘上的涟漪，不如说是把一个圆饼切成数份。 18 伯吉斯的同心圆地带和相关理论提出了关于城市的社会组织或社会解体能力的重要问题。
20世纪50年代，生态学方法在城市地理学中重新出现，尤其经常出现在区位理论的形成以及关于社会学的更广泛跨学科论述中。但是，重新焕发活力的生态方法在重点上比它最初表达的版本要狭窄，特别是淡化了人类群体之间的相互关系，并通过城市区位理论对城市内部结构和土地利用模式进行关注。
区域理论几乎与19世纪晚期和20世纪前期的社会科学理论同时期形成。然而，德国经济地理学家瓦尔特·克里斯塔勒（Walter Christaller）在20世纪30年代提出的关于城市区位的“中心地理论”对欧美学者的影响最大。 19 无论是特殊意义上的中心地理论还是一般意义上的区位理论，并不是特别适用于处理城市环境的组织原则，但有助于区分城市核心地区的发展与周边地区的发展。 20
到20世纪70年代，正如地理学家拉里·柏恩（Larry Bourne）所指出的那样，“为20世纪60年代流行的大多数过于雄心勃勃的大规模城市发展模式谱写了安魂曲” 21 。不过，尽管城市生态学的总体模型试图完成的工作过于庞杂，但它还是通过环境的角度来定义城市，从而表明了这样一种价值，即把城市看作一个整体，而不是一个设计复杂的有机体。根据地理学家布赖恩·贝利（Brian Berry）和约翰·卡萨达的理论，“当代生态研究的中心问题是了解一个种群如何在不断变化但又受限制的环境中进行自我组织的”。解决这个问题的四个“参考变量”是人口、组织、环境和技术。 22
为了检验卫生服务（我将其描述为“卫生技术”）的影响，生态学方法被广泛应用，它并不仅仅限于确定区位的选择和评估土地使用方面。在《城市卫生史》这本书中，技术被视为城市环境中的关键变量，因为它有助于解释城市的形式和结构的变化，以及对城市生活健康和质量的影响。但是，在现有技术之间作出选择的决定是根据当时流行的环境理论。在20世纪之前，当最初的卫生技术得到实施时，瘴气或污秽致病理论强烈地影响了人们的选择。从19世纪80年代初到第二次世界大战结束，细菌学理论为选择提供了依据。战后不久，生态学的新理论将卫生服务的视野从狭隘的健康观扩展到了更广阔的领域。
这些健康和环境理论广泛传播，构成了环境范式。因此，《城市卫生史》聚焦于三个重要的历史时期，以考察美国卫生服务的发展和演变：从殖民时期到1880年的“瘴气时代”；从1880年至1945年的“细菌学革命”；从1945年至2000年的“新生态”。
卫生服务不是有机的实体，而是专门的技术体系——卫生技术——用以帮助塑造现代城市的设施。 23 19世纪技术网络的发展和相关的服务是近代城市的主要特点。虽然工业化多年来一直是地方性或区域性的，但新的技术革新很快就扩散到全国。这表明，尽管美国的各个城市并没有从工业革命的直接经济影响中统一地受益或受损，但它们的现代化是这个时代新技术体系发展的结果。到19世纪后期，美国的许多城市在许多领域进入了一个动态的系统建设时期，包括能源、通信、交通和卫生。
技术网络化的城市迎来了一个非凡的近代化时期，并一直延续到20世纪。19世纪的几项技术革新——汽车、电力网络和电话——在把核心城市变成大都市的过程中起了重要作用。 24
近年来，系统理论起起落落，但它对本研究很有帮助，因为技术体系为理解实体城市的发展提供了一种有效的方法。这种制度有一种内在的秩序，而这正是美国整个城市建设过程中所缺乏的。
1964年，地理学家布赖恩·贝利发表了一篇颇具影响力的文章。文中指出，“城市是一个系统，它与其他系统一样，易受同一种分析的影响，其特征是具有相同的概括、结构和模型”。他说：“很明显，城市可以被看作一个系统——由相互作用、相互依赖的部分组成的实体。它们可以在不同的结构、功能和动态层次上被研究，并且可以被划分成不同的子系统。” 25
作为一种将生态学方法应用于城市的方式，将城市看作一个系统的思想为构建模型提供了一种有力的研究方法。但是这种在20世纪60年代流行起来的系统模型在70年代被批评为“过于正式，过于具有限制性”。 26 由于城市会受到一系列外部力量的强烈影响，因此最好把它们看作“开放系统”，偏离那种使它们孤立或自我封闭的思维方式。 27
经过一些修改和重新思考，由贝利等学者率先提出的城市系统方法在20世纪80年代获得了重生，它在评估城市化进程方面具有一些明显的潜力。我们应当牢记历史学家西摩·曼德尔鲍姆（Seymour Mandelbaum）的告诫：“系统思维在形式上是整体的，但不一定是天主教式的。” 28 我想补充的是，从最广义的角度来说，城市可以被视为开放系统，但在城市内部，有一些系统可以被特指称为“城市”或“都市”，并可以提供对城市建筑、成长和市政环境的整体认识。
在这项研究中，我更喜欢谈论卫生“系统”而不是“网络”。城市技术系统不同于技术网络，因为网络可以简单地表示单一技术的连接。例如，电报网络可能由发送和接收设备、传输线和电源组成。另一方面，通信系统可以包括电报网络，也可以包括电话、邮件、投递员和其他信息传递工具。一个系统的一部分可能还包括芒福德所说的“地下城市”——给水总管和下水道，煤气总管和电力总管，或是地铁。或者，一个系统可能会扮演芒福德所说的“隐形城市”的角色——比如电网，它不仅连接各个地方，而且服务和推动几个不同的进程。 29 在每一个技术系统中，重要的组成部分不必是物质的，也可以是集合技术的行政实体——如公用事业、牵引公司和市政府，专业技术，金融支持，甚至是使用服务的消费者。历史学家托马斯·休斯（Thomas P. Hughes）颇具说服力地指出，系统“涉及的远不止所谓的硬件、设备、机器和流程，以及将它们相互连接起来的运输、通信和信息网络”。“这样的系统也是由人和组织组成的。” 30 因此，这些系统——无论它们有多大，有多坚固——都不会成为自主的，而是存在于现有技术、操作人员的手和用户指定的功能所施加的限制之内。
新的城市技术的应用实施不是自动的、偶然的或无意的，而是决策者们在19世纪和20世纪城市不断发展和扩张的过程中，为解决城市面临的现存问题而做出的专门努力。从工业时代的主要城市开始，实施新技术的决定就产生了——正如历史学家乔恩·彼得森断言的那样——“努力克服旧城市在部署中遇到的局限和弱点。这些现象由于大城市发展而显得非常突出”。这些努力有助于制定关于环境规划和提供城市服务的优先事项，并导致了技术系统的实施，这些系统“确保了新城市主义的生存能力，甚至是特别的活力” 31 。
决策者选择采取行动来克服旧有城市规划的局限和弱点，他们通常利用发展新的技术这一手段来实现这些目标。城市的领导者会采取行动以满足那些迫在眉睫的地区需求，而这些需求往往都是出于基本的环境考虑。例如，纯净和充足的水对于人类的消费和防火是至关重要的；家庭和企业污水的排放和对固体废物的处理可以改善卫生条件并有利于控制疾病。
确定城市环境规划的基本依据是交通、通信、能源和卫生服务等共同需求。对许多人来说，基础设施、各种技术系统和卫生服务代表着公共产品，因此需要市政——以及后来的州和联邦——承诺增加公共支出。
考虑到公共和私人对于城市决策进程中的参与作用，历史学家艾伦·安德森（Alan Anderson）认为，城市服务的提供“随着技术和市场的变化，在公共部门和私人部门之间来回切换” 32 。然而，很难清晰地描述这种振荡的模式。只要形容成公共目的和私人目的并不相互排斥就足够了。一个运作良好的实体城市的发展和维护是由公共和私人投入决定的——有时是协调一致的，有时则相互竞争。 33
把决策作为一种集体行为来关注，而不是简单地把政府与企业或老板与改革者对立起来，是非常有用的。侧重于政治权力的历史学家为研究与城市技术系统有关的决策提供了几个有用的指导方针。特伦斯·麦克唐纳（Terrence McDonald）常常直言不讳地批评对城市的“功能主义”分析，这种分析的假设是，市政府和城市政治体制等社会机构“之所以能够持续发展，是因为它们履行了某些功能，无论是对整个城市社会，还是对该社会的各个子群体……因此，他们没有提供关于哪些变量对他们的论点更重要，哪些不那么重要的线索”。麦克唐纳并不攻击功能主义本身，而是指出“功能主义框架的问题，不是说它必然是错误的，而是它的假设（例如，功能被实现了）经常没有经过检验，它的框架（例如一些变量影响另一些变量）是不清楚的” 34 。
然而，仅仅确定决策者及其主要利益是不够的。最重要的是确定他们的意图，以及这种意图在最终的系统中明确体现的程度——或者决策者是否从系统的角度进行思考。戴维·哈马克（David Hammack）和克里斯汀·罗森（Christine Rosen）的工作对于研究技术系统的决策非常有用。哈马克的论点是，在世纪之交的纽约，政治权力集中在“数个不同的经济、社会和政治精英身上，而不仅是一两个” 35 ，这避免了对公共利益与私人利益的解释过于简单。罗森关于基础设施发展的供求双方“摩擦”的讨论对技术系统的问题有很好的适用性。在她的《权力的极限》（The Limits of Power）一书中，她将芝加哥、巴尔的摩和波士顿作为研究城市重建过程的对象。罗森指出，对基础设施开发的需求方来说，市场机制崩溃的原因是个人不愿主动为基础设施付款，特别是那些其他人不付钱也可以使用的基础设施。 36 对供应方来说，市场之所以崩溃，是因为通常垄断基础设施开发的生产商可能会无视其所垄断市场的需求。因此，服务最容易被提供给富裕的地区和商业领域也就不足为奇了，因为这些地方的回报是最大的。因此，在谁做出决定以及谁接受服务方面的平等和歧视问题在美国城市历史上一直存在。事实上，偏袒、腐败、个人扩张和纯粹的贪婪常常会阻碍理性的决策，或者至少使之变得更加困难。
卫生工作者和工程师是将卫生系统的技术和科学知识从一个城市输送到另一个城市的关键渠道。同时，他们是当时流行的环境观点的接受者和传播者，这些观点有助于形成这些制度。卫生工作者和工程师对于市政决策过程的重要影响取决于网络化城市——19世纪和20世纪的现代城市——其在基础设施和相关服务变化（自然灾害除外）的目的是实现社会、政治或经济目标而对实体城市实施塑造或者改造。
决策具有短期影响和长期影响。在短期内，卫生技术的实施往往会符合城市领导人的期望。某些健康问题减少了，宝贵的水的供应和废物的处理改善了环境条件，城市的声誉提高了。但是，从长远来看，忽视谨慎的规划、只着眼于项目设计往往只会把注意力放在最直接的执行目标上，而不是放在系统的潜在弹性或适应增长压力的能力上。
即使在新的卫生系统的最初阶段，为了效率和控制而强调集中职能，并将特定技术视为提供服务、根除疾病和刺激城市增长的永久解决办法，这种现象也是很普遍的。然而，对持久性的承诺往往局限于特定的技术，从而限制了未来几代人的选择。如果系统建得太好或结构太差，都会出现相应的问题。在前者的情况下，现有的系统可以证明是抗拒改变的；在后一种情况下，它可能急需得到替换。因此，19世纪关于卫生系统的决定在100多年后对城市产生了深远的影响。
“路径依赖”的概念最初来自经济学理论，它提供了关于卫生技术的使用寿命和对后任决策者抉择限制的观点。经济历史学家路易斯·凯恩对路径依赖的描述最为简洁：“第一代做出的选择消除了一些（尚待发现的）可选方案……在对于第二代来说。”换句话说，由于过去的选择，现在的选择受到很大的限制。 37
1927年的一个例子说明了这一点。关于污水污染，纽约州健康署卫生司司长说：
这可能是由于大多数城市的下水道系统在很久以前就开始建设了，而且往往是“零零碎碎”地建设起来的，没有任何非常明确的总体规划。城市的排污系统需要与雨水和地下水进行对抗，从而增加了污水收集处理的难度。这并不是说城市管理者在认识污水处理的必要性或在承担责任方面比较松懈，而是说他们在解决截流污水管道的建设和运行筹措资金的问题上，工作有所欠缺。 38
1988年，经济学家保罗·戴维（Paul A. David）在一份由国家科学基金会资助下完成的论文中，敦促重寻经济学领域的历史起因。戴维的分析对于我们的目的最有用的方面是，在某些情况下“依赖于介入事件”的概念（发生）在早期。这极有可能通过“锁定历史偶然事件”实现，其中“历史事件是相当短暂的，本质上是非系统的，或‘偶然性’的；即使是那些在当时看来不仅无关紧要，而且完全随机的事件” 39 。
经济学家布莱恩·阿瑟（W. Brian Arthur）在1989年提出了历史锁定论的一个变体，该论点专门关注新技术的应用。根据阿瑟的说法，“一项偶然获得早期采用领先地位的技术可能最终会‘垄断’潜在用户的市场，而将其他技术排除在外” 40 。阿瑟担心的一个问题是，一个决定将会“锁定”在一条较差的技术道路上。从更一般性意义上说，早期的决策通过限制可用的选项来影响当前的决策，而可用的选项又反过来影响未来的选择。这是一个双重约束，因为许多即时选项已经被否定。
历史学家约瑟夫·科恩伍特兹（Josef Konvitz）在讨论基础设施是否过时这一更为普遍的主题时，提出了一些补充意见。他指出，直到19世纪后期，基础设施系统才被应用到城市的有限区域。大约在1880年以后，这些系统适应了整个城市环境。然而，关于新的城市结构和空间，他补充说：
就好像他们所对应的社会、经济和技术条件都被视为永久的，因此可以固定为永久的形式。就像影响城市生活条件的突然和不可预见的变化不太可能发生一样，城市建设的专家们……已经建造了预计能长期保存的建筑物……这些建筑物建得太多、太好，以至于城市里有许多过早的、过时的建筑物和城区，这些建筑物和城市属于过时的模式。 41
具有讽刺意味的是，提高工作持久性的努力往往会延缓城市变化的进程。19世纪在建立新技术系统时提出的问题更多地是关于混凝土、管道和电线的耐久性，而不是在不断变化的环境中提供服务的技术是否合适。这些系统的潜在复原力或适应增长压力的能力可能会受到损害。
从一般的意义上说，路径依赖理论认为，必须从至少两个主要问题的角度来评估卫生技术的长期影响：对持久性的追求在多大程度上产生了适应变化的卫生技术？ 42 并且，在开发的早期阶段，对项目设计的关注是否限制了对系统长期规划的关注？
美国卫生服务的发展历程需要超越抽象的理论，用以揭示200多年来技术系统、城市发展和环境影响之间的密切联系。《城市卫生史》的第一部分“瘴气时代（从殖民时期到1880年）”开始于17世纪的美国，当时城市面临着糟糕的卫生条件，并遭受着流行病的严重影响，而人们对它们的起因只有模糊的认识。到了19世纪，一些较大的城市发展了地区范围的供水系统和基本的供水网络，但仍然把废物处理视为个人责任。然而，19世纪中期英国的“卫生观念”有着强大的全球影响力，它将污秽与疾病联系在一起，为改善英国及其他地区的卫生服务提供了更清晰的理论依据和更新的策略。在1842年的卫生报告中，英国律师兼卫生专家埃德温·查德威克爵士（Sir Edwin Chadwick）大胆地提出，需要建立一个高压水的主干系统，将房屋排水、主要排水、道路铺就和街道清洁纳入一个统一的卫生过程。尽管这个卓越的液压系统未能实施，但19世纪的英国卫生工作者和工程师成了欧洲和北美洲制定水与废水系统标准的领导者。更重要的是，英国的卫生理论为美国和其他地方提供了发展新技术系统的环境背景。因此，北美洲的供水和排水系统在19世纪中后期的发展很大程度上依赖于英国土木工程师和英国公共卫生领导者的专业知识、英国卫生技术的实施或应用，以及对英国环境价值观的吸收。
最早的卫生技术出现在城市快速发展的时代，尤其是1830年后，开始传播到美国的几个城市，并最终在19世纪40年代受到英国卫生观念的影响。瘴气——肮脏或难闻的气味——当时被认为是传染病的罪魁祸首。尽管瘴气理论没能发现疾病的根本原因，但它强调环境卫生的必要性，借此对抗疾病。人们主要关注的是供水，而对于排水问题则不怎么重视。城市范围内的固体废物问题在这个时代没有得到清晰的认识。当时的卫生服务是为了防止废物在中心城市堆积，但由于当时流行的健康理论的限制，它无法有效地预防疾病。尽管受到一定的限制，现代的水和废水系统的形式和功能还是要归功于19世纪的“原型系统”，它促进了环境卫生的广泛实践。由此产生的美国制度并不是简单的复制英国模式，而是适应修改当地和国家的文化、经济、技术、环境和政治因素。
第二部分“细菌学的革命（1880—1945年）”始于1880—1920年现代卫生服务的发展，这是美国城市快速增长和发展的时期。这一时期的供水、废水和固体废物系统的设计是为了永久缓解对健康的威胁，并为城市居民提供最终的便利。19世纪后期的生物学革命为城市管理者提供了对抗流行病的有效工具，包括细菌实验室和广泛使用的接种及免疫。然而，寻求卫生问题的永久解决办法需要依赖此前设计的系统，而不是在细菌学时代的新环境背景下从根本上重新设计的系统。事实上，随着公共卫生的目标开始转向个人医疗，人们开始质疑环境卫生作为抗击疾病的主要工具究竟有何价值。
从第一次世界大战结束到第二次世界大战结束，除固体废物收集和处置之外，卫生服务的质量和性质与当时相比都没有发生重大变化。固体废物作为一种定义更为明确的污染形式的出现，使人们更加重视寻求新的处理办法。
市政官员、工程师、规划师和公共卫生工作者在两次世界大战之间主要遇到的重大挑战，一方面是如何使卫生服务适应日益以大都市化和郊区化为特征的城市增长，另一方面是如何应对众多小城镇和农村地区不断增长的对于这些服务的需求。受经济大萧条和第二次世界大战的影响，美国人的生活遭受极大的破坏，这使得决策变得非常复杂。从财政的角度来看，20世纪20年代末和30年代的经济混乱改变了城市与联邦关系的本质，并导致原本由地方服务主导的制度转变为日益受到区域和国家利益影响的制度。
虽然关于疾病的细菌理论和污物理论之间的冲突早已解决，但从环境的角度来看，人们仍然对生物形式的污染十分关注，而对化学来源，特别是工业污染物的了解则格外关心。
第三部分“新生态（1945—2000年）”，表明外部力量在二战后已经成为影响卫生服务的中心。城市持续的扩张对供水、废水、垃圾收集和处理服务的提供者提出了越来越高的要求。但在美国历史上，人们首次对日渐残破的基础设施——尤其是城市核心地带的基础设施——表达了严重的关切，即持久性问题。卫生系统是在“进步时代”以及该时代以前设计并实施的，尤其是供水系统、污水系统和废水处理设施。城市周边的动态增长和中心城市的恶化形成了战后城市的主要特征，同时也影响了卫生服务的维护和进一步发展。此外，一系列造成日益严重的“城市危机”的城市问题逐步把人们的注意力从纯粹的物质问题转移到一系列日益严重的社会弊病上。
卫生服务不仅在1945年后处于新的社会和政治环境中，还处于不断变化的环境中。新生态学和现代环境运动的出现产生了另一种环境范式，其中包括以不同的眼光看待卫生服务。战后出现并在20世纪60年代蓬勃发展的新环境意识对科学和技术群体产生了巨大的影响，包括公共卫生工作者、公共卫生专业人员和工程师，他们曾经是发展卫生服务的核心。
特别值得注意的是，污染已经从纯粹的生物污染转变为化学/工业污染物和城市下水道的污染。除了水和空气污染问题，固体废物问题也成为一个全国性的“第三类污染”问题。
20世纪70年代以后的几年里，所谓的基础设施危机导致了市政工程的严重损毁，以及为应对一系列广泛问题而出现的政府财政资源损耗。其主要问题是，环境卫生技术的潜在损坏已经恶化到什么程度？人们关于水和土地污染对环境的影响这一问题有多少认识？面对无数的问题，日益减少的资源在多大程度上导致了对人们赖以生存了两个多世纪的卫生服务进行重新评估？此外，把注意力从点源污染转移到非点源污染，增加了一种令人不安的可能性，即现有的卫生技术和现行的政府监管装置并没有被设计来应对这些更新的、令人困惑的环境威胁。
此外，越来越多的固体废物、更严格的环境立法以及对卫生填埋场的长期依赖使人们产生了一种不安的感觉，即“垃圾危机”即将来临。当国家迎来新的千禧年的时候，对卫生城市的追求还没有完全实现。
本章的部分内容来自Martin V. Melosi，“The Place of the City in Environmental History”（《城市在环境史上的地位》）， Environmental History Review （《环境历史回顾》）17（ Spring 1993）：5-11，以及Martin V. Melosi，“ Cities， Technical Systems， and the Environment”（《城市、技术系统和环境》）， Environmental History Review （《环境历史回顾》）14（Spring/ Summer 1990）：55-61。
1. Bryan D. Jones，Service Delivery in the City： Citizen Demand and Bureaucratic Rules（《城市的服务提供：公民需求和官僚规则》），New York： Longman，1980， p.2.
2. Simo Laakkonen，“Water and Urbanization： Conceptualizing Hydrohistory”（《水与城市化：水历史的概念》）， unpublished paper， Helsinki，Finland，1993， p.1.
3. 多年来，同时代的人逐渐认识到这些服务的重要作用。例如，“A National Movement for Cleaner Cities”（《清洁城市的全国运动》），AJPH （《美国公共卫生杂志》）20（March 1930）：296-97；George W. Cox，“Sanitary Services of Municipalities”（《市政卫生服务》），Texas Municipalities（《得克萨斯市》）26（Aug. 1939）：218。
4. Graeme Davison，“The City as a Natural System： Theories of Urban Society in Early Nineteenth-Century Britain”（《作为自然系统的城市：19世纪早期英国的城市社会理论》），in Derek Fraser and Anthony Sutcliffe eds.，The Pursuit of Urban History（《城市历史的追求》），London： Edward Arnold，1983， p.366.
5. Spenser W. Havlick，The Urban Organism： The Citys Natural Resources from an Environmental Perspective（《城市有机体：从环境的角度看城市的自然资源》），New York： Macmillan，1974， p.12.
6. David Harvey，Social Justice and the City（《社会正义与城市》），Baltimore：John Hopkins UP，1973，p.309.
7. Manuel Castells，The City and the Grassroots： A Cross-Cultural Theory of Urban Social Movements（《城市与草根：城市社会运动的跨文化理论》），London： Edward Arnold，1983， p.xv.
8. Thomas R. Detwyler and Melvin G. Marcus eds. ，Urbanization and Environment： The Physical Geography of the City （《城市化与环境：城市的自然地理》），Belmont， Calif. ：Duxbury Press，1972， p.10.
9. 参见 Kevin Lynch，The Image of the City （《城市形象》），Cambridge， Mass.：Technology Press，1960；Hans Blumenfeld，“Continuity and Change in Urban Form”（《城市形态的连续性和变化》），in Larry S. Bourne ed.， Internal Structure of the City： Readings on Urban Form， Growth， and Policy（《城市内部结构：城市形态、增长和政策解读》），New York： Oxford UP，1982， p.51。
10. Ronald J. Johnston，The American Urban System： A Geographic Perspective（《美国城市体系：地理学的视角》），New York： St. Martins Press，1982，pp.304-305.
11. Detwyler and Marcus， eds.， Urbanization and Environment（《城市化与环境》），p.21；Robert Detweiler， Jon N. Sutherland， and Michael S. Wertman，Environmental Decay in Its Historical Context （《历史背景下的环境衰退》），Glenview， Ill. ：Scott Foresman，1973， pp.87-88.
12. Brian J. L. Berry and John D. Kasarda，Contemporary Urban Ecology（《当代城市生态学》），New York： Macmillan，1977， p.3.
13. Gideon Sjoberg，“Theory and Research in Urban Sociology”（《城市社会学理论与研究》），in Philip M. Hauser and Leo F. Schnore eds. ，The Study of Urbanization（《城市化研究》），New York： Wiley，1965，pp. 164-165.
14. 麦肯齐在20世纪30年代将“生态扩张”理论引入人类生态学领域。根据约翰·卡萨达的理论，对于城市来说，这意味着向外增长将在不失去与聚落核心联系的情况下发生。参见John D. Kasarda，“ The Theory of Ecological Expansion： AnEmpirical Test”（《生态扩张理论：实证检验》），Social Forces （《社会力量》）51（Dec. 1972）：165。
15. Sjoberg，“Theory and Research”（《理论与研究》），pp.165-175；Mary Jo Huth，The Urban Habitat： Past， Present， and Future （《城市人居：过去、现在和未来》），Chicago：Nelson-Hall，1970， pp.5-7.
16. Sjoberg，“Theory and Research”（《理论与研究》），p. 169；Donald L. Miller，“ Lewis Mumford： Urban Historian， Urban Visionary”（《刘易斯·芒福德：城市历史学家、城市梦想家》），Journal of Urban History （《城市史杂志》），18（May 1992）：280.
17. Huth，Urban Habitat《城市人居》，pp. 5-7；Sjoberg，“Theory and Research”（《理论与研究》），p.169.
18. 参见Huth，Urban Habitat（《城市人居》），pp.5-7。
19. 克里斯塔勒关注的是城市如何成为欠发达地区的“中心地带”，特别是在商业、贸易、制造业、服务业和行政职能方面。参见Berry and Kasarda，Contemporary Urban Ecology（《当代城市生态学》），pp.3-4，7-8，12，16，195-197。
20. “中心地理论”概述了中心地系统的逻辑，特别关注这些地方及其相关区域的数量、大小、活动和空间分布。参见“Central Place”（《中心地带》），in David L. Sills ed.， International Encyclopedia of the Social Sciences（《国际社会科学百科全书》），New York： Macmillan，1968，2：365-370。同时参见 Keith S. O.Beavon， Central Place Theory： A Reinterpretation （《中心地带理论：重新解释》），London： Longman，1977，2：139-142；Harold Carter ed.， The Study of Urban Geography（《城市地理学研究》）3d ，London： Edward Arnold，1981， pp.60-74，138；Raymond L. Fales and Leon N. Moses，“Land-Use Theory and the Spatial Structure of the Nineteenth-Century City”（《土地利用理论与19世纪城市的空间结构》），Papers of the Regional Science Association （《区域科学协会论文》）28（1972）：49，51，53；Brian J. L. Berry，“Internal Structure of the City”（《城市内部结构》），in Kent P. Schwirian， comp. Comparative Urban Structure： Studies in the Ecology of Cities （《比较城市结构：城市生态学研究》），Lexington， Mass. D. C. Heath，1974， p.227。生态扩张理论和分段增长理论有助于关注技术与城市组织之间的关系。参见 Kasarda，“Theory of Ecological Expansion”（《生态扩张理论》），pp.165-175；Stephen D. Webb，“ Segmental Urban Growth： Some Cross-National Evidence”（《分段城市增长：一些跨国的证据》），Sociology and Social Research （《社会学与社会研究》）58（July 1974）：387-391。
21. Bourne ed. ，Internal Structure of the City（《城市内部结构》），p.12.
22. Berry and Kasarda，Contemporary Urban Ecology（《当代城市生态学》），p.12，16.
23. Joel A. Tarr and Gabriel Dupuy eds.，Technology and the Rise of the Networked City in Europe and America （《技术与欧美网络化城市的崛起》），Philadelphia： Temple UP，1988， p.xiii. 幸运的是，在过去十年左右的时间里，关于城市和技术的学术研究蓬勃发展，尤其是在以下两期中：Joel A. Tarr ed.，the Journal of Urban History（《城市史杂志》）5（May 1979），and Tarr and Mark H. Rose eds.， the Journal of Urban History（《城市史杂志》）vol. 14（Nov. 1987）。还有专门致力于某一主题的，Joel A. Tarr and Josef W. Konvitz，“Patterns in the Development of the Urban Infrastructure”（《城市基础设施的发展模式》），in Howard Gillette Jr. and Zane L. Miller eds.，American Urbanism： A Historiographical Review（《美国城市主义：历史回顾》），New York： Greenwood Press，1987，pp. 195-226。
24. Melosi，“Cities， Technical Systems， and the Environment”（《城市、技术系统和环境》），pp.45-50.
25. Brian J. L. Berry，“Cities as Systems within Systems of Cities”（《城市作为城市系统中的系统》），Regional Science Association Papers （《区域科学协会论文》）13（1964）：147-163. 关于系统分析的一般理论参见Anatol Rapoport，“General Systems Theory”（《一般系统理论》），International Encyclopedia of the Social Sciences （《国际社会科学百科全书》）15（1968）：452-458.
26. Bourne ed.， Internal Structure of the City（《城市内部结构》），pp.29-35. 关于将城市看作“生命系统”的讨论——尤其是在社会中——参见Castells， City and the Grassroots（《城市与草根》），p.xv。
27. 参见Detwyler and Marcus eds.，Urbanization and Environment（《城市化与环境》），pp.11-13；Douglas， Urban Environment（《城市环境》），p.5，7，15。
28. Seymour J. Mandelbaum，“Thinking about Cities as Systems： Reflections on the History of An Idea”（《思考城市系统：对一个想法的历史的反思》），Journal of Urban History （《城市史杂志》）11（Feb. 1985）：142.
29. Lewis Mumford，The City in History（《历史上的城市》），New York：Harcourt Brace and World，1961， pp.478-480，563-567.
30. Thomas P. Hughes，American Genesis： A Century of Invention and Technological Enthusiasm，1870-1970（《美国创世纪：一个世纪的发明和技术热情，1870—1970》），New York： Viking，1989， p.3；也参见 Bernward Joerges，“Large Technical Systems： Concepts and Issues”（《大型技术系统：概念与问题》），in Renate Mayntz and Thomas P. Hughes eds.，The Development of Large Technical Systems（《大型技术系统的发展》），Boulder， Colo. ：Westview Press，1988，pp.9-36。
31. Jon Peterson，“Environment and Technology in the Great City Era of American History”（《美国历史上伟大的城市时代的环境和技术》），Journal of Urban History（《城市史杂志》）8（May 1982）：344.
32. Alan D. Anderson，The Origin and Resolution of the Urban Crisis： Baltimore，1890-1930（《城市危机的起源与解决：巴尔的摩，1890—1930》），Baltimore： Johns Hopkins UP，1977， p.2.
33. 参见Melosi，“Cities， Technical Systems， and the Environment”（《城市、技术系统和环境》），pp.58-61。
34. Terrence J. McDonald， The Parameters of Urban Fiscal Policy： Socioeconomic Change and Political Culture in San Francisco，1860-1906（《城市财政政策的参数：旧金山的社会经济变化和政治文化，1860—1906》），Berkeley：University of California Press，1986， pp.2-3.
35. 参见David C. Hammack，Power and Society： Greater New York at the Turn of the Century （《权力与社会：世纪之交的大纽约》），New York： Russell Sage Foundation，1982。
36. Christine Rosen，The Limits of Power： Great Fires and the Process of City Growth in America （《权力的极限：美国的大火与城市发展过程》），New York： Cambridge UP，1986. 关于决策和服务供给的重要讨论参见Harold L. Platt， City Building in the New South： The Growth of Public Services in Houston，Texas，1830-1915（《新南方城市建设：1830—1915年德州休斯顿公共服务的增长》），Philadelphia：Temple UP，1983。
37. Louis P. Cain to Martin V. Melosi，“Personal communication”（《个人沟通》）（Oct. 1990）. 参见Louis P. Cain，“An Economic History of Urban Location and Sanitation”（《城市区位和卫生设施的经济史》），Research in Economic History （《经济史研究》）2（1977）：337-389。
38. C. A. Holmquist，“Essential Features of An Efficient Municipal Sewerage System”（《高效城市排水系统的基本特征》），American City（《美国城市》）37（Nov. 1927）：312.
39. Paul A. David，“Path Dependence： Putting the Past into the Future of Economics”（《路径依赖：把过去带入经济学的未来》），Institute for Mathematical Studies in the Social Sciences， Technical Report No. 533（《技术报告第533号》），Stanford， Calif. Nov. 1988， p.1，4，6，19.
40. W. Brian Arthur，“Competing Technologies， Increasing Returns and Lock-in by Historical Events”（《竞争的技术、增加回报和历史事件的锁定》），Economic Journal （《经济期刊》）99（March 1989）：116，126.
41. Josef W. Konvitz， The Urban Millennium： The City-Building Process from the Early Middle Ages to the Present（《城市千年：从中世纪早期到现在的城市建设过程》），Carbondale， Ill. ：Southern Illinois UP，1985， p.156.
42. “To Engineer the Metropolis： Sewers， Sanitation， and City Planning in Late Nineteenth-Century America”（《设计大都会：19世纪晚期的美国下水道、卫生设施和城市规划》），Journal of American History （《美国历史期刊》）65（Sept. 1978）：397.斯坦利·舒尔茨（Stanley Schultz）和克莱·麦克肖恩（Clay Mcshane）强调，“现代市政管理的功能是水和废水处理技术所固有的，需要永久建造的下水道和供水系统；因此，他们需要长期规划”。这个假设将在接下来的章节讨论中得到检验。