三 城市系統(tǒng)有著生命體的特征

最近幾年，來自圣菲研究所的杰弗里·韋斯（Geoffrey West）和路易斯·貝當(dāng)古（Luis Bettencourt）發(fā)現(xiàn)城市規(guī)模與生物體的成長一樣顯現(xiàn)冪律分布特征，即當(dāng)城市規(guī)模翻番時，分?jǐn)傊撩總€居民的電纜長度、加油站數(shù)量和其他一些基礎(chǔ)設(shè)施約減少15%，而收入、專利、儲蓄和其他財富指標(biāo)上升約15%。這提示我們再次重視雅各布斯和亞歷山大所提出的觀點：城市是一種無序增長的產(chǎn)物，抑或是一個具有自身生長和調(diào)節(jié)機制的有機體。

我們認(rèn)為城市系統(tǒng)作為“人工生命”，與生命體在特征上有著相似之處。生命都具有復(fù)雜、自組織性和整體性等基本特征，這是其與非生命的根本區(qū)別。而城市的組織結(jié)構(gòu)和演化過程也同樣具有這些特征。城市的發(fā)展演進是建立在復(fù)雜、自組織和系統(tǒng)開放基礎(chǔ)上的空間運動，其結(jié)果是促使城市功能、結(jié)構(gòu)、空間和形態(tài)不斷地發(fā)展和分化，但又保持著演進過程的整體性。城市的形成和演化與生命系統(tǒng)有著相似的規(guī)律，在不斷與外界進行物質(zhì)、能量交換中實現(xiàn)其個體和群體的進化。

（一）城市與外界的能量交換有生物體新陳代謝特征

城市是一個開放的系統(tǒng)，需要與外界不斷地進行能量交換方能維持自身的正常運轉(zhuǎn)。城市的這種能量交換過程，恰似生命體與其所在環(huán)境之間進行的營養(yǎng)物質(zhì)攝取和廢物排放的新陳代謝過程，通過對人力、技術(shù)、資源、能源和文化等外界多種要素的消化、吸收、轉(zhuǎn)化和分解，持續(xù)進行著城市空間形態(tài)、經(jīng)濟形態(tài)和社會形態(tài)等各個方面的重構(gòu)和再造。城市的這種新陳代謝特征主要表現(xiàn)為城市內(nèi)部不斷產(chǎn)生變化，一部分舊的、不適合發(fā)展的內(nèi)容和方式被淘汰和革除，新的內(nèi)容和方式不斷地被組織到城市中去，社會的高度組織化不斷地推動著城市的演進。事實上，城市的發(fā)展離不開人與空間環(huán)境連續(xù)不斷的相互作用，不同時代的人對空間環(huán)境的解釋與期望完全不同，人們不斷地把自己的理解與創(chuàng)造注入環(huán)境中，在不斷的雙向互動中進行著城市的創(chuàng)新。

（二）城市的發(fā)展壯大具有生命體的生長和發(fā)育特征

城市的發(fā)展過程表現(xiàn)為擴張、集聚和升級等各種現(xiàn)象。這些現(xiàn)象一方面表現(xiàn)為量的增長，即通過資源、土地、能源、資本和勞動力等要素資源的投入，實現(xiàn)GDP、稅收和城市規(guī)模等方面一定比例的擴張。這種投入和產(chǎn)出的關(guān)系表現(xiàn)為一種固定比例甚至下降比例的線性關(guān)系，由于要素資源的有限性，這些現(xiàn)象往往難以實現(xiàn)持續(xù)的增長，是一種相對初級的粗放型增長模式。另一方面，城市的發(fā)展還表現(xiàn)為質(zhì)的提升，即通過城市內(nèi)在結(jié)構(gòu)的調(diào)整、環(huán)境優(yōu)化、產(chǎn)業(yè)升級和科技創(chuàng)新等途徑，在不增加甚至降低要素投入的情況下，推動GDP等經(jīng)濟指標(biāo)實現(xiàn)持續(xù)增長，甚至呈幾何級數(shù)的非線性增長。這種集約型的發(fā)展方式塑造著城市自身獨有的氣質(zhì)、城市文化和凝聚力，有利于提高城市競爭力、實現(xiàn)城市持續(xù)發(fā)展并推動城市逐漸形成完整的功能和自組織結(jié)構(gòu)。

任何城市的發(fā)展都是量變和質(zhì)變共同作用的結(jié)果，這兩種變化可能是同時發(fā)生的，也可能是在矛盾積累到一定程度時由量變引起質(zhì)變而發(fā)生的。這就是系統(tǒng)的涌現(xiàn)。正是這種量變和質(zhì)變的共同作用，并最終以涌現(xiàn)的方式推動城市功能的提升，使得城市的發(fā)展過程呈現(xiàn)非線性、自組織和螺旋形向上發(fā)展的特征。

城市的這種發(fā)展特征與生物的生長發(fā)育異曲同工。生命體生長主要表現(xiàn)為外形和體積的變化，發(fā)育則表現(xiàn)為思維和認(rèn)識等對外界感知的提升。前者是一個量變的外形擴張過程，后者則是質(zhì)變的能力提升過程。量變使生物體變得高大、強壯、有力量，正如城市規(guī)模、經(jīng)濟總量的增長；質(zhì)變則讓生命體變得聰明、敏捷、有思想，正如城市凝聚力的形成、競爭力的提升。顯然，生長和發(fā)育共同完成了生命體從幼稚到成熟的涌現(xiàn)過程。在成長過程中能夠選擇、取舍并最終完善自己，是城市得以實現(xiàn)持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵所在。

（三）城市對環(huán)境的感應(yīng)能力具有生命體應(yīng)激性特征

城市是具有自組織能力的復(fù)雜系統(tǒng)，也是一個開放系統(tǒng)，不斷與外界發(fā)生能量和信息交換。作為城市主體的人、機構(gòu)和關(guān)系群體，在實踐和認(rèn)識過程中都具有感知和反應(yīng)能力，各種信息反饋和內(nèi)外部環(huán)境變化會導(dǎo)致各種不同反應(yīng)。這些行為交織互動，使城市整體表現(xiàn)出對變化的感知和自發(fā)組織應(yīng)對的能力。

這與生命體的應(yīng)激性特征十分相似，生命體受到外界刺激后都會發(fā)生含有目的性的反應(yīng)，表現(xiàn)為植物的趨光性、生物的免疫反應(yīng)以及自我調(diào)節(jié)的穩(wěn)定態(tài)等多個方面，反應(yīng)結(jié)果則是生命體“趨吉避兇”。城市的這種應(yīng)激性能夠?qū)Ω鞣N信息和刺激因素進行選擇，保留那些有利于自身發(fā)展的信息和資源，并整合到自身系統(tǒng)中來，而排斥那些無用的或不利于自身發(fā)展的干擾和阻礙，表現(xiàn)出更加明顯的目的性。

（四）城市結(jié)構(gòu)的自我進化類似于生命體的遺傳現(xiàn)象

城市結(jié)構(gòu)具有相對穩(wěn)定性，并且能不斷地自我更新、淘汰和修復(fù)，表現(xiàn)為城市的成長和完善。在城市的結(jié)構(gòu)能夠滿足城市發(fā)展需求的時候，城市表現(xiàn)為宏觀穩(wěn)定狀態(tài)下的漸變發(fā)展。城市的這種相對穩(wěn)定性特征類似于生命體的遺傳現(xiàn)象，生命依靠繁殖而延續(xù)，在此過程中，親代的遺傳信息和他們所決定的結(jié)構(gòu)形狀被高度精確地傳遞給下一代。而不可避免的是，遺傳信息也會在傳遞過程中發(fā)生少量的錯誤，產(chǎn)生變異，使后代與前代產(chǎn)生一定的差別。這種變異導(dǎo)致的差別正是生物種群在面臨環(huán)境變化時得以延續(xù)的根源所在，能夠適應(yīng)復(fù)雜環(huán)境的變異生物體將會受到大自然的眷顧并最終存活下來。

城市也會在新的物質(zhì)、能量和信息的刺激下產(chǎn)生新的功能和結(jié)構(gòu)需求，尤其是原有的城市結(jié)構(gòu)系統(tǒng)無法承載新的增長需求、城市系統(tǒng)的整體效率下降導(dǎo)致城市運行出現(xiàn)緊張和困難時。這時，舊的結(jié)構(gòu)逐步瓦解，新的結(jié)構(gòu)從原有結(jié)構(gòu)中逐漸游離出來，發(fā)展為一種潛在的形式，并在繼承原有結(jié)構(gòu)優(yōu)勢特點的基礎(chǔ)上不斷吸收新的要素，逐漸取代舊的結(jié)構(gòu)而占據(jù)主導(dǎo)地位。宏觀上則表現(xiàn)為城市功能發(fā)展到一定程度時會產(chǎn)生新的有關(guān)聯(lián)的產(chǎn)業(yè)及相應(yīng)空間載體，并與新的需求和功能建立起新的適應(yīng)關(guān)系。城市新舊結(jié)構(gòu)和關(guān)系的交替過程中存在著其地域經(jīng)濟、社會和文化的延續(xù)性，同時會根據(jù)其內(nèi)外需求的不斷變化產(chǎn)生相應(yīng)的功能、空間和運轉(zhuǎn)模式，體現(xiàn)為一種繼承的關(guān)聯(lián)。

城市結(jié)構(gòu)有著充分的彈性，可以在結(jié)構(gòu)基本保持不變的情況下，通過自發(fā)地調(diào)整組織內(nèi)容和發(fā)揮功能的潛能，取得與功能需求和環(huán)境相互適應(yīng)的關(guān)系，這種適應(yīng)性通常表現(xiàn)為一種漸變。當(dāng)城市功能的壓力增加到一定程度時，為適應(yīng)新的環(huán)境和發(fā)展需求，城市結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)化就必然會發(fā)生。此時，結(jié)構(gòu)通過自身的變化對新功能進行適應(yīng)，新功能本身也做出相應(yīng)配合，逐漸建立起一種新的動態(tài)平衡。與這一過程對應(yīng)的是城市結(jié)構(gòu)發(fā)生變異和更新，同時也意味著創(chuàng)造和超越。

這種城市的結(jié)構(gòu)和功能之間的互動關(guān)系，讓我們不禁想起生命體的適應(yīng)性特征，即生命體在某些特定環(huán)境中生存能力的屬性。這種適應(yīng)性可以是結(jié)構(gòu)上的、功能上的或行為上的，也可以是三者的綜合。適應(yīng)使城市對環(huán)境的關(guān)系保持動態(tài)的平衡與互動，進而保持了城市的整體性。

專欄1-1中這個有趣的試驗讓我們意識到人類對于初級的個體生命尚且不能完全了解，城市作為由大量復(fù)雜個體組成的更為復(fù)雜的“生命體”，其復(fù)雜性及其背后的機制仍然是一個未解的謎題。盡管信奉還原論和機械論的人們會認(rèn)為城市建立在物質(zhì)性、均衡性、穩(wěn)定性和決定性的動力基礎(chǔ)上，由各種結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)相加構(gòu)成，可以拆分和還原，是一個極具確定性的事物；然而，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，城市人的工作和生活變得越來越錯綜復(fù)雜，城市發(fā)展的非線性特征日益明顯，還原論和機械論認(rèn)知下的城市實踐帶來越來越多超出預(yù)想的后果。

建筑學(xué)界的亞歷山大（Christopher Alexander）在其論文《城市不是一棵樹》中有著類似的思考。他認(rèn)為“人造城市”依照樹狀結(jié)構(gòu)進行組織是對城市社會空間結(jié)構(gòu)的一種簡單化處理，而“自然城市”則是以一種更為復(fù)雜、精細(xì)的半格狀結(jié)構(gòu)發(fā)展的，因此城市不是，不能，也絕不可以是一棵樹。他們的觀察和思考印證了這樣的事實：承認(rèn)城市的復(fù)雜性，就像我們承認(rèn)自然界中生物體的復(fù)雜性一樣，總有一些規(guī)劃者無法完全掌控的因素在起作用。

當(dāng)我們從城市是一個生命體的簡單類比出發(fā)，讀到生命體和生態(tài)系統(tǒng)的復(fù)雜性，開啟對復(fù)雜系統(tǒng)理論的了解，發(fā)現(xiàn)復(fù)雜系統(tǒng)的許多表述和觀點對從整體上認(rèn)識城市有著難以抵擋的魅力時，如同發(fā)現(xiàn)生物學(xué)中的“適者生存”一樣令人愉悅。我們難以把自己的意志強加于系統(tǒng)之上，但我們可以聆聽系統(tǒng)的聲音，聽它告訴了我們什么，并發(fā)現(xiàn)如何順應(yīng)系統(tǒng)的特性，使我們的價值觀更好地與之匹配。邁克爾·康拉德曾寫道：“歸根結(jié)底，適應(yīng)性就是利用信息來應(yīng)付環(huán)境的不確定性?！背鞘邢到y(tǒng)的適應(yīng)性是 “以萬變求不變”，適應(yīng)變化以可持續(xù)發(fā)展。這是我們對城市的最高夢想。