“总是使一个国家变成人间地狱的东西，恰恰是人们试图将其变成天堂”。
——引自哈耶克《通往奴役之路》
一、人类创造了城市，却亟待重新“发现”城市
城市是人类创造的最复杂的事物，也许没有“之一”。所有对城市研究和规划理论的探讨都无法避开“城市是什么”这个根本性问题,但至今莫衷一是。尽管城市是人类创造的，但城市客观上具有自组织和自适应的特性，呈现出复杂性。当人类杰出的创造能力与城市自组织和自适应动态错配时，一系列城市问题接踵而来，使城市陷入窘境。尊重城市发展规律，实在是一个最朴实又最有难度的要求。
这个要求既难在人性弱点上，又难在城市客观存在的复杂性上。站在高处的政府和专业人士以自上而下的俯视姿态倾向于真理掌握在自己手中，不自觉地忽略城市本身的自组织和自适应性，容易错误地干预城市发展，阻断客观规律的作用机制，这是一种“致命的自负”。而城市客观上所具有的复杂性，也超出了某一学科的专业极限。目前在分析复杂的城市问题时，我们常规的求解思路仍然是静态地做“微分”或者“拆分”，即运用不同领域的专业知识对城市的某一个侧面进行深入的分析，并未充分考虑到城市组成部分间的相互影响和相互适应，是一种典型的机械还原论思维。就像瞎子摸象，每个人都说对了局部，却看不见全貌。
城市天然是一个极具复杂性的自适应系统。随着经济、社会尤其是技术的发展，城市的复杂性呈现得越来越突出。在城市发展早期，城市功能与空间大多是一一对应的关系，根据统治者的意愿去摆布功能，较少的考虑甚至是不用考虑普通人的诉求、土地的多寡、道路的合理性、市政管道等现代城市遇到的问题。而人类社会的发展尤其是技术进步，使城市的某一种某种功能对应多个空间，或某个空间对应多个功能的情形成为城市的普遍现象。而复杂性研究试图打破将研究对象当作没有生命的机器，可以不断向下分解、还原的路径，提出应该将研究对象当作具有生命活力的整体系统，并且重视要素组合所带来的结构、功能的涌现，从而理解整体为什么不一定等于部分之和。
虽然整体系统论的思想渊源还可以追溯到亚里士多德、柏拉图和中国老子的哲学思想，但在规划思想史上较早认识到城市复杂性的当数简•雅各布斯（Jane Jacobs）。在她颇具影响力的著作《美国大城市的死与生》中城市定义为有序的复杂（organized complexity），并写到“当我们面对城市时，我们面对的是一种生命，一种最为复杂、最为旺盛的生命。”而最近几年，圣塔菲研究所（Santa Fe Institute）的杰弗里•韦斯特（Geoffrey West）和路易斯•贝当古（Luis Bettencourt）发现城市规模与生物体的成长如同一辙：无论城市大小，城市规模翻倍，其对基础设施的需求大概只增加85%，但其创新和财富增长的速度大概可以达到115%。这样的幂律广泛存在于各类复杂系统中，也提示我们重新审视城市：城市是一种无序增长的产物，抑或是一个具有自身生长和调节机制的有机体？但是，将城市视为生命也并非新鲜事，大多数时候这种类比也仅限于一种修辞和简单的判断，止步于此。认识到城市是一个复杂自适应系统（Complex Adaptive Systems，以下简称CAS）只是起点，城市系统内部有着自组织的规律性，对外部环境有自适应的能力，其深层次的秩序和结构，是有序与无序的统一。如何探索复杂性特征后的“隐秩序”才有可能真正对实践应用有所增益，所谓“知行合一”了。
二、开启发现之路：复杂自适应系统视角下的城市认知框架
亚当．斯密在《国富论》中用“看不见的手”巧妙地阐述经济系统中个体经济行为非故意地形成整体市场秩序的客观事实。而复杂系统理论试图解释，在不存在中央控制的情况下，大量简单个体如何自行组织成能够产生模式、处理信息甚至能够进化和学习的整体。这两者有相通之处。
CAS理论的开创者之一，遗传算法之父约翰•霍兰德（John Holland）定义了CAS基本概念框架，我认为目前仍然是理解CAS最简明也最具启发性的表述,让“看不见的手”有迹可寻。最近几年在市面上也都能找到许多与其中某些概念对应的畅销书,比如《失控》、《链接》、《智慧社会》、《黑天鹅》等等。由于篇辐有限，这里只作简要介绍，每个概念都能展开很多，相信读者也能在其他学科领域中找到大量有益于理解某一概念的观点素材，而这一概念框架也是包容的，并不排斥其他学科的既有成果。就像霍兰德自己在《怎么学习CAS理论》的文章中写到,不同的学科都在用自己的语言探索复杂性的某个局部,应在复杂自适应系统的概念框架中下学习和吸纳,避免钻进其他学科领域的“牛角尖”。
1、城市主体
系统中的基本单元称为“主体”，主体具有主动适应性（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。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。
城市源于人，为人、因人而改变。人是城市复杂性的决定性因素，是整个城市系统及各个子系统之间共同的、无时不在的随机层。正是通过人的活动才在空间与时间之间建立了联系。城市规划经常强调“空间”是规划对象，但如果认识到城市复杂性的来源，规划师有可能不得不重新考虑自己的工作。城市是人类社会的映射，是一面镜子，就像易经中一阴一阳。空间是被定义的，脱离对人类社会活动的研究，只盯着空间并没有多大意义。而空间被定义往往是基于较短时期的静态安排，随着时间变化，空间定义会变化，比如以前的胡同现在的南锣鼓巷，以前的工厂现在的文创园区。
2、主体聚集
聚集不是简单的合并，也不是原有主体的消失，而是新的、更高层次主体的出现（下文中系统积木块的概念会深化这一认识）,并包含了原有层次中所有的主体互动。
城市由人、企业、机构、设施、服务和管理等在空间上的聚集。人与人的聚集形成家庭、组织、机构和团体等主体，这些主体的聚集形成社区等形态，社区的聚集形成乡镇乃至城市，城市的聚集形成了城市群。这些大大小小的主体聚集中包含了多层次的适应性互动，并在不同层次上形成涌现（Emergence）,即多个主体组成系统后，出现了系统组成前单个主体所不具有的性质，这个性质并不存在于任何单个要素当中，而是系统在低层次构成高层次时才表现出来，形象地称其为“涌现”。
3、要素流
CAS理论十分强调“流”的作用。主体间互动通过“流”来实现和传递，并直接影响系统进化。“流”的顺畅能促进主体的互动，反之则割断主体间的联系。
在城市系统中，城市主体之间通过物质流、能量流、信息流和资金流等产生联系，城市发展的活力与这些“要素流”的强弱和质量直接相关。以往的城市研究中，理论界大多关注的是实体资源，对于现代社会，信息更是发挥着决定性的作用。《链接》一书中的复杂网络研究信息流传递的足迹，让 “流”的概念有了更具象的表述。
4、非线性发展
CAS主体之间相互影响不是单向的因果关系，而是主动的相互适应，互为因果，从而呈现非线性发展。就城市发展而言，人类思维和行为的非线性特点本身就决定了城市是一个充满非线性的时空。影响城市发展的因素千千万万，而这些因素之间并非完全独立，而是交互联动，无法用一个特定的模型和公式来演绎。这意味着不确定性是必然，确定性成了偶然。在较短时期，复杂自适应系统仍然呈现出可追寻的隐秩序，但在较长时期中结果仍然是难以预测的，因为非线性会不断放大初始位置的微小偏差，差之毫厘，谬以千里。
5、目标多样性
“多样性”这个词最早用于生物学物种研究领域，是环境变化的产物。环境的变化会使不能适应的主体淘汰消失，并会产生填补这一空缺的新主体。新主体与消失的主体具有不同特征，从而产生了多样性。在CAS中，主体适应环境的过程无时无刻都在发生，每一次适应过程的完成，又为下一次适应开辟了可能性，从而保持系统的持续更新。同样，城市的适应性也是一个分化的过程，形成了城市结构的复合性和形态表现的多样性。“多样性是大城市的天性”，城市的活力在于错综复杂并且相互支持的城市功能，形成丰富多彩的城市空间。
6、特点标识
在主体聚集形成系统的过程中，标识是一个重要的引导物。“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”。主体通过标识在系统中选择互动的对象，从而促进有选择的互动。“标识”可以解释某些城市和区域要素流动及要素充足的原因。
标识的意义在于提出了主体在环境中搜索和接收信息的具体实现方法。它是解决系统整体性和主体个性矛盾的有效概念，因为整体性容易产生子系统雷同和同质化，个体特性也可能会损坏整体效率的提高。而设置良好的、基于标识的相互作用，为专业化合作提供了合理的基础。
7、内部模型
内部模型是主体间具有的互动规则。由于内部模型的存在，主体可以对事物进行前瞻性的判断，并根据预判对互动行为作出适应性变化。内部模型有隐性与显性之分。斯科特（James C. Scott）在《国家的视角——那些试图改善人类状况的项目是如何失败的》写到：“被设计或规划出来的社会秩序一定是简单的图解，他们经常会忽略真实的和活生生的社会秩序的基本特征。严格服从规则工作（work-to-rule）的失败表明，任何生产过程都依赖于许多非正式的和随机的活动，而这些活动没有被正式设计在规划中……往往不承认，甚至压抑非正式过程，这不仅损坏了目标人群的利益，也最终导致设计者的失败。”这也提醒我们在设计显性规则比如做城市规划或公共政策时要能看到隐性规则的作用，更好的顺应和引导而不是无视和违背。
8、系统积木块
系统积木块应用于分析时，其作用与“主体”是相同的。两者区别在于，主体是不可拆分的基本元素，而系统积木块是可拆封的子系统。系统积木块的概念为分析复杂系统的层次问题提供了便利。根据研究的目的和需要，通过这一概念把下一层次子系统“封装”起来，暂时忽略”或“搁置”其内部细节，把注意力集中放在研究在这个系统积木块和同一层次系统积木块之间的互动上。
但系统积木块的拆封不是随意的，与机械论下的割裂式分类有着本质的不同：拆封出来的子系统应该有着共同的主体；要素流在子系统中相互贯穿，一个子系统中的要素流终点或是另一个子系统的要素流起点，形成动态循环；内部模型则是对各个子系统内和子系统间关系的统筹协调机制，其作用是使各系统的功能各得其所，相互匹配。正确的拆封系统，要考虑到各子系统保持相对独立，能提炼出特性；又便于分析子系统之间的联动关系，找到系统整合的接口。
霍兰德提出的这8个概念之间有着严谨的逻辑关系。主体是系统研究的出发点；主体互动表现为“聚集”；主体间相互作用的载体是“要素流”；“特点标识”是影响要素流的方向和活跃度，使系统呈现出非线性和多样性。“内部模型”是主体或子系统间互动的行为规则。将同一层级的不同子系统分别加以封装，就构成了系统的“积木块”。这8点作为认识复杂自适应系统的基本概念，贯穿一体，对城市研究极具启发性。
三、城市规划者的好时代与坏时代
现代城市的复杂性，正在挑战规划师的专业极限。然而，城市越发展，人口越密集，主体互动越活跃，规划显得越发重要。当然，规划地位越高，责难也越多，尤其是规划师面对复杂的城市问题一筹莫展时，往往成为众矢之的。气愤？推脱？反击？不如前行！
正如斯蒂格利茨所说，“影响21世纪人类社会进程最深刻的两件事情：新技术革命和中国的城市化”，而这两者结合起来将会怎样？中国城市化进程提供了丰富的素材去重新发现城市，技术进步给了规划人更有效的工具去打开城市复杂性的黑箱。城市化意味着两个问题：人们在哪里生活？人们将怎样生活？中华民族是在传统精耕细作的农业基础上孕育和发展起来的，对于这两个问题，中国五千年的历史从未给出过经验和答案。而国外的城市化道路也从来没有遇到过比中国城市化更复杂的情形。中国城市化既面临着巨量人口和有限资源的被动性约束，又面临着十几亿人口全面实现小康生活这样的主动性约束。
- 人口和资源迫使人口向城市高度聚集——人们在哪里生活；
- 发展则要求聚集得舒适且富足——人们将怎样生活。
移动互联网时代的到来使城市复杂性得到前所未有的充分体现，对于执着于过时旧知识的城市规划者和管理者来说，这是一个焦头烂额的坏时代；对于正视城市作为复杂自适应系统这一客观存在的人来说，移动互联网和大数据技术给了他们更大限度探索城市奥秘的契机，这是一个长袖善舞的好时代。同样在《国家的视角》中，作者批判巴西利亚的城市规划，写到“规划者试图将动态发展中的城市束缚在静态的格局之中，然而城市的复杂结构之演变远远超出了人们的预期。假设一个勤勉的规划者收集到尽可能多的信息，他的信息也无法满足所有微观个体不同的需求，更何况并非所有的规划者都有这样的耐心去收集信息。”这样的信息收集以前似乎不可能，但随着信息通讯技术的发展，依托大数据来做城市规划远不是科幻。
更重要的是，大数据技术背后的科学认知与复杂性研究理论一脉相承，都要求我们转变自上而下控制式的规划观念，更加珍视“自下而上”自生自发的秩序，以终为始地将微观个体摆在首要位置。而正视城市的复杂性，不仅是一种有益的视角，甚至可以成为规划实践中遵循的价值观，以避免今日视为的骄傲的规划变成明天城市的一种灾难。
最后套用《智慧社会》序言中何帆说的那句话，对城市发展而言：
适应比控制更重要。
协同比竞争更重要。
互动比交易更重要。
作者简介：
周瑜：毕业于伦敦政治经济学院 发展研究所，混迹政府咨询机构，致力于将复杂自适应系统理论在城市研究领域应用。
