解释城市｜看准临界点，布局临界点，推动城市转型升级

【编者的话】

城市的演化过程如同一个人的成长，在不同的阶段有各自的代表性特征。城市的阶段是如何划分的，不同阶段临界点在何处，以及这些城市临界点对我们把握和治理城市有何作用。本次解释城市将从城市作为一个演化的复杂系统视角出发，理解城市中那些临界现象。

城市是一个复杂系统，这个系统包含了许多相互关联的要素和组成部分，如人口、经济、交通、环境、文化等。这些要素之间相互作用、相互影响，形成了城市的特定结构和功能。自组织能力是城市这个复杂系统最显著的特征。 

一、城市是一个开放体系

1971年，德国著名理论物理学家赫尔曼·哈肯（H. Haken）在其经典著作《协同学：一门协作的科学》中把系统组织分为自组织和他组织，所谓“自组织”，就是不需要外力的作用，一个体系也能实现内部自我有序运转，或者从无序向有序转变。

从1990年代开始，学者们纷纷用系统论的视角去认识城市，讨论城市是不是也是自组织系统运作的一种模态。布鲁塞尔学派的著名学者艾伦（P. M. Allen）在其撰写的《作为自组织系统的城市与区域》一书中，首次系统分析了哪些规律支配城市的自组织行为。

用今天的观点看来，城市不仅是一个自组织行为，也有外部力量的支配（哈肯称之为“他组织”）。比如，在城市体系中，国家影响的力量依然是强大的，城市网络对其他城市的影响也同样不可避免。城市越来越被认为是一个开放的系统，既有自身的结构演化，也有外部力量的干预。总体来看，城市是人流、信息流、资本流、技术流等各种要素汇聚的开放体系。

一个体系如果不断有各种能量和流量汇聚，到达一定的程度就会有相变情况的出现。所谓相变，就是微观个体的行为发生了变化，系统的宏观状态出现重大调整的情况。 

二、城市转型升级有哪些关键临界点？

城市也一样，作为自组织的城市。城市中个体状态发生了集体变化，到达一个临界点，就会有城市整体状态的变化。

举个例子，当50%的农村人口流入到城市中，即城市化率到达50%，就是城市发展的一个临界点，这一阶段可能会出现加速城市化，城市中人口集聚的优势和问题开始凸显，出现城市交通拥堵、城市资源紧张等问题，但同时规模经济，工业化等优势也会在这一时刻凸显。城市化率到80%-90%左右又会出现另外一个临界点，这时候城市化过程趋于平衡，也是很多发达国家城市化的极限。 

不仅城市化率表现出临界性，城市中的经济现象也会有一些临界性特征。

2020年，著名期刊Science Advances上，几位德国和美国的学者发现120万人口是城市创新经济的临界点，低于120万人口的城市产业通常不具有太强的规模性，创新经济难以发生；而高于120万人口的城市规模经济效益显著，经济创新更强。

城市中的交通同样也有一定的临界性，比如我们平常导航经常见到的道路不同颜色就是城市交通的临界性体现。

图1  不同规模下城市的主导产业是不同的
资料来源： https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.aba4934

表1  城市主干路、次干路区间路段平均行程速度的那些临界点

资料来源：《道路交通拥堵度评价办法》GA/T115-2020

在城市所有的临界性中，几乎人口规模与结构的临界性是一切临界性的起源。比如，特大城市与超大城市的区别在于城区常住人口是否达到1000万这一临界点。联合国标准中，65岁以上人口的占比超过7%这一临界点即为“老龄化社会”，超过14%这一临界点为“老龄社会”，超过20%这一临界点为“超老龄社会”，这些人口结构的临界点反映了社会的不同阶段和不同形态。

除了自然产生的临界点之外，有时候我们也会凭直觉与经验去定义一些城市临界点。

2017年《上海市城市总体规划（2017-2035年）》要求把2035年上海常住人口控制在2500万人这一临界点；2023年发布的《上海市推动制造业高质量发展三年行动计划（2023—2025年）》中，提出工业增加值占GDP比重要达25%以上，这是根据世界银行团队做出的研究确定的城市工业规模临界点。

此外，欧美各大主要城市把碳中和时间确定为2050年，这也是城市绿色发展的临界点。

此类案例，不胜枚举，也正说明了城市也在主动去创造一些临界点以规范其演化过程。 

三、城市转型升级就是突破一些临界点

我们经常谈及的“城市转型与升级”，其本质就是城市突破一些临界点，从一种状态向另一种状态（往往是更加高级和稳定的形态）的转折过程。

把握好城市临界性特征、准确预测城市临界点对于及时调整治理模式至关重要。历史上很多城市错失机遇往往就是没能把握住发展过程中的临界现象。既要看准城市在自组织演化过程中自然发生的临界点，又要精准研判，主动谋划与布局城市中的临界点，作为城市转型升级的重要标准或者约束条件。

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“解释城市”专栏由上海发展战略研究所戴跃华博士主持，关注城市科学发展的前沿趋势，解释城市科学以及城市中人类行为动力学的一般特征和规律，探究利用前沿城市科学理论优化城市治理的路径和方法。