互动科普

少花钱 多办事

新的学说揭开了城市越大越有效率的奥秘。

撰文 路易斯·M·A·贝滕柯尔特（Luís M. A. Bettencourt） 

   杰弗里·B·韦斯特（Geoffrey B. West）

若干世纪以来，人们一直视城市为居民过度集中造成的一种不正常结果，因而弊端丛生，包括公共卫生积重难返、寻衅滋事时有所闻以及生活成本高得吓人等。那么，为何世界各地民众仍旧争先恐后地离开农村涌入城市？城市学作为近年来崭露头角的一门新兴交叉学科，目前正逐步解答这个问题：城市推动了社会与经济活动的集中、加速及多样化。

统计数据显示，城市居民构想出更多的发明，并为经济增长创造了更多的机遇。大城市往往也是地球上最绿的地方，因为住在高密度居民区的人通常所需的基础设施较少，人均资源耗量也比较低。与郊区和农村相比，城市花费更少而产出更多。此外，城市越大，效率往往越高。

人口的力量

这门新的、更加定量化的城市学之所以能脱颖而出，是因为世界各地城市及都市区的相关资料更易获取，包括官方的统计数据，以及一些新出现的人类活动与社会活动衡量指标。

仔细查看这些覆盖了全球数千座城市的海量数据后，我们找出了若干条数学“法则”，可以解释众多人口聚集于一地，会对经济活动、基础建设投资回报率以及社会活力产生什么影响。尽管美国、中国、巴西及其他国家的各个都市区具体情况千差万别，但我们还是发现了各城市之间存在着社会经济指标与人口规模呈同步增长这样一个引人注目的共同点。

例如，如果某城市的人口翻一番（无论是从4万增加到8万，还是从400万增加到800万），诸如人均工资水平以及专利数量等指标都会增长15%。如果800万人全都居住在一座城市里，那么经济产出将比同样的800万人分居两座规模减半的城市的总产出高15%。我们称这种现象为“超线性增长”（superlinear scaling），也就是城市社会经济指标随人口增长而上升的速度，要比线性增长的速度快（参见对页说明）。

这些数据还揭示了，城市对资源的利用也遵循着一条类似法则，只不过倒了过来。城市人口翻一番后，硬件基础设施——从加油站的数目到管道、公路及电线的总长等——并不会跟着翻一番。相反，这些设施的规模增长得比人口慢：一座800万人口的城市所需的基础设施通常比两座400万人口城市的总和少15%。这种模式被称为“次线性增长”。平均说来，城市越大，基础设施的利用效率就越高，从而可以大幅度节省材料和能源并减少废气排放。

我们的研究结果也证明，对于发展程度、技术水平和财富多寡相差极大的不同国家，这种效率提升而成本下降的模式同样都是成立的。虽然我们目前掌握的资料中关于富国城市的数据要多得多，但我们也在着手从那些发展迅速的国家中搜集可靠数据，而这些国家看来也符合我们的模式。比如，巴西和中国各城市的GDP尽管起点较低，但仍与西欧与北美城市的超线性曲线非常接近。我们认为，这种模式之所以站得住脚，是因为无论是在圣保罗的贫民区，还是在人口众多的北京，抑或是在街道清爽整洁的哥本哈根，都有相同的基本社会经济机制在发挥作用。

虽然城市的超线性增长是一条全球法则，但由于它代表的是某一给定规模的城市理想化的平均情况，因而具体到各个城市可能会或多或少偏离这个随城市规模翻番而大致增长15%的定律。例如，时间跨度长达40年的详细数据揭示，旧金山和波士顿的富裕程度就超过了预测水平，而菲尼克斯和里弗赛德则略低于它们本应达到的水平。令人感到有点怪异的是，这类背离法则的情况可以持续数十年之久；不管是超出预测还是低于预测，这些城市看来是始终非常接近于自己的一贯模式而难以摆脱。

比如，有的城市为了改善自己的命运，力图创造条件以把自己建成“下一个硅谷”，但结果却往往令人失望。我们的研究表明，与硬件基础设施的建设相比，某些看不见摸不着的社会动力学特质——比如培养本土创业精神、追求最前沿新颖性的名声以及精益求精、勇于竞争的传统等——更是形成革新与致富之良性循环的关键。这些特质很难通过政策来形成，因为它们与一个城市综合性的社会结构动态特性有关。我们期望这一引人入胜的研究领域的成果将有助于推进可持续的社会经济发展。

不过，我们可以肯定地说，人口的增长将会推动更强烈、更频繁的社会互动，而这类互动则与更高水平的生产率和革新存在相关性。同时人口增长也会增加经济压力，逼着人们革除各种导致低效的因素。在高租金的城市里，只有产生大幅度增值效果的活动才是有利可图的。这些经济压力迫使城市人推出更加增值的新型组织、产品及服务。而更高的回报、更出色的表现和更大的选择自由又吸引更多的人才涌入城市，进一步推高租金，使人们更加需要开辟效率更高的活动。总而言之，这种反馈作用正是城市能够加快革新步伐、同时使社会经济活动实现多元化并加强这类活动的最根本原因。

绿色“集聚地”

虽然无论在穷国还是富国，城市都创造了经济发展的机遇，但发达国家的民众仍然很难想象，为何如此之多的穷国居民会被吸引到内罗毕、拉各斯和孟买之类的地方来。在这些城市中，新来者的栖身之地往往是污染严重、犯罪频发和疾病丛生的贫民窟。不过这些景象倒是应该提醒发达国家，他们的城市过去也好不到哪里去。狄更斯笔下19世纪中期的伦敦，以及雅克布·里斯（Jacob Riis）镜头中19世纪后期纽约的某些街区，都让我们看到了如出一辙的情景。这些城市在19世纪经历了爆炸式的发展——伦敦膨胀了7倍，纽约则扩大了近60倍。管理得当的现代城市证明了种种随处可见的弊端并非不可避免。之所以会出现这些问题，主要是因为规划不当，或者根本没有规划，并且缺乏妥善的治理。这些规划特征的发展和形成，可能正是城市化最重要、持续时间最长的过程，因为它为国家社会经济发展铺平了道路。

除了财富和革新，还有些效果甚至在还没有被列为法规前就已显现出来。其中一个突出的例子就是城市对环境的影响。相关数据现在才开始陆续浮出水面，但我们已经看到，美国最大城市的人均二氧化碳排放量属于最低之列。这个成绩基本上是人群居住密度增大所带来的一个意外收获，排放量的降低主要是因为以节能公交和步行来代替自驾出行（后者的能耗密集度要高出近10倍）。

印度和中国之类的发展中国家仍然需要建造大量城镇基础设施，因而环境效益对这些国家更具挑战性，但对于如何在高速发展的需求与实现洁净增长的措施之间取得适当平衡，依然没有深入的认识。不过，城市化最终仍可能是应对地球环境问题的最具可持续性的解决方案。 

然而，不受控制的增长可能引发危机，在极端情况下会导致城市崩溃，除非我们发现了能刺激新一轮增长的重大革新。在这个意义上可以说，城市从来都不曾处于一种稳定平衡的状态。城市始终保持着一种类似于拔河游戏的动态平衡：一边是使城市聚合为一体的各种力量，另一边则是可能导致城市分崩离析的各种力量。这种对峙状态是城市之所以能推动革新的又一个原因：文明史上众多最伟大的发明，正是来自于各种紧迫的需求。想想自来水、电力乃至民主吧，更不用说咖啡店了。

城市发展始终面临的一个问题是人类的创造力是否能让革新跑得足够快，以支撑日益膨胀的城市人口，并降低我们的人均资源消耗量，减轻对环境的影响。只要这一趋势能够持续下去，城市就会越变越大，更富创造性，更加繁荣昌盛，这是人类必然要面对的未来前景。