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 微文:规划信息人大观009|MichaelBatty:智慧城市——第六次康德拉季耶夫长波

文首300字: 作者:Michael Batty编译:赵赫 喻文承【规划信息人·大观】北京市城市规划设计研究院规划信息中心联合北京城垣数字科技有限责任公司,长期致力于追踪信息技术发展及其在城市规划领域应用实践的动态,探讨研究规划信息化发展战略、实施路径和应用解决方案。规划信息人?大观借助微信公众平台,呈现对动态跟踪和解读的成果,交流在应用研究与实践中的思考和收获,增进行业信息共享和智慧凝聚,促进规划信息化建设和......(2018-01-04 15:21:59)

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规划信息人大观009|MichaelBatty:智慧城市——第六次康德拉季耶夫长波








作者:Michael Batty

编译:赵赫 喻文承


【规划信息人·大观

北京市城市规划设计研究院规划信息中心联合北京城垣数字科技有限责任公司,长期致力于追踪信息技术发展及其在城市规划领域应用实践的动态,探讨研究规划信息化发展战略、实施路径和应用解决方案。规划信息人?大观借助微信公众平台,呈现对动态跟踪和解读的成果,交流在应用研究与实践中的思考和收获,增进行业信息共享和智慧凝聚,促进规划信息化建设和城乡规划事业发展。


人物:

迈克尔·巴蒂(Michael Batty)教授,英国皇家科学院院士、伦敦大学学院高级空间分析中心主任,国际知名规划师和地理学家,曾获国际区域科学协会“威廉·阿隆索奖”、大学联盟GIS研究奖、瓦特林·路德国际地理学奖、皇家地理学会勋章、皇家城市规划研究所金质奖章、复杂系统协会高级学者奖等学术荣誉。


编者按:

提起彼得·霍尔(Peter Hall)教授,大家对这位当代国际最具影响力的城市与区域规划大师在世界城市、城市活力、城市创新能力等方面的研究成果都十分熟悉。在其学术生涯中,技术对城市和区域的影响是一直是占主导地位的主题之一,他对从工业革命以来的科技革命是如何影响城市的兴趣产生了康德拉季耶夫长波的地理学研究。


作为Peter Hall教授的同事和继承者,2017年7月,Michael Batty教授在第15届城市规划和城市管理中的计算机应用国际会议(CUPUM 2017,July 11-14, Adelaide, Australia)上做了题为“The Sixth Kondratieff is the Age of the Smart City"的主题报告。他在回顾技术革命与经济周期的关系研究,尤其是分析Peter Hall教授关于技术发展对城市和区域影响研究的基础上,提出了智慧城市是第六次康德拉季耶夫长波的观点。这是基于自蒸汽机发明以来200多年的人类历史,从技术革命、经济周期与城市发展的多维视角对智慧城市时代来临的系统性思考。


在Batty教授的同意下,我们整理编译了他在CUPUM 2017的主题报告以及近几年关于智慧城市的几篇重要论文,形成此篇综述文章。


智慧城市运动定义了我们在城市中的生活方式以及二十一世纪和未来城市运作方式的彻底变革。城市在其运营的每一个层面变得可计算和自动化。Batty教授借鉴经济学家尼古拉·康德拉季耶夫(Nikolai D.Kondratieff,1892-1938)、约瑟夫·熊彼得(JosephSchumpeter,1883-1950)以及城市规划大师彼得·霍尔(Peter Hall,1932-2014)的研究,聚焦康德拉季耶夫长波(Kondratieff Wave),为我们勾勒出过去250年中技术主导变革的浪潮,展示了新技术如何相互集成,如何通过生成和提取的数据书写城市改变我们理解空间行为的方式,以及未来城市的功能将如何脱离其形式。此外,Batty教授提出了一个城市自动化方式的简单模型,可将新兴的智慧城市与历史上的城市进行对比。


城市经济中的长波


历史循环与大家认知的历史是进化的观点相悖,但一些循环事实确实存在,可能不是以一种简单的形式而已。Peter Hall教授提出一个疑问,即城市结构与城市经济环境的变化是否反映在这些周期中,尤其是与技术相关的周期。


Schumpeter在1939年已找到反映技术发展的长周期。他普及了前苏联经济学家Kondratieff在20世纪初著作中提到的观点,那就是在经济发展中存在折射出新兴技术成长和衰落的长波,即康德拉季耶夫长波(Kondratieff Wave),或者时间跨度约50年的超周期。他用创新理论解释资本主义运行周期,认为资本主义的创造性与毁灭性是同源的,每一次的萧条都蕴含着一次技术革新的可能,技术革新的结果也可能是预期的下一次萧条。库兹涅兹(Kuznets,1901-1985)将Kondratieff和Schumpeter关于长波讨论的观点修改成四个时段结构。当技术刚刚进入市场时,这一时期的波动是一段强烈的创新和增长。接着,波动进入第二阶段,即衰退(不是我们现在使用的意思,这里指一段繁荣之后的拉回),更多的是一种对前期技术影响的巩固。然后,波形进入了滞胀和萧条阶段,直至从底部进入第四阶段的复苏和恢复。


我们正处于第五次Kondratieff长波的尾声,这是对Kondratieff长波理论的非正式解读,同时也被广泛认可。长波大约50年一个周期。


(1)  长波Ⅰ,始于1780年,蒸汽机逐步推广

(2)  长波Ⅱ,1830—1880年,铁路和钢铁时代

(3)  长波Ⅲ,1880—1930年,电气、汽车普遍应用

(4)  长波Ⅳ,1930—1970年,信息技术和计算机时代

(5)  长波Ⅴ,始于70年代后期,PC和互联网时代


Kondratieff长波经常被显示为一个理想化的时间序列,Naumer,Nacken和Scheurer(2010)给我们提供了一张令人思绪驰骋的图像,如下图所示。


Peter Hall教授关于Kondratieff长波最重要的一本著作是《载波》(The Carrier Wave,1988)。事实上,这本书的关注点并不是城市和区域,而是说明从电报到个人电脑的信息技术力量驱动了第三、四、五次Kondratieff长波,如同这本书的副标题‘关于新信息技术和创新地理的历史’所表明的那样(a history of New Information Technology and the Geography ofInnovation, 1846-2003)。在某种程度上,这是他的最后一部重要著作《世界技术城市》(Technopolesof the World,1994)的前期铺垫。在这部重要著作里,他谈及了这些技术产生或发明的地理学。Peter Hall教授关于康氏长波的工作突显了其他人没有关注的内容,即长波在地理上是不均匀的。 事实上,大多数创新思想在时间上和空间上都是随机的。


Peter Hall教授从未真正讨论过在城市工作和生活中如何使用信息技术,但是在很大程度上,智慧城市运动与这些密切相关。实际上,这些技术在哪里产生无关紧要,它们如何使用,如何从城市组织和建设的角度改变我们的行为才至关重要。Batty教授推测如果Peter Hall教授能够再长寿一些,他可能对于智慧城市采取一些行动。鉴于智慧城市这场运动影响如此深刻,他极有可能已经采取行动对其重要性和冲击进行评价了。


第六次Kondratieff长波:智慧城市的时代


Batty教授认为第六次Kondratieff长波已经开始,可称为智慧城市时代。毫无疑问,这阶段主要技术包括计算机和通讯,是一个崭新的无线时代,计算机之间可以在任意时间、任意地点通讯。信息和化学技术的微型化是当前焦点,它们被应用于社会和医学,以应对老龄化、气候变化以及新分化的经济结构等问题。现在,Internet 的发展已进入晚期,这从.com的发展和衰退就可观察到。根据Kondratieff的理论,这种衰退伴随着不同新技术的上升,这些技术应用在个人生活方面,比如智能手机、app以及医药领域的早期创新、人工智能、无人驾驶等。第六次Kondratieff长波的养料就是智慧城市,或者至少是长波中的一部分力量。它在大规模的发展着,在个人和公共领域、或者空间中普遍使用和扩散着。


智慧城市本质上是将计算和通信植入城市中,从而产生更加高效、更加公平的规划。从定义和范畴看,智慧城市包含城市数据、大数据的问题,它也扩展至了城市分析,必要时会引入预测和影响分析相关的城市模型。我们这个领域所遇到的主要困境是,从我们理解城市的角度,时间框架已经发生改变,这是由于在智慧城市中关注的是日常的、实时的变化,给我们的解释和仿真能力带来繁重压力。


Peter Hall教授认为城市在演化过程中变得更加复杂,我们感兴趣的主题也一直在变,这是一种社会变化。毫无疑问的是,物质财富以及新信息和通信技术开拓了我们个人和集体的视野,也让城市由于出现更加复杂的秩序和模式,以及表现出新的生产和消费方式而变得更加难以理解和更加异质。智慧城市将这种日益复杂的状况进一步凸显出来。当新信息技术被植入公共领域时,会产生大量关于城市功能的数据,它是一种实时处理的排放。这种排放产生的大数据高度非结构化,有些伴有噪音,但是它们给了我们从未有过的关于城市时间角度的思索。Peter Hall教授没有机会依靠大数据来开展研究工作,但是,他意识到什么是可能的,以及什么是他在解释城市未来形态时需要的。


当第五次Kondratieff长波在20世纪90年代敲击现代世界时,PC广泛分布,Internet发展迅速,距离的概念逐渐弱化,遍布世界的网络以各种各样方式将每个人联系在一起,增加了城市的复杂性。智慧城市是一系列信息技术之间的无缝的接口集合。事实上,我们在讨论信息技术生产时必须借助对全球位置信息的审视,也需要通过对全球联系和远距离交互成本的研究探索大城市居民的行为。虚拟旅行(邮件、网络、社交媒体等)使未来城市地理变得令人困惑。在未来的城市研究中,这些技术方法都将得到应用。


智慧城市与大数据


智慧城市和大数据存在一个巧合,即智慧城市中传感器可以提供带有精确位置信息的实时数据流,以及随后产生的数据如何被整合,增值。这些数据涉及移动和运输、能源和实体流,有时扩展至空间金融市场数据,即住房市场和与其他消费类型有关的零售数据,这些都是智慧城市的内容。


智慧城市的重点转移到对短期内城市系统功能的深层理解。作为正在构建的复杂理论的一部分,大数据和各式各样的工具,被用于处理、应对非常短期的危机。这些危机包括困扰运输系统的问题、住房市场以及社会和其他服务提供的问题。过去这些问题都是以非常特别的方式处理的。但是,如果想要真正抓住这些问题的要害,就需要新的理论。West(2013)生动地指出,大数据需要大理论:没有理论的数据是毫无意义的。我们所要做的就是在大数据中寻找越来越多的相关性。Taleb(2013)指出,数据越大,虚假相关的数据就会成倍增加。就城市及其功能而言,这种相关性的研究会发生变化,因为我们需要在大数据中寻找的东西只能通过理论的透视将其发现。另一方面,大数据(以秒为分辨率实时传输的数据)如果能够收集足够长时间,就可成为各种时间维度的数据。我们可以在大数据中观察到曾经只在每10年进行一次的人口普查中看到的变化。


大数据无疑丰富了我们对城市功能的体验,并为社会互动和智慧决策提供了许多新的机会。


智慧城市时代的城市研究范式



在我们研究信息技术如何在本世纪将城市发展成全新的形式之前,我们绘制如上图所示的一个城市自动化方式简单模型,可将新兴的智慧城市与历史上的城市进行对比。我们称之为范式,与现有的那些研究智慧城市缺乏将城市视为一个复杂实体进行功能研究的理论方法相比,这是一个更加完整表征智慧城市的方式。范式其实非常简单,首先将外部存在的真实城市与我们感知的城市区分开来。这是城市现实与我们理论间的区别。我们的理论可以从任何一个角度来看,但都涉及到某种形式的抽象,使得我们的城市模型不同于城市本身。


上图描绘了这种区别,可以将现实和抽象放在一个循环内,这表明我们从真实城市中提取数据,并以此形成对城市的理解。同时,我们通过管理和设计对真实城市施加控制,从而改变城市,我们从城市中获取的数据也随之发生变化。从这种意义上讲,这里至少存在两个循环:一个是我们使用的科学方法,该方法中城市是带有我们假设的研究对象,我们的理论代表了我们对于城市的理解;另一个便是管理和规划的过程,即我们如何在改变其设计的过程中使城市发挥功能作用。


按照上图描述的,通过实时使用计算机来控制城市,并以新的方式参与许多传统功能,这给我们的传统方法增添了一些复杂性。计算机嵌入到城市的形式和功能中,产生了基于信息而不是物质和人流的新型网络。由于新数据源的开发以及在城市信息网络下如何发挥功能的新想法,图中“Urban Analytic”中汇集的许多模型、模拟和分析技术都在迅速发展着。


目前图示的还只是一个概念,没有具体的细节填充,但提出设计出新的方法来整合这些新视角、数据源以及那些用于分析空间行为的传统模型和模拟方法,对我们来说是一个巨大的挑战。为此,我们需要新的理论,该理论不仅包括目前大家都在谈论的智慧城市,也包含关于城市如何被理解、管理和设计的传统观点和时间框架。


未来城市


“城市在近期、中期和长期的未来会是怎样的?”。Batty教授认为最好的猜测是回顾过去和简单地审视城市表面形态,而不是功能。街道模式往往是惰性的,大城市的发展由其文化和自然地理决定,通信技术越来越被人熟悉。回溯到100年前,城市可能与现在相似,甚至我们可以推测,在不久的将来,城市依然变化不大。但是城市功能在变化,城市形式和功能的脱节在20世纪70年代就已显著,并将一直持续,直到我们完全成为数字连接,可以在世界任何角落与其他人沟通。


目前,各种自动化技术非常明显地在发展中,但尚未对空间行为造成太大影响。无人驾驶汽车和相关技术的大肆宣传本质上依赖于机器学习和大量历史及当前的数据采集,也许会对空间行为有影响。与新兴数字技术密切相关的建筑和材料的进步将对我们设计和使用建筑物的方式产生影响。就我们用于探索、理解和预测城市的工具而言,3D形式的自动化物理模型很可能会实时出现,它们会与实时捕捉的各种功能和流联系在一起。这样,一个实时的、不断变化的城市数字图景构想是可期待的。


上述关于未来城市的举例有点像是对智慧城市技术的列表,它只是表明未来是不明朗的,不一定是迷茫,但确实在细节上不确定。毫无疑问,由人类活动决定的数字网络的扩散,将创造一个更为复杂的未来,将生成更多反映城市运行的数据。尽管事实上是个体以某些方式操作了这些数字网络,但是他们产生的数据却很难与人类个体属性产生关联。从这个意义上说,智慧城市时代是一个日益复杂和变化的时代,这使得我们对未来城市的分析和展望变得更加不确定。我们无法预测未来城市的形式,很大程度上是因为我们是城市未来创造和设计的一部分。


此外,有一些评论者认为第六次康德拉季耶夫长波可能以生物科学、医药领域的快速进步为标志,它们将延伸我们生命的局限,治愈长期存在的疾病,但这些是以第五次长波中的新信息技术为支撑的。在这种意义下,人们也可以将智慧城市视为标识这种长波的另一种方式,它具有改变康德拉季耶夫长波的力量。

 




参考文献:

1. Batty, M. (2016). Creative Destruction, Long Waves and the Age of the Smart City. Sir Peter Hall: Pioneerin Regional Planning, Transport and Urban Geography. Springer International Publishing.

2. Batty, M. (2013). Big data,smart cities and city planning. Dialogues in Human Geography, 3(3), 274-279.

3.Batty, M. (2017). The Age of the Smart City.




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