未來城市：技術(shù)革命給我們的城市及其相關(guān)學(xué)科帶來了什么？

文 龍 瀛（清華大學(xué)建筑學(xué)院研究員）

作為一名城市研究者，不論在平時(shí)的科研工作或是日常生活中，對于目前這個(gè)快速更迭的人類社會(huì)與人居環(huán)境也有著作為城市觀察者的不少體悟，不禁感慨世界變化真快，人都可以被設(shè)計(jì)了還有什么不可能呢？

大數(shù)據(jù)是未來智慧城市的大腦

互聯(lián)網(wǎng)與技術(shù)變革引領(lǐng)的新時(shí)代

在談未來城市之前，我想先聊聊在我們?nèi)粘Ｉ钪械囊恍┌l(fā)現(xiàn)。

隨著互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，人類社會(huì)逐漸由互聯(lián)網(wǎng)算法所支配與定義，有的時(shí)候甚至超越了我們自己對自己的認(rèn)識(shí)。比如：滴滴作為網(wǎng)約領(lǐng)域的巨頭，在短短幾年內(nèi)便占據(jù)了全國市場，想當(dāng)年北京銀建這一出租車公司深耕了26年，僅有不到3萬輛車（約40%的北京市場份額）；利用GPS開車導(dǎo)航到河里的新聞在最近幾年再也聽不到了，當(dāng)前主要由百度地圖、高德地圖等互聯(lián)網(wǎng)公司，通過算法來定義、分配著我們的城市空間運(yùn)行規(guī)則（希望互聯(lián)網(wǎng)公司的算法不要某一天突然有bug）；另外還有一天，蘋果地圖突然給我推送，說設(shè)置好了我30分鐘后開車去中關(guān)村的行程，因?yàn)樗诖饲耙呀?jīng)偷偷記錄了我之前的3次行程，包含時(shí)間、地點(diǎn)和出行方式，原來在互聯(lián)網(wǎng)的世界，凡是走過都注定留下痕跡。

而承載各種功能與各式信息的移動(dòng)終端，也就是我們所熟悉的手機(jī)基本上已經(jīng)成為人體的一部分，想象一下你每天早上起來第一件事情，就是趕緊找下手機(jī)看下更新；地鐵站的進(jìn)站口寫著“注意腳下、不要玩手機(jī)”，街頭過馬路時(shí)也能聽到協(xié)管員喊著“快過快過、不要玩手機(jī)”，這也是為什么iOS12出了新的功能，顯示了每日的手機(jī)屏幕使用時(shí)間及其主要構(gòu)成。

可以說互聯(lián)網(wǎng)雖然促進(jìn)了信息的傳播，卻也同時(shí)造成了大者恒大、強(qiáng)者更強(qiáng)的現(xiàn)象，甚至導(dǎo)致了一定程度人類個(gè)性的終結(jié)、偏好的喪失。在互聯(lián)網(wǎng)的淫威之下，我相信未來會(huì)是趨向極化，而不是扁平的。

除了來勢洶洶的互聯(lián)網(wǎng)，其他新技術(shù)的迭代速度也不容小覷，比如：某大型互聯(lián)網(wǎng)公司不再更新街景圖象，而是開始了幾年對城市道路的高精度測量，據(jù)說是在為無人駕駛做準(zhǔn)備；京東上有賣掛在眼鏡腿上的小型傳感器，看書或者屏幕距離少于一定距離就會(huì)震動(dòng)來提醒，小小傳感器有望解決人類的近視問題；北京某新房收房，開發(fā)商給了一個(gè)使用手冊，介紹如何使用智能家居；市面上出現(xiàn)了一款可以別在襯衫口袋上的穿戴式照相機(jī)，能每30秒拍攝一張照片，實(shí)現(xiàn)了針對個(gè)人微觀尺度的生命的記錄；蘋果手機(jī)iOS12操作系統(tǒng)的相冊程序，已經(jīng)可以搜索圖象中的各式物體，如水、護(hù)照等，說明深度學(xué)習(xí)已經(jīng)相對成熟，同時(shí)也走進(jìn)了尋常百姓家；不久后的將來，將因?yàn)樵鰪?qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)使得虛擬空間現(xiàn)實(shí)化、現(xiàn)實(shí)空間虛擬化，人們可能分不清哪里是虛擬哪里是現(xiàn)實(shí)：過去都是由人去找服務(wù)，而如今很多服務(wù)則反過來找人，再想象一下不久后的將來，結(jié)合各式無人駕駛、無人機(jī)等技術(shù)，勢必將對傳統(tǒng)的城市空間標(biāo)準(zhǔn)提出巨大挑戰(zhàn)。

面對這樣那樣快速變化的時(shí)代，我們下一代的學(xué)習(xí)力、適應(yīng)力更是超乎想象！有一次我女兒問我：“你知道無人駕駛的車嗎，我想開無人駕駛的車。我還看到了衣服上有很多按鈕，可以控制很多東西，比如冰箱、洗衣機(jī)等”。我更看到朋友的兒子一看到電視就想用手去觸摸來控制。

過去的前三代工業(yè)革命，有學(xué)者研究，當(dāng)時(shí)經(jīng)歷者都低估了其對城市、社會(huì)與人類的影響，反觀我們目前正在經(jīng)歷的第四次工業(yè)革命呢？未來就在當(dāng)下，而我們正在經(jīng)歷歷史，面對這時(shí)代日新月異的滾滾大潮，我們?nèi)舨患泳o腳步，怕是很快只剩下被淘汰的命運(yùn)。

以智慧的方式建設(shè)城市，以智慧的手段管理城市，以智慧的途徑發(fā)展城市

城市規(guī)劃與城市研究的瓶頸

面對這樣的時(shí)代，不禁讓人反思，那我們的城市規(guī)劃與城市研究呢？

過去我們的中國城鎮(zhèn)化研究，多是依賴于統(tǒng)計(jì)年鑒，終于有一天我認(rèn)識(shí)了那幾位編制年鑒的人，可以說他們的成果決定了全球如何看待中國城鎮(zhèn)化！這樣的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)一般不容易驗(yàn)證（試想一下我們怎么證明北京市有2000多萬人？），同時(shí)存在著時(shí)間尺度上的局限，例如：城市研究經(jīng)常使用的年鑒數(shù)據(jù)，一般僅記錄一個(gè)城市一年內(nèi)的變化或一年后的狀態(tài)；除此之外中國城市的市轄區(qū)邊界經(jīng)常調(diào)整，更是造成了城市統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的斷代史（某城市統(tǒng)計(jì)局的都搞不明白錯(cuò)綜復(fù)雜的城市人口數(shù)據(jù)），以這樣大尺度、粗粒度的數(shù)據(jù)來看待我們的城市是萬萬不夠的。

除了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的問題，中國目前的城市系統(tǒng)理論也與真實(shí)情況有所出入，特別是城市的定義問題。記得有一次去了密云農(nóng)家樂，老太太問我從哪里來，“海淀”，她反過來說道：“啊，從北京來啊”。明明在行政地域上屬于同一市轄區(qū)范圍，實(shí)際上在實(shí)體和功能角度都相差甚遠(yuǎn)，甚至不屬于一個(gè)城市。再加上近年來逐漸受到關(guān)注的“收縮城市”議題，讓相關(guān)領(lǐng)域終于意識(shí)到，管理城市增長的同時(shí)也應(yīng)正視更為復(fù)雜的城市衰敗。總體而言，中國的城市不是一般認(rèn)知下的“城市”，整體的城市系統(tǒng)亟須重新定義。

如今，中國的城市化走到了多個(gè)十字路口，除了過半的城市化率和下半程，還有收縮城市與一系列顛覆性技術(shù)。我們看到了北京市開始使用高德?lián)矶轮笖?shù)來考核北京的交通部門工作業(yè)績；當(dāng)前頻繁、多次測繪著中國國土的是大公無私的互聯(lián)網(wǎng)公司，而不是官方測繪機(jī)構(gòu)；青島一個(gè)公司買下了萬余個(gè)路燈燈桿的使用權(quán)，要安裝傳感器來賣數(shù)據(jù)給公安局、城管局、交通局……互聯(lián)網(wǎng)與大數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)了過往傳統(tǒng)規(guī)劃與設(shè)計(jì)無法達(dá)成的高效與精確，電動(dòng)車和無人駕駛這些新技術(shù)改變了汽車專業(yè)和交通專業(yè)的多數(shù)理論，第四次工業(yè)革命作用下的城市規(guī)劃相關(guān)的學(xué)科又何嘗不是變化很多，可惜我們很多理論、實(shí)踐都沒有跟上，導(dǎo)致了這么多年的城市化戰(zhàn)略，基本與城市系統(tǒng)的客觀規(guī)律不是很匹配。

新數(shù)據(jù)環(huán)境的形成

大者更大，贏者通吃，是自然界也是城市系統(tǒng)的恒定法則，大省會(huì)時(shí)代已經(jīng)也注定要到來。正如我上述所言，未來是極化而非均衡的，第四次工業(yè)革命還會(huì)繼續(xù)地放大這種差距，而城市也將面對更多前所未有的挑戰(zhàn)。在這樣的背景之下，大數(shù)據(jù)便成為城市研究與規(guī)劃領(lǐng)域的一大機(jī)遇。

強(qiáng)調(diào)一下，我們接下來所說的大數(shù)據(jù)，其實(shí)更嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽?yīng)該說是“城市空間新數(shù)據(jù)”。對于當(dāng)前的大數(shù)據(jù)環(huán)境，我主要有以下幾點(diǎn)觀察：

首先，目前我國大部分的數(shù)據(jù)獲取與開放程度還尚未成熟，大多還是通過購買、合作協(xié)議、交換等方式，所以有了“大數(shù)據(jù)不開放，開放數(shù)據(jù)不大”的現(xiàn)象；在數(shù)據(jù)挖掘部分，目前對于已有數(shù)據(jù)的系統(tǒng)化整理、空間分析還不足夠，有的數(shù)據(jù)很早以前就有了，但是一直沒有人進(jìn)行系統(tǒng)性探索（我預(yù)計(jì)他們中的一部分可能會(huì)影響中國的房地產(chǎn)市場，目前的房價(jià)解釋模型，很多難以測度的特別是城市設(shè)計(jì)尺度的變量已被理論忽略）；在城市數(shù)據(jù)處理與分析方面，目前主要還是偏向“小數(shù)據(jù)+大模型”的研究方法，所以研究中我們使勁折騰出復(fù)雜的模型，否則看起來一點(diǎn)技術(shù)含量都沒有，而這樣的研究方式也不一定需要使用到大設(shè)備，基本上我的兩萬塊錢的蘋果筆記本支持了我95%的全國城市研究計(jì)算場景；在實(shí)踐應(yīng)用方面，當(dāng)前大數(shù)據(jù)讓人們對一個(gè)地方的判斷更容易，但目前多側(cè)重于對城市現(xiàn)狀的分析，主要是因?yàn)榇髷?shù)據(jù)進(jìn)入研究與工業(yè)界才幾年的歷史，積累得還不夠（相比而言，城市模型則側(cè)重預(yù)測未來或?qū)ξ磥磉M(jìn)行情景分析）；此外，大數(shù)據(jù)相關(guān)研究教育了規(guī)劃行業(yè)的甲方，促使了互聯(lián)網(wǎng)和運(yùn)營商收割規(guī)劃行業(yè)（因?yàn)橹暗囊?guī)劃設(shè)計(jì)成本中很少有數(shù)據(jù)費(fèi)）。

不過隨著城市數(shù)據(jù)的大量涌現(xiàn)以及相關(guān)技術(shù)的成熟，上述屬于大數(shù)據(jù)研究1.0階段的狀態(tài)即將結(jié)束，且相比于多數(shù)仰賴谷歌這種互聯(lián)網(wǎng)巨頭產(chǎn)品的中小國家，我國因己身獨(dú)立發(fā)展的數(shù)據(jù)平臺(tái)，更具有無限的發(fā)展?jié)摿?。未來，物?lián)網(wǎng)與人聯(lián)網(wǎng)還將持續(xù)貢獻(xiàn)支持城市規(guī)劃與研究的絕大多數(shù)數(shù)據(jù)源，并促使建成環(huán)境相關(guān)研究的“小數(shù)據(jù)+大模型”朝向“大數(shù)據(jù)+小模型”轉(zhuǎn)變，讓數(shù)據(jù)能夠更全面地支持城市研究、設(shè)計(jì)方案的跟蹤，以及實(shí)施效果評價(jià)與修正。

新城市科學(xué)的崛起

在這樣的發(fā)展背景之下，新數(shù)據(jù)環(huán)境與日趨成熟的相關(guān)技術(shù)進(jìn)一步促成了有別于傳統(tǒng)規(guī)劃方法與研究范式的“新數(shù)據(jù)科學(xué)”，更多人開始利用新數(shù)據(jù)、新方法和新技術(shù)，研究第四次工業(yè)革命作用下的新城市。

所以當(dāng)我國開始擁抱新的規(guī)劃方法，并在雄安新區(qū)提出“數(shù)字孿生城市”時(shí)，澳大利亞學(xué)者也提起Digital Twin，英國期刊的編者們也正在討論這類概念，這些都揭示了傳統(tǒng)規(guī)劃行業(yè)的轉(zhuǎn)型已成必然趨勢。

目前我們的實(shí)驗(yàn)室（而不是工作室）致力于將建成環(huán)境研究與更多的新型數(shù)據(jù)、技術(shù)進(jìn)行結(jié)合，同時(shí)也高度重視與兩個(gè)學(xué)科的合作——計(jì)算機(jī)科學(xué)（更為直接地改善生活質(zhì)量）與醫(yī)學(xué)（直接涉及改善生命質(zhì)量并延長其長度），嘗試通過各種渠道來探索未來人居環(huán)境的不同可能。

在實(shí)踐過程中，我們團(tuán)隊(duì)對于當(dāng)前的城市大數(shù)據(jù)研究整理出以下特點(diǎn)：首先在大數(shù)據(jù)于城市規(guī)劃與研究的應(yīng)用方面，主要可分為3個(gè)層次：涉及場地當(dāng)下情況的分析、方案制訂與追蹤支持（包括量化案例借鑒），以及擁抱短期未來可行的前沿科技植入場地；而在大數(shù)據(jù)類型方面，我們更愿意從城市開發(fā)、形態(tài)、功能、活動(dòng)、活力和品質(zhì)這幾個(gè)方面來對城市空間新數(shù)據(jù)進(jìn)行分類；同時(shí)也自大部分的城市大數(shù)據(jù)研究中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)前幾種常見的典型城市數(shù)據(jù)存在的局限性與潛力，例如：手機(jī)數(shù)據(jù)并非萬能、公交卡數(shù)據(jù)預(yù)處理相當(dāng)費(fèi)勁、圖片數(shù)據(jù)目前被過度忽視等現(xiàn)象。

除此之外，我們也在嘗試各種結(jié)合機(jī)器學(xué)習(xí)、人工智能等計(jì)算機(jī)技術(shù)的實(shí)驗(yàn)與研究工作，現(xiàn)階段主要傾向于大規(guī)模人工來研究數(shù)據(jù)而不是人工智能（人肉大數(shù)據(jù)、人工大數(shù)據(jù)），以最近的研究經(jīng)驗(yàn)為例，我們花了幾萬塊錢人工把北京的街景圖片都標(biāo)注了一遍，終于體會(huì)到了互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代下的剝削，以及軟科學(xué)做實(shí)驗(yàn)也要花不少錢的快感，才明白“有多少智能，就需要多少人工”的道理。

未來我們也將持續(xù)在“新城市科學(xué)”方面開展更多研究，將更多的數(shù)據(jù)研究與理論真正地落實(shí)于不同場景和方案之中，實(shí)現(xiàn)更為人本、永續(xù)的建成環(huán)境研究、規(guī)劃與設(shè)計(jì)。

最后，總結(jié)一下目前個(gè)人于科研工作中的些許感悟，與諸位共勉之：科學(xué)研究遞進(jìn)的3個(gè)層次，依序?yàn)槲覀兊氖澜缡鞘裁矗繛槭裁?？怎么辦？我們有的時(shí)候不知道是什么和為什么，就開始提出“怎么辦”。此外，多數(shù)人包括我自己，做了很多研究，但是回過頭來問一下自己，“你到底能做些什么？”“你的行業(yè)又能為你的父母做些什么呢？”我想，這些都是我們科研工作者需要不斷自省的問題。