摘 要:智慧城市建設(shè)是一項復(fù)雜的系統(tǒng)工程。“構(gòu)成”的系統(tǒng)與“生成”的系統(tǒng)，存在著本質(zhì)的區(qū)別。一個真正能夠長久生存、不斷演進(jìn)的智慧系統(tǒng)，應(yīng)該是能夠?qū)?ldquo;構(gòu)成”與“生成”有機融合的系統(tǒng)。應(yīng)以第三代系統(tǒng)論為指導(dǎo)思想，依據(jù)民眾的實際需求，構(gòu)建智慧城市公共品的“四梁八柱”。
關(guān)鍵詞:智慧城市 “構(gòu)成”的系統(tǒng) “生成”的系統(tǒng) 系統(tǒng)論
【中圖分類號】C916 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A
二十大報告指出：“打造宜居、韌性、智慧城市。”智慧城市是一項復(fù)雜的系統(tǒng)工程。智慧城市應(yīng)采用何種系統(tǒng)論作為設(shè)計方法學(xué)？關(guān)于這一問題，目前學(xué)術(shù)界與工程界仍存在巨大爭議。
智慧城市設(shè)計之困
當(dāng)前，我國智慧城市建設(shè)面臨的困境主要為：一方面，片面依賴“構(gòu)成”——頂層整體設(shè)計。“構(gòu)成”的城市有空中的壯觀，但卻存在“千城一面”等缺陷。相比之下，“生成”的城市往往更有積淀、更有美的感受。但人們往往忽視了數(shù)據(jù)和系統(tǒng)的許多細(xì)節(jié)是“生成”的，許多新技術(shù)及其應(yīng)用場景更是“生成”的事實；另一方面，混淆了手段與目標(biāo)的區(qū)別。智慧城市與傳統(tǒng)城市一樣，都是為了讓人的生活更美好。因此，設(shè)計與建設(shè)也必須要符合“解決城市病、符合民眾需求”這一出發(fā)點，但人們往往容易混淆手段與目標(biāo)的區(qū)別。淡化城市治理和民眾需求，僅從虛構(gòu)的頂層設(shè)計入手建構(gòu)智慧城市注定是失敗的。
偏好“構(gòu)成”而忽視“生成”，已成為當(dāng)前較普遍存在的一種現(xiàn)象，究其原因主要有兩個方面：一是秩序偏好。有人錯誤地認(rèn)為：“從上而下”設(shè)計好于“從下而上”生成。這種片面思維否定了人類與生物自身演變的歷史邏輯。二是排斥不確定性。人們很容易將復(fù)雜性和不確定性看成風(fēng)險繼而排斥，甚至是害怕。然而，隨著科技的不斷深化，不確定性也隨之增長。智慧城市建設(shè)正是利用大數(shù)據(jù)、云計算等新技術(shù)之集大成來尋求“不確定海洋”中的“確定性小島”。
三種系統(tǒng)論的內(nèi)涵與區(qū)別
第一代系統(tǒng)論
第一代系統(tǒng)論是“老三論”——控制論、信息論和一般系統(tǒng)論?？刂普撌沁\用信息、反饋等概念，通過黑箱系統(tǒng)辯識與功能模擬仿真等方法，研究系統(tǒng)的狀態(tài)、功能和行為，調(diào)節(jié)和控制系統(tǒng)穩(wěn)定地、最優(yōu)地達(dá)到目標(biāo)。信息論則是以通信系統(tǒng)的模型為對象，以概率論和數(shù)理統(tǒng)計為工具，從量的方面描述信息的傳輸和提取等問題。而系統(tǒng)論是指運用完整性、集中性、等級結(jié)構(gòu)等概念，研究適用于一切綜合系統(tǒng)或子系統(tǒng)的模式、原則、規(guī)律，并力圖對其結(jié)構(gòu)和功能進(jìn)行數(shù)學(xué)描述。
控制論、信息論、一般系統(tǒng)論都采用模型的辦法來簡化甚至忽略構(gòu)成系統(tǒng)的基本元素。第一代系統(tǒng)論描述的“系統(tǒng)”是典型的“構(gòu)成”系統(tǒng)，雖然結(jié)構(gòu)日趨復(fù)雜、元素也日新月異，但元素間的差異性小、趨于均衡，缺乏自適應(yīng)能力。
第二代系統(tǒng)論
第一代系統(tǒng)論面臨不能解釋不確定性的問題，于是第二代系統(tǒng)論應(yīng)運而生。第二代系統(tǒng)論由耗散結(jié)構(gòu)、突變論、超循環(huán)、協(xié)同學(xué)等組成。第二代系統(tǒng)論描述了復(fù)雜系統(tǒng)的不可預(yù)知性。較之第一代系統(tǒng)論，第二代系統(tǒng)論認(rèn)為：系統(tǒng)的元素可以是分子、原子，也可以是有機體。主體元素的特征是動態(tài)，而非靜態(tài)，元素間存在著差異性，各子系統(tǒng)、各主體的性質(zhì)不同，相互作用，但主體缺乏對外部世界的自主觀察和對環(huán)境的適應(yīng)性。這些系統(tǒng)可以用概率統(tǒng)計方法進(jìn)行描述。
第三代系統(tǒng)論
在第一和第二代系統(tǒng)論中，系統(tǒng)的主體被人為地高度簡化，人為地消除了真實主體普遍具有的能動性以及與環(huán)境、與他人之間相互的作用性，這些簡化不符合主體有自主發(fā)揮的積極性和能動性的實際情況。為研究“復(fù)雜性科學(xué)”，第三代系統(tǒng)——復(fù)雜適應(yīng)系統(tǒng)（簡稱CAS）應(yīng)運而生。
CAS把構(gòu)成系統(tǒng)的元素從類同于原子、沒有生命、沒有差異等假設(shè)中解放出來，從第二代系統(tǒng)論主體有一定差異性但沒有主動性中解放出來，承認(rèn)系統(tǒng)主體能自動適應(yīng)新環(huán)境、能與其它主體互動并構(gòu)成環(huán)境等作用，并把其稱為適應(yīng)性主體。適應(yīng)性主體具有主動性及感受環(huán)境的能力，能適應(yīng)性調(diào)整等特征。
適應(yīng)性主體與第一、二代系統(tǒng)的簡化主體區(qū)別在于：首先，主體間差異性很大；第二，相互構(gòu)成“環(huán)境”，主體間能相互作用；第三，存在無處不在的“反饋”；第四，系統(tǒng)的狀況與演化是無數(shù)主體相互作用“生成”的結(jié)果，具有不確定性；第五，系統(tǒng)的過程屬于受限生成，而非無限生成。
第一、第二代系統(tǒng)論都只是“構(gòu)成”的方法論，只有第三代系統(tǒng)論涉及到了“生成”，并將“構(gòu)成”和“生成”有機結(jié)合，使人們第一次在系統(tǒng)方法論方面有了突破?；诘谌到y(tǒng)論，智慧城市的設(shè)計和建設(shè)應(yīng)是“生成”和“構(gòu)成”的有機結(jié)合。
智慧城市公共品的“構(gòu)成”——“四梁八柱”
“城市政府最重要的職能是為民眾提供足量的、優(yōu)質(zhì)的‘公共品’，從而提高城市的經(jīng)濟效益和人居環(huán)境”。“公共品”是指“將商品的效用擴展于他人的成本為零，無法排除他人參與共享”。智慧城市公共品的構(gòu)成應(yīng)聚焦“四梁八柱”。
主梁之一：精細(xì)化網(wǎng)格化管理系統(tǒng)
精細(xì)化、信息化的網(wǎng)格把復(fù)雜的現(xiàn)代城市化繁為簡，網(wǎng)格化管理把“格”中的每個單元的民眾活動和公共品等標(biāo)準(zhǔn)化，再通過感知、運算、執(zhí)行、反饋等程序構(gòu)成一個“感知—執(zhí)行—反饋”的閉環(huán)管理單元。通過精細(xì)化、信息化和標(biāo)準(zhǔn)化的管理，無數(shù)個閉環(huán)就構(gòu)成了現(xiàn)代城市的高效化、精細(xì)化管理模式的基礎(chǔ)。
主梁之二：“一網(wǎng)通辦”“放管服”等政府網(wǎng)絡(luò)服務(wù)系統(tǒng)
我國政府開始分級改進(jìn)和考核各級政府的網(wǎng)上服務(wù)能力，即如何通過地方政府網(wǎng)站進(jìn)行迅速反饋落實企業(yè)和民眾的需求。政府內(nèi)部職能數(shù)字化集成程度越高，市民一個窗口能辦理的事情就越多，而且有利于“從下而上”涌現(xiàn)出大量的新模式，例如并聯(lián)審批、告知承諾、聯(lián)合審圖、聯(lián)合驗收、多評合一等基層治理創(chuàng)新經(jīng)驗。
主梁之三：城市公共安全監(jiān)管系統(tǒng)
對于城市公共安全的監(jiān)管，我們可以圍繞以下幾個重點領(lǐng)域展開：公共衛(wèi)生、防疫；針對“易發(fā)性”災(zāi)害的脆弱點，事先對其進(jìn)行檢測排查；對涉恐分子，可以對其進(jìn)行軌跡分析，自適應(yīng)式補救防護(hù)漏洞；韌性分布式基礎(chǔ)設(shè)施，可以進(jìn)行自診療系統(tǒng)；對城市中高溫高壓易爆裝置，可以事先裝上傳感器，借助云計算服務(wù)進(jìn)行智能分析，一旦到了警戒線，系統(tǒng)就能自動報警；除此之外，還有對食品藥品進(jìn)行安全溯源監(jiān)管等等。涉及城市安全的諸多領(lǐng)域都是市場機制難以自發(fā)完善的，因此，以上內(nèi)容對于企業(yè)來說是做不了的或做起來不合算的領(lǐng)域，需要政府設(shè)立專門信息系統(tǒng)進(jìn)行主導(dǎo)性對應(yīng)。
主梁之四：公共資源管理信息系統(tǒng)
現(xiàn)代城市公共品最寶貴的資源即是稀缺的空間資源以及空間資源所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)。除了傳統(tǒng)的公共資源以外，在數(shù)字時代，產(chǎn)生了大量公共數(shù)據(jù)，對于這些公共數(shù)據(jù)，我們可以采取“一庫共享，分布存取”的治理模式，為整個城市提供優(yōu)質(zhì)的公共品，這也是現(xiàn)代新型城市建設(shè)需要不斷深入探討的一項非常重要的工作內(nèi)容。
智慧城市核心公共品的構(gòu)成，除了要有“四梁”之外，還需要“八柱”，即“智慧水務(wù)、智慧交通、智慧能源、智慧公共醫(yī)療、智慧社保、智慧公共教育、智慧環(huán)保、智慧園林綠化”，這也是構(gòu)成城市政府職能最主要的支撐。
對于任何一個運轉(zhuǎn)良好的智慧信息系統(tǒng)而言，它既不可能“絕對生成”，也不可能“絕對構(gòu)成”，而應(yīng)是“生成”與“構(gòu)成”的有機結(jié)合。而越具有公共屬性的信息系統(tǒng)，政府主動“構(gòu)成”設(shè)計的比重就越大，因為“城市公共品”的性質(zhì)就決定了其不可能通過市場機制或市場主體和市民奉獻(xiàn)資源從下而上憑空生成。
智慧城市“生成”的三大機制
第一個機制——“積木”
對于智慧城市“生成”的三大機制，第一個是“積木”。“積木”即是已存在和已被創(chuàng)造的“知識、經(jīng)驗”等子系統(tǒng)，它們可以通過不同方式進(jìn)行組合，以應(yīng)對可能出現(xiàn)的不確定性和城市病。積木的組合可以從小到大組合，例如現(xiàn)代生物學(xué)越來越趨向于對群體的行為進(jìn)行深入研究；也可以從大到小組合，例如現(xiàn)代物理學(xué)越來越專注于微觀世界的基本粒子及其作用力研究等等。
當(dāng)系統(tǒng)某個層面引進(jìn)了一個新的“積木”，這個系統(tǒng)就會開啟新的動態(tài)演變流程，因為新“積木”會與現(xiàn)存的其它“積木”形成各種新組合，從而大量的創(chuàng)新就會接踵而至。
第二個機制——“內(nèi)部模型”
當(dāng)系統(tǒng)主體遭遇到新情況時，會將已知的“積木”組合起來，用于應(yīng)對新情況。這種生成的子系統(tǒng)解決問題的能力結(jié)構(gòu)就被稱之為“內(nèi)部模型”。 不同“積木”組合之所以“有用”，就是因為形成了新的“內(nèi)部模型”，也就是使智慧城市中的相關(guān)主體有了對未來的判斷與應(yīng)對能力。各類大數(shù)據(jù)的集中如果再加上人工智能等新“積木”的運算，就能產(chǎn)生有用的預(yù)測結(jié)果，否則還不如原先彼此孤立的“小數(shù)據(jù)”。
積木“生成”“內(nèi)部模型”是CAS的一個普遍特征。在這些內(nèi)部模型中有些已經(jīng)經(jīng)受了歷史長河的洗禮，成為了“隱性”的內(nèi)部模型。例如人類的DNA，其變化的時間尺度約等于進(jìn)化的尺度。人體的胚胎細(xì)胞經(jīng)過發(fā)育后成長為一個完整的人，而不是發(fā)育成其他物種或部分人體，因為在演變過程中類似的這種DNA的隱性內(nèi)部模型具有堅韌性，即使遭受外界的巨大突變，人類的基因并不會發(fā)生明顯改變。
第三個機制——“標(biāo)識”
在CAS中，標(biāo)識是為了集聚和邊界生成而普遍存在的一種機制。“標(biāo)識”可以幫助主體觀察到隱藏在對方背后的特性，能夠促進(jìn)“選擇性相互作用”，為篩選、特化、合作等提供基礎(chǔ)條件。同時，“標(biāo)識”還是隱含在CAS中具有共性的層次組織機構(gòu)（“主體、眾主體、眾眾主體……”）背后的機制。“標(biāo)識”總是試圖通過向“有需求的主體”提供聯(lián)接來豐富內(nèi)部模型。
因此，“標(biāo)識”在整個智慧城市“生成”的設(shè)計機制中扮演著重要角色。“標(biāo)識”在普通應(yīng)用場合可能是“隱形”的，但是在“混亂的場景”中，“標(biāo)識”可起到關(guān)鍵性協(xié)調(diào)作用，它能夠?qū)⑿枨笈c供給進(jìn)行高效組織自動配對的同時，也能為城市在受到不確定性干擾時提供保障。
綜上所述，“構(gòu)成”的系統(tǒng)與“生成”的系統(tǒng)間存在著本質(zhì)區(qū)別，但一個真正能長久生存、不斷演進(jìn)的智慧系統(tǒng)，肯定是能將“構(gòu)成”與“生成”有機融合的。智慧城市作為科技發(fā)展不確定性最大的新領(lǐng)域，必須利用第三代系統(tǒng)論充分發(fā)揮市場和社會主體的三大新機制，“從下而上”“生成”自適應(yīng)的智慧城市。同時利用頂層設(shè)計機制構(gòu)建“四梁八柱”，幫助打通信息孤島，借助基層民眾和市場主體的創(chuàng)造力和積極性為城市高效運轉(zhuǎn)帶來創(chuàng)新與活力，使城市的“智慧”得到更快的迭代式增長。
【本文作者為住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部原副部長、國務(wù)院政府職能轉(zhuǎn)變與“放管服”協(xié)調(diào)小組專家組副組長】
責(zé)編：王 克／美編：王嘉騏
The Design Predicament and Generating Mechanism of Smart Cities:
A Discussion on the Three Generations of the System Theory
Qiu Baoxing
Abstract: Smart city construction is a complex and systematic project. There is an essential difference between a “composed” system and a “generated” system. A smart system that can survive and evolve continuously should be a system that can integrate “composition” and “generation”. The third-generation system theory should be used as the guiding thought to build the pillars of smart cities according to the actual needs of the people.
Keywords: smart city; a “composed” system; a “generated” system; the system theory
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