摘 要:智慧城市建設是一項復雜的系統工程。“構成”的系統與“生成”的系統，存在著本質的區別。一個真正能夠長久生存、不斷演進的智慧系統，應該是能夠將“構成”與“生成”有機融合的系統。應以第三代系統論為指導思想，依據民眾的實際需求，構建智慧城市公共品的“四梁八柱”。

關鍵詞:智慧城市 “構成”的系統 “生成”的系統 系統論

【中圖分類號】C916 【文獻標識碼】A

二十大報告指出：“打造宜居、韌性、智慧城市。”智慧城市是一項復雜的系統工程。智慧城市應采用何種系統論作為設計方法學？關于這一問題，目前學術界與工程界仍存在巨大爭議。

智慧城市設計之困

當前，我國智慧城市建設面臨的困境主要為：一方面，片面依賴“構成”——頂層整體設計。“構成”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據和系統的許多細節是“生成”的，許多新技術及其應用場景更是“生成”的事實；另一方面，混淆了手段與目標的區別。智慧城市與傳統城市一樣，都是為了讓人的生活更美好。因此，設計與建設也必須要符合“解決城市病、符合民眾需求”這一出發點，但人們往往容易混淆手段與目標的區別。淡化城市治理和民眾需求，僅從虛構的頂層設計入手建構智慧城市注定是失敗的。

偏好“構成”而忽視“生成”，已成為當前較普遍存在的一種現象，究其原因主要有兩個方面：一是秩序偏好。有人錯誤地認為：“從上而下”設計好于“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。人們很容易將復雜性和不確定性看成風險繼而排斥，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。智慧城市建設正是利用大數據、云計算等新技術之集大成來尋求“不確定海洋”中的“確定性小島”。

三種系統論的內涵與區別

第一代系統論

第一代系統論是“老三論”——控制論、信息論和一般系統論。控制論是運用信息、反饋等概念，通過黑箱系統辯識與功能模擬仿真等方法，研究系統的狀態、功能和行為，調節和控制系統穩定地、最優地達到目標。信息論則是以通信系統的模型為對象，以概率論和數理統計為工具，從量的方面描述信息的傳輸和提取等問題。而系統論是指運用完整性、集中性、等級結構等概念，研究適用于一切綜合系統或子系統的模式、原則、規律，并力圖對其結構和功能進行數學描述。

控制論、信息論、一般系統論都采用模型的辦法來簡化甚至忽略構成系統的基本元素。第一代系統論描述的“系統”是典型的“構成”系統，雖然結構日趨復雜、元素也日新月異，但元素間的差異性小、趨于均衡，缺乏自適應能力。

第二代系統論

第一代系統論面臨不能解釋不確定性的問題，于是第二代系統論應運而生。第二代系統論由耗散結構、突變論、超循環、協同學等組成。第二代系統論描述了復雜系統的不可預知性。較之第一代系統論，第二代系統論認為：系統的元素可以是分子、原子，也可以是有機體。主體元素的特征是動態，而非靜態，元素間存在著差異性，各子系統、各主體的性質不同，相互作用，但主體缺乏對外部世界的自主觀察和對環境的適應性。這些系統可以用概率統計方法進行描述。

第三代系統論

在第一和第二代系統論中，系統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揮的積極性和能動性的實際情況。為研究“復雜性科學”，第三代系統——復雜適應系統（簡稱CAS）應運而生。

CAS把構成系統的元素從類同于原子、沒有生命、沒有差異等假設中解放出來，從第二代系統論主體有一定差異性但沒有主動性中解放出來，承認系統主體能自動適應新環境、能與其它主體互動并構成環境等作用，并把其稱為適應性主體。適應性主體具有主動性及感受環境的能力，能適應性調整等特征。

適應性主體與第一、二代系統的簡化主體區別在于：首先，主體間差異性很大；第二，相互構成“環境”，主體間能相互作用；第三，存在無處不在的“反饋”；第四，系統的狀況與演化是無數主體相互作用“生成”的結果，具有不確定性；第五，系統的過程屬于受限生成，而非無限生成。

第一、第二代系統論都只是“構成”的方法論，只有第三代系統論涉及到了“生成”，并將“構成”和“生成”有機結合，使人們第一次在系統方法論方面有了突破。基于第三代系統論，智慧城市的設計和建設應是“生成”和“構成”的有機結合。

智慧城市公共品的“構成”——“四梁八柱”

“城市政府最重要的職能是為民眾提供足量的、優質的‘公共品’，從而提高城市的經濟效益和人居環境”。“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成應聚焦“四梁八柱”。

主梁之一：精細化網格化管理系統

精細化、信息化的網格把復雜的現代城市化繁為簡，網格化管理把“格”中的每個單元的民眾活動和公共品等標準化，再通過感知、運算、執行、反饋等程序構成一個“感知—執行—反饋”的閉環管理單元。通過精細化、信息化和標準化的管理，無數個閉環就構成了現代城市的高效化、精細化管理模式的基礎。

主梁之二：“一網通辦”“放管服”等政府網絡服務系統

我國政府開始分級改進和考核各級政府的網上服務能力，即如何通過地方政府網站進行迅速反饋落實企業和民眾的需求。政府內部職能數字化集成程度越高，市民一個窗口能辦理的事情就越多，而且有利于“從下而上”涌現出大量的新模式，例如并聯審批、告知承諾、聯合審圖、聯合驗收、多評合一等基層治理創新經驗。

主梁之三：城市公共安全監管系統

對于城市公共安全的監管，我們可以圍繞以下幾個重點領域展開：公共衛生、防疫；針對“易發性”災害的脆弱點，事先對其進行檢測排查；對涉恐分子，可以對其進行軌跡分析，自適應式補救防護漏洞；韌性分布式基礎設施，可以進行自診療系統；對城市中高溫高壓易爆裝置，可以事先裝上傳感器，借助云計算服務進行智能分析，一旦到了警戒線，系統就能自動報警；除此之外，還有對食品藥品進行安全溯源監管等等。涉及城市安全的諸多領域都是市場機制難以自發完善的，因此，以上內容對于企業來說是做不了的或做起來不合算的領域，需要政府設立專門信息系統進行主導性對應。

主梁之四：公共資源管理信息系統

現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生的數據。除了傳統的公共資源以外，在數字時代，產生了大量公共數據，對于這些公共數據，我們可以采取“一庫共享，分布存取”的治理模式，為整個城市提供優質的公共品，這也是現代新型城市建設需要不斷深入探討的一項非常重要的工作內容。

智慧城市核心公共品的構成，除了要有“四梁”之外，還需要“八柱”，即“智慧水務、智慧交通、智慧能源、智慧公共醫療、智慧社保、智慧公共教育、智慧環保、智慧園林綠化”，這也是構成城市政府職能最主要的支撐。

對于任何一個運轉良好的智慧信息系統而言，它既不可能“絕對生成”，也不可能“絕對構成”，而應是“生成”與“構成”的有機結合。而越具有公共屬性的信息系統，政府主動“構成”設計的比重就越大，因為“城市公共品”的性質就決定了其不可能通過市場機制或市場主體和市民奉獻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造的“知識、經驗”等子系統，它們可以通過不同方式進行組合，以應對可能出現的不確定性和城市病。積木的組合可以從小到大組合，例如現代生物學越來越趨向于對群體的行為進行深入研究；也可以從大到小組合，例如現代物理學越來越專注于微觀世界的基本粒子及其作用力研究等等。

當系統某個層面引進了一個新的“積木”，這個系統就會開啟新的動態演變流程，因為新“積木”會與現存的其它“積木”形成各種新組合，從而大量的創新就會接踵而至。

第二個機制——“內部模型”

當系統主體遭遇到新情況時，會將已知的“積木”組合起來，用于應對新情況。這種生成的子系統解決問題的能力結構就被稱之為“內部模型”。 不同“積木”組合之所以“有用”，就是因為形成了新的“內部模型”，也就是使智慧城市中的相關主體有了對未來的判斷與應對能力。各類大數據的集中如果再加上人工智能等新“積木”的運算，就能產生有用的預測結果，否則還不如原先彼此孤立的“小數據”。

積木“生成”“內部模型”是CAS的一個普遍特征。在這些內部模型中有些已經經受了歷史長河的洗禮，成為了“隱性”的內部模型。例如人類的DNA，其變化的時間尺度約等于進化的尺度。人體的胚胎細胞經過發育后成長為一個完整的人，而不是發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生明顯改變。

第三個機制——“標識”

在CAS中，標識是為了集聚和邊界生成而普遍存在的一種機制。“標識”可以幫助主體觀察到隱藏在對方背后的特性，能夠促進“選擇性相互作用”，為篩選、特化、合作等提供基礎條件。同時，“標識”還是隱含在CAS中具有共性的層次組織機構（“主體、眾主體、眾眾主體……”）背后的機制。“標識”總是試圖通過向“有需求的主體”提供聯接來豐富內部模型。

因此，“標識”在整個智慧城市“生成”的設計機制中扮演著重要角色。“標識”在普通應用場合可能是“隱形”的，但是在“混亂的場景”中，“標識”可起到關鍵性協調作用，它能夠將需求與供給進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，“構成”的系統與“生成”的系統間存在著本質區別，但一個真正能長久生存、不斷演進的智慧系統，肯定是能將“構成”與“生成”有機融合的。智慧城市作為科技發展不確定性最大的新領域，必須利用第三代系統論充分發揮市場和社會主體的三大新機制，“從下而上”“生成”自適應的智慧城市。同時利用頂層設計機制構建“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造力和積極性為城市高效運轉帶來創新與活力，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建設部原副部長、國務院政府職能轉變與“放管服”協調小組專家組副組長】

責編：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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