[论文解读] Reconstructing Bologna. The City as an Emergent Computational System - A Study in the Complexity of Urban Structures. Part I: The Basic Idea and Fundamental Concepts

Rainer Zimmermann, Anna Soci+1 more|ArXiv.org|Sep 19, 2001

Architecture and Computational Design参考文献 16被引用 3

一句话总结

本文提出运用复杂性理论与自组织临界性原理，将博洛尼亚市建模为一种涌现的计算系统。它引入了一个普遍的概念框架以解释城市演化，将城市结构视为动态自组织系统，旨在为局部化建模方法提供一种在认识论上更稳健的替代方案。

ABSTRACT

The conceptual background for a detailed study of the urban form of the city of Bologna is discussed with a view to modern methodological insight as it is being presented by recent results of complexity theory and the theory of self-organized criticality. The basic idea is to visualize the city of Bologna as an example of a massively parallely organized and interacting complex computational system in the sense of these recent theories. It is proposed to relate aspects of urban evolution to a universal concept of evolution which is governing all processes in nature. The universality of this approach is thought of as being an epistemological advantage as compared to more classical studies utilizing primarily local and specific methods for their modelling procedures. To actually establish whether this is in fact an advantage or not will be one of the main results of this present series of papers. In this very first part of the study, the basic idea is explicated in some detail, and the fundamental concepts are introduced in order to clarify the terminology utilized in the following. Two more parts of this study will follow in due time.

研究动机与目标

• 基于复杂性理论与自组织临界性，发展一个理解城市演化的普遍概念框架。
• 通过提出更具认识论一致性的系统性方法，挑战传统的、局部化的城市建模方法。
• 为将城市形态分析为涌现的、并行的和适应性的计算系统，建立理论基础。
• 引入后续论文中详细分析所必需的核心术语与概念工具。
• 评估所提出的普遍方法相较于经典、情境特定建模技术是否具有实际优势。

提出的方法

• 将非线性科学中的概念，特别是自组织临界性，应用于将城市发展建模为一种临界且尺度不变的过程。
• 将城市视为由相互作用组件构成的海量并行系统，类比于计算网络。
• 利用博洛尼亚的空间地图与结构数据，将城市形态表示为动态演化系统。
• 通过自然复杂系统中观察到的普遍原则，来阐述城市演化。
• 将适应与自组织系统（nlin.AO）的理论洞见整合进城市形态分析。
• 通过类比推理，在城市结构与计算系统行为之间建立概念桥梁。

实验结果

研究问题

• RQ1 能否有意义地运用自组织临界性与复杂性理论的原则来描述城市演化？
• RQ2 将城市建模为一种涌现计算系统，相较于传统的、局部化的城市建模方法，有何改进？
• RQ3 博洛尼亚这类城市形态的结构发展背后，存在哪些普遍机制？
• RQ4 该城市的形态在多大程度上可被解释为并行、去中心化且适应性交互的结果？
• RQ5 相较于情境特定的建模技术，系统性、理论驱动的方法在认识论上具有哪些优势？

主要发现

• 博洛尼亚市被概念化为一种具有涌现计算特性的复杂自组织系统。
• 城市演化被框架化为受自然复杂系统中类似普遍原则支配的过程。
• 所提出的框架通过强调系统一致性，为经典局部化建模提供了一种理论替代方案。
• 本研究为通过复杂性理论分析城市结构，建立了基础术语与概念工具。
• 由于其普遍性及基于自组织临界性的理论基础，该方法在认识论上具有优势。
• 本文为后续系列论文中的实证验证奠定了基础。