摘 要:智慧城市建设是一项复杂的系统工程。“构成”的系统与“生成”的系统，存在着本质的区别。一个真正能够长久生存、不断演进的智慧系统，应该是能够将“构成”与“生成”有机融合的系统。应以第三代系统论为指导思想，依据民众的实际需求，构建智慧城市公共品的“四梁八柱”。
关键词:智慧城市 “构成”的系统 “生成”的系统 系统论
【中图分类号】C916 【文献标识码】A
二十大报告指出：“打造宜居、韧性、智慧城市。”智慧城市是一项复杂的系统工程。智慧城市应采用何种系统论作为设计方法学？关于这一问题，目前学术界与工程界仍存在巨大争议。
智慧城市设计之困
当前，我国智慧城市建设面临的困境主要为：一方面，片面依赖“构成”——顶层整体设计。“构成”的城市有空中的壮观，但却存在“千城一面”等缺陷。相比之下，“生成”的城市往往更有积淀、更有美的感受。但人们往往忽视了数据和系统的许多细节是“生成”的，许多新技术及其应用场景更是“生成”的事实；另一方面，混淆了手段与目标的区别。智慧城市与传统城市一样，都是为了让人的生活更美好。因此，设计与建设也必须要符合“解决城市病、符合民众需求”这一出发点，但人们往往容易混淆手段与目标的区别。淡化城市治理和民众需求，仅从虚构的顶层设计入手建构智慧城市注定是失败的。
偏好“构成”而忽视“生成”，已成为当前较普遍存在的一种现象，究其原因主要有两个方面：一是秩序偏好。有人错误地认为：“从上而下”设计好于“从下而上”生成。这种片面思维否定了人类与生物自身演变的历史逻辑。二是排斥不确定性。人们很容易将复杂性和不确定性看成风险继而排斥，甚至是害怕。然而，随着科技的不断深化，不确定性也随之增长。智慧城市建设正是利用大数据、云计算等新技术之集大成来寻求“不确定海洋”中的“确定性小岛”。
三种系统论的内涵与区别
第一代系统论
第一代系统论是“老三论”——控制论、信息论和一般系统论。控制论是运用信息、反馈等概念，通过黑箱系统辩识与功能模拟仿真等方法，研究系统的状态、功能和行为，调节和控制系统稳定地、最优地达到目标。信息论则是以通信系统的模型为对象，以概率论和数理统计为工具，从量的方面描述信息的传输和提取等问题。而系统论是指运用完整性、集中性、等级结构等概念，研究适用于一切综合系统或子系统的模式、原则、规律，并力图对其结构和功能进行数学描述。
控制论、信息论、一般系统论都采用模型的办法来简化甚至忽略构成系统的基本元素。第一代系统论描述的“系统”是典型的“构成”系统，虽然结构日趋复杂、元素也日新月异，但元素间的差异性小、趋于均衡，缺乏自适应能力。
第二代系统论
第一代系统论面临不能解释不确定性的问题，于是第二代系统论应运而生。第二代系统论由耗散结构、突变论、超循环、协同学等组成。第二代系统论描述了复杂系统的不可预知性。较之第一代系统论，第二代系统论认为：系统的元素可以是分子、原子，也可以是有机体。主体元素的特征是动态，而非静态，元素间存在着差异性，各子系统、各主体的性质不同，相互作用，但主体缺乏对外部世界的自主观察和对环境的适应性。这些系统可以用概率统计方法进行描述。
第三代系统论
在第一和第二代系统论中，系统的主体被人为地高度简化，人为地消除了真实主体普遍具有的能动性以及与环境、与他人之间相互的作用性，这些简化不符合主体有自主发挥的积极性和能动性的实际情况。为研究“复杂性科学”，第三代系统——复杂适应系统（简称CAS）应运而生。
CAS把构成系统的元素从类同于原子、没有生命、没有差异等假设中解放出来，从第二代系统论主体有一定差异性但没有主动性中解放出来，承认系统主体能自动适应新环境、能与其它主体互动并构成环境等作用，并把其称为适应性主体。适应性主体具有主动性及感受环境的能力，能适应性调整等特征。
适应性主体与第一、二代系统的简化主体区别在于：首先，主体间差异性很大；第二，相互构成“环境”，主体间能相互作用；第三，存在无处不在的“反馈”；第四，系统的状况与演化是无数主体相互作用“生成”的结果，具有不确定性；第五，系统的过程属于受限生成，而非无限生成。
第一、第二代系统论都只是“构成”的方法论，只有第三代系统论涉及到了“生成”，并将“构成”和“生成”有机结合，使人们第一次在系统方法论方面有了突破。基于第三代系统论，智慧城市的设计和建设应是“生成”和“构成”的有机结合。
智慧城市公共品的“构成”——“四梁八柱”
“城市政府最重要的职能是为民众提供足量的、优质的‘公共品’，从而提高城市的经济效益和人居环境”。“公共品”是指“将商品的效用扩展于他人的成本为零，无法排除他人参与共享”。智慧城市公共品的构成应聚焦“四梁八柱”。
主梁之一：精细化网格化管理系统
精细化、信息化的网格把复杂的现代城市化繁为简，网格化管理把“格”中的每个单元的民众活动和公共品等标准化，再通过感知、运算、执行、反馈等程序构成一个“感知—执行—反馈”的闭环管理单元。通过精细化、信息化和标准化的管理，无数个闭环就构成了现代城市的高效化、精细化管理模式的基础。
主梁之二：“一网通办”“放管服”等政府网络服务系统
我国政府开始分级改进和考核各级政府的网上服务能力，即如何通过地方政府网站进行迅速反馈落实企业和民众的需求。政府内部职能数字化集成程度越高，市民一个窗口能办理的事情就越多，而且有利于“从下而上”涌现出大量的新模式，例如并联审批、告知承诺、联合审图、联合验收、多评合一等基层治理创新经验。
主梁之三：城市公共安全监管系统
对于城市公共安全的监管，我们可以围绕以下几个重点领域展开：公共卫生、防疫；针对“易发性”灾害的脆弱点，事先对其进行检测排查；对涉恐分子，可以对其进行轨迹分析，自适应式补救防护漏洞；韧性分布式基础设施，可以进行自诊疗系统；对城市中高温高压易爆装置，可以事先装上传感器，借助云计算服务进行智能分析，一旦到了警戒线，系统就能自动报警；除此之外，还有对食品药品进行安全溯源监管等等。涉及城市安全的诸多领域都是市场机制难以自发完善的，因此，以上内容对于企业来说是做不了的或做起来不合算的领域，需要政府设立专门信息系统进行主导性对应。
主梁之四：公共资源管理信息系统
现代城市公共品最宝贵的资源即是稀缺的空间资源以及空间资源所产生的数据。除了传统的公共资源以外，在数字时代，产生了大量公共数据，对于这些公共数据，我们可以采取“一库共享，分布存取”的治理模式，为整个城市提供优质的公共品，这也是现代新型城市建设需要不断深入探讨的一项非常重要的工作内容。
智慧城市核心公共品的构成，除了要有“四梁”之外，还需要“八柱”，即“智慧水务、智慧交通、智慧能源、智慧公共医疗、智慧社保、智慧公共教育、智慧环保、智慧园林绿化”，这也是构成城市政府职能最主要的支撑。
对于任何一个运转良好的智慧信息系统而言，它既不可能“绝对生成”，也不可能“绝对构成”，而应是“生成”与“构成”的有机结合。而越具有公共属性的信息系统，政府主动“构成”设计的比重就越大，因为“城市公共品”的性质就决定了其不可能通过市场机制或市场主体和市民奉献资源从下而上凭空生成。
智慧城市“生成”的三大机制
第一个机制——“积木”
对于智慧城市“生成”的三大机制，第一个是“积木”。“积木”即是已存在和已被创造的“知识、经验”等子系统，它们可以通过不同方式进行组合，以应对可能出现的不确定性和城市病。积木的组合可以从小到大组合，例如现代生物学越来越趋向于对群体的行为进行深入研究；也可以从大到小组合，例如现代物理学越来越专注于微观世界的基本粒子及其作用力研究等等。
当系统某个层面引进了一个新的“积木”，这个系统就会开启新的动态演变流程，因为新“积木”会与现存的其它“积木”形成各种新组合，从而大量的创新就会接踵而至。
第二个机制——“内部模型”
当系统主体遭遇到新情况时，会将已知的“积木”组合起来，用于应对新情况。这种生成的子系统解决问题的能力结构就被称之为“内部模型”。 不同“积木”组合之所以“有用”，就是因为形成了新的“内部模型”，也就是使智慧城市中的相关主体有了对未来的判断与应对能力。各类大数据的集中如果再加上人工智能等新“积木”的运算，就能产生有用的预测结果，否则还不如原先彼此孤立的“小数据”。
积木“生成”“内部模型”是CAS的一个普遍特征。在这些内部模型中有些已经经受了历史长河的洗礼，成为了“隐性”的内部模型。例如人类的DNA，其变化的时间尺度约等于进化的尺度。人体的胚胎细胞经过发育后成长为一个完整的人，而不是发育成其他物种或部分人体，因为在演变过程中类似的这种DNA的隐性内部模型具有坚韧性，即使遭受外界的巨大突变，人类的基因并不会发生明显改变。
第三个机制——“标识”
在CAS中，标识是为了集聚和边界生成而普遍存在的一种机制。“标识”可以帮助主体观察到隐藏在对方背后的特性，能够促进“选择性相互作用”，为筛选、特化、合作等提供基础条件。同时，“标识”还是隐含在CAS中具有共性的层次组织机构（“主体、众主体、众众主体……”）背后的机制。“标识”总是试图通过向“有需求的主体”提供联接来丰富内部模型。
因此，“标识”在整个智慧城市“生成”的设计机制中扮演着重要角色。“标识”在普通应用场合可能是“隐形”的，但是在“混乱的场景”中，“标识”可起到关键性协调作用，它能够将需求与供给进行高效组织自动配对的同时，也能为城市在受到不确定性干扰时提供保障。
综上所述，“构成”的系统与“生成”的系统间存在着本质区别，但一个真正能长久生存、不断演进的智慧系统，肯定是能将“构成”与“生成”有机融合的。智慧城市作为科技发展不确定性最大的新领域，必须利用第三代系统论充分发挥市场和社会主体的三大新机制，“从下而上”“生成”自适应的智慧城市。同时利用顶层设计机制构建“四梁八柱”，帮助打通信息孤岛，借助基层民众和市场主体的创造力和积极性为城市高效运转带来创新与活力，使城市的“智慧”得到更快的迭代式增长。
【本文作者为住房和城乡建设部原副部长、国务院政府职能转变与“放管服”协调小组专家组副组长】
责编：王 克／美编：王嘉骐
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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