都市規劃科學入門：複雜學的觀點

一般大眾初學者以淺顯圖文介紹最新都市規劃科學的內涵

都市規劃是一門正在演進的學科，然而學界及業界中相對少的人認識到這是一門科學。這本書彙整了作者過去35年來的研究成果，從複雜學的觀點以相對淺顯的圖文來說明都市規劃科學的內涵。自從2019年底新冠肺炎疫情席捲全球的都市後，正顯示出只有人們才是都市的靈魂，沒有考慮「人」的都市規劃是落空的。本書所介紹的都市規劃科學便是以「人」為出發點，探討社會科學針對人類選擇行為的解釋與自然科學針對複雜系統的理解，並將兩者整合成一系統性的都市規劃現象的描述與解釋。2021年諾貝爾物理學獎頒給三位從事複雜系統研究的學者，正說明了複雜學已獲得最高學術殿堂的認可。希望本書的出版能對有志探索人類如何面對都市複雜性的學術或專業規劃師有所幫助。

■ 自序

現代科學正進行著一場顛覆性的複雜性運動或革命，而這個運動或革命正在或已經影響了社會科學及自然科學許多領域的發展，包括都市規劃。因此，學界對都市及規劃的理解也產生了變化：都市不再是簡單的均衡系統，而是複雜的非均衡系統；規劃從過去強調空間、共識及控制的靜態描述轉而著重時間、結盟及計畫的動態過程(Hopkins, 2014)。此外學者也認為應用大數據及數位孿生的電腦科技從事都市規劃，仍然離不開以複雜性科學來理解都市的理論。尤有甚者，筆者在2018 年發現了四個I 與規劃作用及複雜性的邏輯關係，將規劃的概念與複雜性科學聯繫起來。四個I 表示都市發展決策的相關性(Interdependence)、不可逆性(Indivisibility)、不可分割性(Indivisibility) 以及不完全預見性(Imperfect Foresight)( 詳見本書第三章第五節)。具體而言，規劃發生作用為四個I 的充分條件，而四個I 又是複雜性的充分條件，因此規劃發生作用是複雜性的充分條件(Lai, 2018)。用一般的話來講，計畫在複雜系統中發生作用，但不是唯一的方式。這個發現也確立了四個I 與規劃及複雜度的關係；亦即四個I 同時是規劃投資及複雜度的指標，而這個邏輯關係貫穿了本書的理論架構。

我書Planning within Complex Urban Systems (Lai, 2021) 及其姊妹作《複雜城市系統中的規劃原理：新觀點、新邏輯與新實驗》( 賴世剛，2022) 系統地整理了筆者過去35 年來的核心研究心得，以完整的邏輯及架構整合了本書所陳述的伊利諾規劃學派 (Hopkins and Knaap, 2019)、複雜性科學以及行為決策理論等主要概念，形成一都市規劃理論體系以面對都市複雜性的挑戰。而本書則進一步將這兩本姊妹作的內容摘要彙整，以平易近人的淺顯文字及圖表將這兩本姊妹作中主要的都市規劃理論概念呈現給讀者。因此，本書不同於傳統的都市規劃理論，我稱之為都市規劃科學，並冠以「複雜學派」的標籤，其智識族譜詳見「附錄二」。簡言之，本書是都市規劃科學的入門書，而另兩本姊妹作則是都市規劃科學較完整的論述。

記得1985 年筆者剛進入美國伊利諾大學香檳校區都市與區域規劃系攻讀區域規劃博士學位時，便以決策理論作為博士論文研究的核心。1990 年筆者的博士論文題目便是有關多屬性決策方法（multi-attribute decision making techniques）的比較。在1995 年自台返回母校訪問時，筆者從指導教授Lewis Hopkins 那兒得知Mitchell Waldrop (1992) 寫的Complexity：The Emerging Science at the Edge of Order and Chaos 一書，感到十分有趣，返台後便與學生積極投入都市複雜性的研究。與此同時，以博士論文為基礎，筆者持續與學生探索以決策理論為核心的規劃行為現象。在這雙軌探索的過程中，筆者並沒有一個清晰的目標，完全是隨著研究帶來的靈感而起舞，因此這一路走來，除了不時與Lewis Hopkins 教授討論外，是有些許孤寂的感覺。直到2018 年底，筆者在同濟大學建築與城市規劃學院擔任高峰計畫國際PI 教授時，突然發現過去一直在作並且積累的研究成果其實可以整合在一個理論框架當中（詳見本書第二章），於是便開始將一些英文研究成果根據該框架系統性地編修成書， 也就是Planning within Complex Urban Systems (Lai, 2021)。該書的重點是從邏輯及實驗的角度闡述都市複雜系統中規劃理論框架的內容，因此理論性比較強。在此同時，筆者另有一些中文研究成果也按照同樣的理論框架彙集成《複雜城市系統中的規劃原理：新觀點、新邏輯與新實驗》( 賴世剛，2022)，因此性質比較像是系統性的研究報告。這兩本書一起閱讀，加上本書的淺顯介紹，學習效果會更佳。值得一提的是，這三本書的內容都是筆者自主研發的成果，沒有“掐脖子＂的顧慮，而且相輔相成，同時也說明一件事實：都市複雜性科學是有用的，應該與規劃行 理論緊密結合在一起。最後，希望這三本書的出版能在都市規劃科學發展的進程中作出一些貢獻。本書另一姊妹作Planning within Complex Urban Systems 並獲得國際知名學者的推薦，包括Peter Nijkamp、Michael Batty、Ray Wyatt、Gerrit-Jan Knaap 及Eric Heikkila 等教授(Lai, 2021)。其中英國皇家學會院士Michael Batty 及北京清華大學傑出訪問教授Peter Nijkamp 評價該書是都市規劃科學發展的重要里程碑著作。本書及其他兩本姊妹作為規劃師以及都市大數據研究人員等必讀的參考著作。

最後，本書能夠付梓，筆者首先要感謝博士論文指導教授Lewis Hopkins 教授從1985 年起35 年來不棄不捨的教誨與討論。其次要感謝的是從1992 年起24 年來在台北大學與成功大學曾經指導過的38 位碩博士生一起進行這趟學術探險之旅，這本書的概念有一部分是在他們論文撰寫過程中與筆者共同創作出來的，當然筆者負一切的文責。

賴世剛
謹誌於台北
2022 年8 月

◎ 賴世剛

賴世剛於1990年在美國伊利諾大學香檳校區獲得區域規劃哲學博士學位，並曾在國立臺北大學不動産與城鄉環境學系(終身特聘教授)及同濟大學建築與城市規劃學院(高峰計劃教授)任教。目前爲國立臺北大學不動産與城鄉環境學系及浙江大學公共管理學院兼職教授(曾爲思源講座教授)。賴世剛爲Journal of Urban Management及《複雜學》期刊的創刊主編以及《複雜學研究社》的創辦人，並曾擔任“中華城市管理學會”創會理事長。他的主要研究領域爲都市複雜性、規劃行爲以及複雜學。過去35年，賴世剛曾經在國內外知名期刊發表學術論文近100篇以及專著近10本，包括Environment and Planning B: Urban Analytics and City Science、Land Use Policy、Cities、Habitat International、Annals of Regional Science、Omega以及Decision Sciences等等。最新專著《複雜城市系統中的規劃原理：新觀點、新邏輯與新實驗》由中國建築工業出版社於2022年出版以及Planning within Complex Urban Systems由英國Routledge出版社於2021年出版，並收錄在Routledge Research in Planning and Urban Design系列叢書中，英國皇家學會院士Michael Batty及清華大學傑出訪問教授Peter Nijkamp評價該書是都市規劃科學發展的重要里程碑著作。

序

第一章　導論
第一節 前言
第二節 規劃理論的困境與解套
第三節 湧現時代的來臨
第四節 一貫論的規劃觀點
第五節 都市與複雜
第六節 都市是複雜系統
第七節 小結

第二章　複雜都市系統規劃理論架構
第一節 前言
第二節 複雜都市系統
第三節 制定計畫的邏輯與規劃行為
第四節 理論架構
第五節 小結

第三章　基本概念
第一節 前言
第二節 理性
第三節 不確定性與偏好
第四節 空間垃圾桶模式
第五節 規劃、四個 I 與複雜性
第六節 小結

第四章　都市中的複雜性
第一節 可計算的都市
第二節 空間博弈
第三節 自組織臨界性
第四節 耗散結構
第五節 分區管制與都市變遷
第六節 制度與空間演變

第五章　都市間的複雜性
第一節 遞增報酬
第二節 冪次定律
第三節 異速增長
第四節 都市聚落系統的形成規律
第五節 中國大陸都市人口分布的冪次現象

第六章　規劃行為
第一節 短視決策
第二節 資訊收集
第三節 時間過程
第四節 都市建設邊界對於開發者態度之影響
第五節 應用社會選擇機制於環境治理之實驗研究
第六節 鄰避性設施設置協商策略比較之實驗研究
第七節 行為規劃理論

第七章　規劃效果
第一節 結構性規劃
第二節 貝氏規劃
第三節 決策協調

第八章　實證應用
第一節 決策網絡
第二節 中國大陸國土空間規劃體系的理論反思
第三節 冪次定律的普遍性與恒常性
第四節 空間垃圾桶模式外在效度之實證檢驗
第五節 時間壓縮
第六節 為何大都市在面對新冠肺炎疫情會比較脆弱？
第七節 基於都市複雜性的規劃實踐

第九章　複雜：被忽略的事實

附錄一：伊利諾規劃學派
附錄二：複雜學派

後記：中華文化的啟蒙與復興

參考文獻