世界上大多數城市都起源於重要的市場或城鎮廣場。隨著時間的推移，它們發展出多箇中心，人們可以在那裡工作、購物和娛樂。但這是為什麼呢？一些經濟學家認為，城市分裂是因為集聚效應——在叢集中湧現的企業增加了成功的機會。
然而，物理學家們提出了略有不同的解釋：交通擁堵。法國理論物理研究所的馬克·巴泰勒米和雷米·盧夫設計了一個數學模型來解釋城市及其周邊郊區是如何發展的。他們的研究表明，隨著城市的發展和交通擁堵的道路使得前往市中心變得越來越困難，次中心開始在郊區湧現。“這是地點吸引力與到達那裡所需時間之間相互作用的結果，”巴泰勒米說。他補充說，擁有便利交通網路的城市能夠更長時間地保持中心化。
物理學家們使用來自美國9000個不同規模的城鎮和城市的資料驗證了他們的想法。
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明尼蘇達大學的交通工程師大衛·萊文森指出，更好地理解都市區如何演變可能非常有用，考慮到到2050年，預計世界三分之二的人口將居住在城市地區。“城市化還有很多工作要做，”萊文森說。“如果規劃者設想城市採取某種特定形式，但那不是城市想要的行為方式，我們將做出不明智的投資。”
巴泰勒米認為，該模型還可以用於估算交通延誤、汽油消耗和二氧化碳排放量。“我認為這為深入瞭解城市的一些定量特性開闢了道路，”他說。“我們可以採用簡單的機制、簡單的要素，最終預測重要屬性如何隨人口規模變化。”