大多數人可能會認為巴黎或東京這樣的城市是獨一無二的，其特徵與其他大都市截然不同。但是，大型城市、城鎮甚至較小的村莊也有著共同的目標：它們都努力提供一個宜居之地。城市規劃者正在嘗試找到一種方法，將數學的嚴謹性引入到分析城市如何實現這一普遍目標的實踐中。
教授兼理論物理學家路易斯·貝當古與他在聖達菲研究所的同事合作，最近發表了一項理論，表明城市、城鎮和村莊之間的相似之處多於不同之處。他觀察了全球城市地區的統計趨勢——規模、地理位置、財富和其他衡量指標如何變化——並確定了構成城市成功不可或缺的普遍組成部分。貝當古試圖將這些組成部分綜合成一個數學公式，旨在量化一個城市或城鎮的真正成功程度。《大眾科學》就什麼使城市成功以及如何使用更正式的、數學的方法來城市化，診斷和改善陷入困境的城市採訪了貝當古。
[以下是經過編輯的採訪稿。]
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您是如何從一個城市到另一個城市識別出普遍模式的？
這花了很多時間。我們在聖達菲研究所的團隊通常對複雜系統感興趣。我一直對城市感興趣。我在里斯本長大，在倫敦生活過，我只是喜歡嘗試瞭解我們是如何在社會中創造出所有這些令人驚歎的東西的。哪裡出了問題，我們如何才能做得更好？本質上，在過去的十年裡，我們一直在研究我們能找到的每一份資料，不僅在西方，而且在日本。然後我們又去了中國和巴西。
您的發現對我們目前對城市的理解有何貢獻？
過去，我們看待城市的許多方式都是透過與其他複雜系統的類比，例如生物體。本文試圖做的是改變視角，從城市的外觀轉向描述和形式化城市的功能。嘗試改變這種視角會建立一個新的城市觀，並使我們能夠說出城市是什麼。我們的結論是，城市是一種社會反應器；它們的存在是為了解決將大量社交人群聚集在一起，並在時間和空間上以開放、可持續的方式協調他們的問題。
什麼使城市成功？
您需要互動性和建立這些互動的成本之間的平衡，這就是這個公式的意義所在。這種平衡定義了一個運轉良好的城市，並且可以適用於任何規模的城市。儘管人們似乎知道這一點，但本文使我們能夠將其形式化，並首次將所有這些東西放在同一個方程式中。
更多的社會互動是否一定意味著城市會更成功？或者社會互動有時會是一件壞事嗎？
有些互動讓你想待在城市裡，比如創新思想的交流。但另一些互動則會阻止人們來到城市。為了讓城市存在，社會互動必須給你帶來整體優勢。你必須採取有利的社會互動，例如創新和創造力的衡量標準，並減去負面互動，例如暴力或犯罪。你還必須減去這些有利互動的成本，例如交通運輸。當你減去這些成本時，就為城市的存在創造了條件，即在透過互動創造價值和為該價值付出代價之間取得平衡。
目前哪些城市做得正確，哪些城市不太成功？
大多數城市實際上都做得不錯，但有些城市比其他城市創造了更多的互動性。例如，根據該公式，紐約市和芝加哥都比洛杉磯做得稍好一些，洛杉磯的分佈稍微分散，互動成本也更高。
你也有一些人口非常稠密的城市，例如孟買，但由於基礎設施差或交通擁堵，很難穿越。這使得城市之間的互動非常困難。然後你就有了解散的城市。這些城市變得如此稀疏，以至於四處走動和促進互動會花費大量的能量。這兩種形式都不好。
您能否舉例說明如何利用對城市功能的這種形式化理解來改善缺乏有利社會互動的城市？
底特律是一個作為一個封閉的社交網路而瓦解的城市，並在某種程度上在郊區重建了自己。它的衰落很大程度上是因為該市在 60 年代在社會和空間上分離。底特律市曾經是一個非常豐富和充滿活力的文化中心，但當汽車普及後，人們開始搬到郊區。這導致該市收入減少，進而導致服務減少，這導致更多人離開，因此陷入了人們離開市中心和服務被取消的惡性迴圈。在某種程度上，他們（在郊區）擁有太多的空間。人們在底特律四處走動並實現導致城市活力的活動成本很高。
將人口集中在城市的某些區域可以以較低的成本促進社會互動和服務。底特律代表了社會結構的稀釋，其密度和空間的稀釋，需要以不同的方式在社會上重建，並以一種我們可以非常有效地提供服務以開始社會互動的方式重建。
您提到您的公式沒有考慮城市內的社會經濟差距。這對城市的效率重要嗎？
我們現在開始關注城市內的社群，看看它們是如何變化的。城市社群非常異質：有富裕和貧困的社群，有更多關於購物的社群，有住宅區，還有更多的工業區。人們在城市內部組織自己的方式與這些因素和其他因素有關，例如暴力和隔離。一個運作良好的城市會克服這些障礙來建立連線。你可以與和你非常不同的人建立經濟和公民關係，這正是城市運作良好的原因。
城市本質上是異質的；它們是關於結合不同的性質和功能來創造更精細和有趣的東西。要用數學和形式的方式來捕捉它仍然是一個挑戰，但資料正在逐漸到位。實現對其的理解和綜合仍然是我們正在努力的事情，也是我們希望在未來實現的事情，但這仍然是一項正在進行的工作