1.1 城市：人类文明的放大器和加速器

城市是人类文明的结晶。在我国汗牛充栋的历史文献中，不难找到对于城市的记载和解释。“城，郭也，都邑之地，筑此以资保障者也。”城，多指四面围以围墙、扼守交通要冲、具有防卫意义的据点，代表着军事。“市，买卖之所也。”“贸、贾，市也。”市，代表的是经济。在当时，有城并不一定有市，而市场也并不见得一定围筑墙垣。在漫长的时光中，在人类生生不息的繁衍、迁徙与融合中，城和市这对原本并没有必然内在联系的事物，逐渐交会融合，并以其结合后神奇的力量，推动、承载、见证、延伸着人类文明的不断发展。

在18世纪中期开始的工业革命之前，建立在传统农业基础上的传统手工业和商业难以支撑较大规模的城镇人口，城市化的进程非常缓慢。除古罗马、古巴比伦、长安、巴格达等少有的几个能掌控帝国的大城市外，城市数量和规模都相当有限。在数千年的时光中，人类城镇化水平仅提高了3%。到1750年，世界城镇人口总量估计只有250万人。因此，我们接下来所讨论的城市及其发展的不同阶段，是指自工业革命以来，以集中的现代化大规模机器生产代替手工劳动的小商品生产，城市从数量、规模、布局、形态上发生根本性的变化，并取得空前发展为开端的。

1.1.1 城市1.0：蒸汽时代的城市发展状况与构想

有人认为，工业革命在1759年左右已经开始，但直到1830年，它还没有真正蓬勃地展开。大多数观点认为，工业革命发源于英格兰中部地区。18世纪中叶，英国人瓦特改良了蒸汽机后，一系列技术革命引起了从手工劳动向动力机器生产转变的重大飞跃，随后逐步传播到欧洲大陆和世界其他地区。

蒸汽机的出现和改良极大地促进了社会经济的发展，应用于采矿、冶炼、纺织、机器制造、船舶、工厂、机车甚至电站等各个领域中，直到20世纪初，蒸汽机仍然是世界上最重要的原动机，后来才逐步让位于内燃机和汽轮机等。作为以机器生产取代人工生产，以大规模工厂化生产取代个体工场手工生产的一场技术革命，历史学家称这个时代为“蒸汽时代”（The Age of Steam）或“机器时代”（The Age of Machines）。

工业革命启动了一系列持久、不可逆、相互支持且影响深远的转变。这场革命不仅是技术和经济上的革命，而且也是复杂的政治、社会、文化的大变革。反映在城市化和城市发展方面，城市化进程明显加快，开始出现一批真正意义上的现代城市。

1.1.1.1 城市规模空前增长

在工业革命前的数千年间，城市的规模取决于周边地区所能够生产的粮食数量。因此，人口最稠密的城市基本上都存在于流域地区，如尼罗河地区、黄河地区。自欧洲文明挣脱了中世纪的混乱以来，民族国家不断增长的财富主要集中于繁荣的首都城市（权力所在地），它那有序的街道和景致，饰以优雅而一致的建筑，反映出古希腊、古罗马的辉煌与壮丽。到工业革命爆发后，工业的重锤猛烈地击碎了这幅宁静的画面，机器成为城市的象征。例如，以“工业革命的摇篮”著称的格拉斯哥（Glasgow），到19世纪初已经成为英国最大的工业城市，那里的机会和工资水平几乎与伦敦势均力敌。大发明家詹姆斯·瓦特（James Watt）的好朋友、格拉斯哥大学（University of Glasgow）的逻辑学及道德哲学教授亚当·斯密（Adam Smith）的划时代巨著《国富论》（The Wealth of Nations）正是在这样的背景下写就的。

链接：国富论

《国富论》全称《国民财富的性质和原因的研究》（An Inquiry into the Nature and Causes of the Wealth of Nations），被视为现代经济学的开山之作，奠定了资本主义自由经济的理论基础。

虽然到了19世纪中叶，格拉斯哥“世界工厂”的名号被曼彻斯特（Manchester）夺走，但其作为“造船中心，钢铁重镇”的地位则一直保持到20世纪中叶。整个维多利亚时期（Victorian Era，1837～1901年）都是格拉斯哥的黄金年代。随着社会财富的迅速增长，一栋栋大理石建造的公共建筑和私人豪宅拔地而起。1888年和1901年两次工业博览会的成功举办，使它获得了“最壮观的维多利亚城”的美名，如今是苏格兰的最大城市与最大商港，也是英国的第三大城市。

“像伦敦这样的城市，就是逛上几个钟头也看不到它的尽头，而且也看不到些许表明快接近开阔的田野的征兆——这样的城市是一个非常特别的东西。这种大规模的集中，250万人这样聚集在一个地方。他们把伦敦变成了全世界的商业首都，建造了巨大的船坞，并聚集了经常布满泰晤士河的成千的船只。从海面向伦敦桥溯流而上时看到的泰晤士河的景色，是再动人不过的了。在两边，特别是在乌里治以上的许多房屋、造船厂，沿着两岸停泊的无数船只，这些船只越来越密集，最后只在河当中留下一条狭窄的空间，成百的轮船就在这条狭窄的空间中不断地来来去去——这一切是这样雄伟，这样壮丽，简直令人陶醉，使人在还没有踏上英国的土地之前就不能不对英国的伟大感到惊奇。”[1]

而在这一时期，其他的英国城市中心——如伯明翰（Birmingham）、曼彻斯特（Manchester）、利物浦（Liverpool）和贝尔法斯特（Belfast）等也正无规划地、按照自己的意志在增长。尽管没有一个城市能在规模上接近伦敦（1841年伦敦的人口为200多万，并且在继续增长），但它们的扩展速度之快却是让世人惊叹的。在1801～1871年间，英国以纺织业为主的城市人口增长了299%，港口城市增长214%，纺织以外的其他制造业城市增长186%，伦敦增长146%，各县城及旅游城市增长139%，全国平均增长148%。

究其原因，工业革命使人口前所未有的增加成为可能。科技进步和知识密集型工业组织形式带动了生产力的普遍提高、实际收入的增加、更高的教育和技能回报率以及由此产生的专业化生产和贸易。尽管在17世纪的荷兰黄金时代也出现过类似的局部现象，但世界平均实际收入的连续和剧烈增长则发生在19世纪工业革命兴起并扩展开来以后。伴随人均实际收入的不断增长，世界人口不断膨胀，越来越多的人开始生活在这个星球。

同时，工业革命极大地促进了生产的专业化和协作化，加深了地域分工，促进经济和人口在地域上集中，并促使工业与城市发展的良性互动。工业化的发展扩大了人们利用自然资源的深度和广度，出现了一大批新兴的工业城市，越来越多的人口开始在城市定居。

1.1.1.2 城市形态发生巨大改变

伴随工业革命的持续推进，工业化和城市化相互促进，近现代的城市规模和形态相比较以前发生了根本性的变化。城市的迅速增长导致原有的市中心发生了变化，并在其周围出现了新的居民区，即所谓的市郊区。

在当时，市中心普遍具有延续于中世纪所形成的结构，建有全城最重要，也是最高的建筑物，如教堂、宫殿及其他纪念性的建筑。在大多数的情况下，整个城市的轮廓线就是由这些建筑所决定的。但是，这样的市中心并不能够成为更为庞大的城市机体的核心：街道过于狭窄，不能满足迅速增长的交通需要；住宅过于狭小、紧张，难以容纳不断增加的居民人数。在这个时期，位于古城中心的许多纪念性建筑（如贵族府邸、修道院等）由于社会变革而被废弃，并被分隔成为许多小型的临时住房，而绿化设施（联排式住宅的后庭院、统治阶级住宅周围的花园以及小公园等）被改造成为住宅或工厂的车间。

这种变化所产生的结果随着时间的推移而逐步积累并发酵，到19世纪中期，已经非常严重。恩格斯在1844～1845年写成的《英国工人阶级状况》[2]一书中这样描述曼彻斯特旧城的情况。

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（曼彻斯特旧城）位于商业区北边和艾尔克河之间。这里的街道，即使像托德街、郎-密尔盖特、威色-格罗弗和修德希尔这些比较好的街道，也都是又狭窄又弯曲的，房屋又肮脏又破旧，胡同里的建筑更是令人作呕。如果从老教堂顺着朗-密尔盖特街走去，就会看到右边有一排老式房屋，这些房屋的门面没有一间不是东倒西歪的——这是旧曼彻斯特，工业时代以前的曼彻斯特的残迹，以前住在这里的居民和他们的子孙都搬到本城建筑得较好的区域去了，而把这些对他们不太合适的房屋留给包括许多爱尔兰人在内的工业居民。这里才真正是一个几乎毫不掩饰的工人区，甚至大街上的商店和酒馆也没有人想把它们的外表弄得稍微干净一些。但是这一切和后面那些只有经过狭窄得甚至不能同时走两个人的过道才能进去的胡同和大杂院比起来简直就算不了什么。现在，在任何地方，只要那里的建筑方式比较古老因而还保留下那么一点点空隙，人们就在这里补盖起房子，把这个空隙填起来，直到房子和房子之间连一小块可以再建筑一些东西的空地也没有为止。我现在从曼彻斯特的平面图上描下一小块（见图1-1）来证实我的话。这远不是最坏的一块地方，而且占地还不到整个旧城的十分之一。

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图1-1可以充分地表明全区的尤其是艾尔克河附近的建筑方式是如何不合理。在这里，河的南岸很陡，有15英尺到30英尺高；在这个陡坡上，大部分的地方都有三排房屋，最下面一排紧靠水边，而最上面一排却已经是屋檐齐及山顶，面临着朗-密尔盖特街。此外，河岸上还有工厂。总之，这里的建筑也和朗-密尔盖特街下段一样密集而杂乱。大街左右有很多有顶的过道通到许多大杂院里面去；一到那里，就陷入一种不能比拟的肮脏而令人作呕的环境里。向艾尔克河倾斜下去的那些大杂院尤其如此，这里的住宅无疑是我所看到过的最糟糕的房子。在这里的一个大杂院中，正好在入口的地方，即在有顶的过道的尽头，就是一个没有门的厕所，非常脏，住户们出入都只有跨过一片满是大小便的臭气熏天的死水洼才行。这是艾尔克河畔杜西桥以上的第一个大杂院——我指出这一点，是考虑到可能有人想要证实一下我的话。下面紧靠着河的地方有几个制革厂，四周充满了动物腐烂的臭气。要到杜西桥以下的那些大杂院里去，大半要从一条狭窄而肮脏的台阶走下去，而要进入屋内就必须跨过一堆堆的垃圾和脏东西。桥以下的第一个大杂院叫作爱伦大院，在霍乱流行的时候，这里的情况曾使卫生警察不得不命令居民都搬出来，清扫一番，并用氯气把房子熏一遍；凯博士在一本小册子（注：指医学博士詹菲凯的《曼彻斯特棉纺织业中的工人在精神和身体方面的状况》1832年第2版（The Moral and Physical Condition of the Working Classes, employed in the Cotton Manufacture in Manchester. By James Ph. Kay, Dr. Med. 2rdedit.1832）。作者对一般工人阶级和工厂工人没有加以区别，但是在其他方面，这是一本出色的书。—恩格斯原注）里对这个大杂院当时的情况曾做过一番令人惊心动魄的描述。从那时起，这个大杂院显然已经有一部分拆掉重新盖过了；至少从桥上看下去，就马上可以看到一些断垣残壁和高耸着的垃圾堆旁边有几所较新的房屋。从桥上看到的这幅景象——一堵一人高的石墙小心翼翼地遮住了这幅景象，使个子不很高的过路人无法看到——就是全区的一般面貌。桥底下流着，或者更确切地说，停滞着艾尔克河，这是一条狭窄的、黝黑的、发臭的小河，里面充满了污泥和废弃物，河水把这些东西冲积在右边的较平坦的河岸上。天气干燥的时候，这个岸上就留下一长串龌龊透顶的暗绿色的淤泥坑，臭气泡经常不断地从坑底冒上来，散布着臭气，甚至在高出水面四五十英尺的桥上也使人感到受不了。此外，河本身每隔几步就被高高的堤堰所隔断，堤堰近旁，淤泥和垃圾积成厚厚的一层并且在腐烂着。桥以上是制革厂，再上去是染坊、骨粉厂和瓦斯厂，这些工厂的脏水在废弃物统统汇集在艾尔克河里，此外，这条小河还要接纳附近污水沟和厕所里的东西。这就容易想象这条河留下的沉积物是些什么东西。桥以下，可以看到陡峭的左岸上大杂院里的垃圾堆、脏东西、泥土和瓦砾；房屋一所耸立在一所后面，由于坡很陡，每一幢房子都只看得见一小块；所有这些房屋都是被烟熏得黑黑的、破旧的，窗玻璃破碎不堪，窗框摇摇欲坠；在后面，是旧的兵营式的工厂厂房。在比较平坦的右岸，是一长排房屋和工厂。靠边的第二所房子是一座没有屋顶的废墟，里面堆满了垃圾，而第三所房子造得这样低，它的最下一层不能住人，所以就没有窗子，也没有门。在这后面，是穷人的墓地和利物浦—利兹铁路的车站，再往后就是习艺所——曼彻斯特的“穷人的巴士底狱”，它像一座城堡，从小山上的锯齿形的高墙后面森严地俯视着对岸的工人区……

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由于城市功能的发展，以及新型交通和通信工具的运用，城市发展的速度一时间超过了人们的预期，并且超出人们运用常规手段驾驭的能力。城市居住、就业、环境等问题接踵而来。中产阶级移居到尽可能远地离开疾病和工厂烟雾的地方，而让贫穷的社会成员孤处一隅。在没有适当的排污设施和新鲜用水的地方，霍乱、伤寒、结核病等是人类天然的杀手，同时这些地方弥漫着从工厂、铁路和民用烟囱里冒出的烟雾（见图1-2）。

19世纪早期，曼彻斯特的死亡率是周围农村地区死亡率的3倍。因疾病、营养不良和工作过度而致死的现象是如此的普遍，以至于工厂为了保持正常运转，不得不从遥远的农村和贫困的爱尔兰地区不断补充工人。

为解决这些矛盾，人们从不同的角度去寻找答案，先后提出了种种城市规划的思想、理论。在当时，极具代表性的如“田园城市”学说。

1.1.1.3 “田园城市”的设想

19世纪，为应对和解决快速城市化过程中所出现的交通拥堵、环境恶化以及农民大量涌入大城市造成的城市病，英国社会活动家埃比尼泽·霍华德（Ebenezer Howard）提出了田园城市理论，希望通过建设新型城市解决城市问题。“田园城市”理论对近现代世界各国的城市规划产生了重大影响，被称为“现代城市规划的开端”。

链接：埃比尼泽·霍华德

埃比尼泽·霍华德（1850—1928）英国著名社会活动家、城市学家、风景与规划师，英国“田园城市”运动创始人，被尊称为“田园城市”之父。1850年生于伦敦，1928年卒于韦林。当过职员、速记员、记者，曾在美国经营农场。他了解、同情贫苦市民的生活状况，针对当时大批农民流入城市，造成城市膨胀和生活条件恶化的情况，于1898年出版了《明日：一条通往真正改革的和平之路》（Tomorrow: A Peaceful Path to Real Reform）一书，提出建设新型城市的方案。1902年该书修订再版，更名为《明日的田园城市》（Garden Cities of Tomorrow）。

1898年，霍华德在他的著作《明天——一条通往真正改革的和平道路》中，指出城市膨胀导致了城市环境的恶化，城市无限扩展和土地投机更是引发城市灾难的根源；城市人口过于集中是由于城市具有吸引人口聚集的“磁性”。他建议限制城市的自发膨胀，并使城市土地属于城市的统一机构；应当有意识地控制和移植城市的“磁性”，从而限制城市的盲目膨胀。因此，他提出了一种城市和乡村相结合的方式，即“田园城市”（Garden City）（见图1-3）。

霍华德设想的田园城市包括城市和乡村两个部分。城市四周被农业用地所围绕；城市居民经常就近得到新鲜农产品的供应；农产品有最近的市场，但市场不只限于当地；田园城市的居民生活于此、工作于此。所有的土地归全体居民集体所有，使用土地必须缴付租金；在土地上进行建设、聚居而获得的增值仍归集体所有；城市的规模必须加以限制，使每户居民都能极为方便地接近乡村的自然空间。

霍华德对他的理想城市进行了具体的规划，并绘成简图。他建议田园城市占地为6000英亩（1英亩=0.405公顷）。城市居中，占地1000英亩；四周的农业用地占5000英亩，除耕地、牧场、果园、森林外，还包括农业学院、疗养院等。农业用地是保留的绿带，永远不得改作他用。在这6000英亩土地上，居住32000人，其中30000人住在城市，2000人散居在乡间。当城市人口超过了规定数量时，则应建设另一个新的城市。田园城市的平面为圆形，半径约1240码（1码=0.9144米）。中央是一个面积约145英亩的公园，有6条主干道路从中心向外辐射，把城市分成6个区。城市的最外圈地区建设各类工厂、仓库、市场，一面对着最外层的环形道路，另一面是环状的铁路支线，交通运输十分方便。他提出，为减少城市的烟尘污染，必须以电为动力源，城市垃圾应用于农业。

他还设想了田园城市的群体组合模式：由6个单体田园城市围绕中心城市。构成城市组群。他称之为“无贫民窟、无烟尘的城市群”，其地理分布呈现行星体系特征。中心城市的规模略大些，建议人口为58000人，面积也相应增大。城市之间以快速交通和即时迅捷的通信相连。各城市经济上独立，政治上联盟，文化上密切联系。霍华德的田园城市的群体组合把城市和乡村统一成一个相互渗透的区域综合体，形成一个多中心、整体化运作的城市系统。

霍华德提出田园城市的设想后，又为实现他的设想进行了细致的考虑。对资金来源、土地规划、城市收支、经营管理等问题都提出了具体的建议。他认为工业和商业不能由公营垄断，要给私营企业以发展的条件。霍华德于1899年组织了田园城市协会，宣传他的主张。1903年组建了“田园城市有限公司”，筹措资金，在距伦敦56千米的地方购置土地，建立了第一座田园城市──莱奇沃思（Letchworth）。1920年又在距伦敦西北约36千米的韦林（Welwyn）开始建设第二座田园城市。田园城市的建立引起了社会的重视，欧洲各地纷纷效仿，但多数只是袭取“田园城市”的名称，实质上是城郊的居住区。

作为早期的现代城市规划模型，霍华德的“田园城市”是一个比较完整的城市规划思想体系，对现代城市的规划思想起到了重要的启蒙作用，对后来出现的一些城市规划理论，如“有机疏散”理论、卫星城镇理论颇有影响，直到今日，在“智慧城市”建设的大背景下，仍常被人提及。

1.1.2 城市2.0：电气时代的城市发展状况与构想

工业革命之后，社会生产力有了很大的发展，生产力的发展对生产手段和生产关系提出了新的要求；同时，自然科学的研究工作呈现出欣欣向荣的景象并取得重大突破，一些科学发明使得技术的发展成为可能。

19世纪末到20世纪初，世界上掀起了第二次工业革命的浪潮。当时，除英国、美国北部和法国已完成第一次工业革命外，其他国家有的正处于第一次工业革命的高潮期，如美国的南部、德国和俄国；有的则刚刚起步，如远东的日本。这次革命的中心主要在美国和德国。电力的应用及由此而引起的一系列生产技术及产业结构的变革，不仅推动了社会生产力的迅猛发展和资本主义工业化基本完成，而且加速了从“自由”资本主义向垄断资本主义的过渡，使社会生产关系和社会生活产生巨大变革。

在19世纪60～70年代，开始涌现出一系列的重大发明。1866年，德国人西门子制造了发电机，到19世纪70年代，实际可用的发电机问世。1882年9月4日，美国著名发明家托马斯·阿尔瓦·爱迪生（Thomas Alva Edison）在纽约珍珠街建立起第一座火力发电站，6台“巨象”发电机向85个单位、2300盏电灯供电，开创了美国第一个电力照明系统（见图1-4）。到1917年，美国仅公用电站就有4364座，发电量438亿度，美国电力工业跃居世界第一位。大型火力发电站的建立，不但为照明提供了光源，而且为工业生产和社会生活提供了强大的动力和能源。

作为当时社会的一种新能源，电力具备干净、方便、安全、传输速度快、传输损失小、能远距离输送、能按户按需分配能量等优势和特征，是蒸汽机无可比拟的，因而在生产、生活中得以迅速、广泛的应用。1914～1927年，电力在制造业中的使用比例从占动力总量的39%上升到78%，人类进入了崭新的“电气时代”。

在第二次工业革命中，出现了一系列的重工业部门，如化学工业、石油工业、汽车工业等，其他老的工业部门也得到技术改造，经济结构和社会结构发生了巨大变化。以无机化学工业为例，19世纪60～70年代发明了以氨为媒介生产纯碱和利用氧化氮为催化剂生产硫酸的新方法，使这两种化学工业的基本原料的综合利用得到迅速发展。有机化学工业也随着煤焦油的综合利用得到迅速发展。利用化学合成的办法，美国人发明了塑料，法国人发明了人造纤维。人们的生活得到了极大的丰富和改变。

1.1.2.1 城市基础设施极大完善

在前面的章节中，我们已经提到，第一次工业革命之后，伴随人口从乡村向城市大规模流动，设施不佳、空前拥挤的城市俨然成为人间地狱。社会处于从乡村到城市、从传统到现代的激烈转型、碰撞时期：如何应对个人与家庭生活所面临的种种挑战？如何解决城市恶劣的卫生、交通状况？这些都是当时的社会治理的难题。但是在第二次工业革命期间，城市的基础设施得到了极大的完善，城市问题得到适当解决。让我们以美国为例来看看这一切是如何实现的。

19世纪初，美国的交通仍然十分落后，并呈现畸形发展的局面，同英国的经济密切相关的海运业极为发达，而殖民地内部各地区和各城镇间的交通运输则十分原始，甚至在如新英格兰这样当时经济相对发达的地区，能够行驶马车的道路寥寥无几，河面上没有建造必要的桥梁，过河时不是用船渡，就是骑马涉水。从全国范围来看，美国仍然属于农业国家，大多数人属于农业人口。

从19世纪初到内战这段时间，虽然工业化进程已经开始，但由于程度和范围不一，在这一时段内美国城市在总体上发展较为缓慢，“这些城市几乎都是以经济活动为主，而非政治中心、军事中心或宗教中心。”1800年时，美国共有33个城市，城市人口占全国人口总数的比例为5.1%，人口数超25000人的城市只有两个——纽约和费城。1840年开始，由于交通运输技术的发展，美国的城市化进程大为加快。1860年，美国已拥有392个城市，城市人口占总人口数的19.8%。2500～25000人的城市共有356个，25000～250000人的城市有32个，250000人以上的城市有3个。第二次工业革命带来的新技术和新发明为中西部的城市化奠定了良好的基础，“中西部城市的城市化建立在更高的生产力水平基础上，起点较高，进入一个大机器工业迅速发展的时期。”

内战后，伴随第二次工业革命的兴起，美国工业化、城市化迎来高峰期，“从1859年到1899年，美国的工业产值由188亿美元增值114.07亿美元”，“钢产量从1860年的1.2万吨猛增到1900年的1035万吨”，“煤开采量从1860年的1820万吨增加到1900年的2.4亿吨”。农业劳动人口的比例不断下降， 1850年美国农业劳动人口的比例为63.7%，到了1870年下降为53%，1920年为27%。

美国西海岸的城市发展主要受到淘金热和城市大建设的影响和刺激，出现了一大批大小各异的采矿营地、采矿业城镇以及铁路沿线市镇。由采矿业发展起来的著名城市包括丹佛（Denver）、洛杉矶（Los Angeles）、圣弗朗西斯科（San Francisco）和盐湖城（Salt Lake City，S.L.C.）等。由铁路而产生的著名城市有西雅图（Seattle）、圣塔菲（Santa Fe）等。城市经济的迅速发展、贸易往来的日益密切对交通运输技术提出了更高的要求，铁路逐渐成为影响经济发展最为重要的因素之一。铁路的发展加强了美国中西部地区与东部地区的联系，成为中西部矿业、农业、畜牧业产品向外运输最为主要的途径。在经济利益和权力的趋势下，从联邦政府、地方政府到企业家都对大规模兴建铁路产生了浓厚兴趣。到1900年，美国的铁路长度已经超过了323000千米。

铁路的快速发展对原来的城市空间结构产生了重大的影响。铁路沿线城镇人口迅速集中和增长，使西部荒野上涌现出一座座大型城市。1860年到1910年，城市总人口从621.6万上升到4464万，占全国总人口的比重从19.8%上升到45.5%，城市数目从392个增加到2262个，10万人以上的大城市增加到50个，纽约、芝加哥和费城的人口都超过了100万。1920年，美国联邦人口普查局的数据显示，美国城市人口已占全国人口总数的51.2%，成为一个以城市居民为主的国家。

1.1.2.2 城市美化运动使城市环境得到改善

在第二次工业革命之后，欧美许多城市针对当时日益加速的郊区化倾向，为了恢复城市中心的良好环境和吸引力，开展了一场声势浩大的“景观改造运动”，即“城市美化运动”（City Beautiful Movement）。

在新航路开辟之后，英国和其他欧洲国家的大量移民来到美国寻求新的生活，他们主要聚集在港口城市纽约。这些移民当中，一些人的居住环境与之前提到的英国肮脏不堪的贫民窟不相上下，在曼哈顿，工人居住区内拥挤不堪，疾病肆虐：1810～1870年，婴儿死亡率翻了两倍。

贫困的存在比日趋恶化的环境更加让人揪心。19世纪70年代，圣路易斯工人高唱法国国歌《马赛曲》，到大街上示威游行，叫嚷着要进行革命。英国领事警告说，这座城市“实质上已经掌握在暴民的手里”。芝加哥、底特律、克利夫兰和其他较小的中西部城市经历了同样的骚乱，且常常带有暴力色彩。

汽车的普及缩短了距离上的时间成本，使居住区与工作区的分离成为可能。在当时，大量的城市富人和中产阶级外迁城郊，城市开始了郊区化的蔓延，内城开始衰败。市中心的贫民窟环境进一步恶化，犯罪率不断上升，这样的现象几乎存在于当时所有的大中城市当中。

种种问题令属于精英阶层的中产阶层开始积极地为解决这些问题提出对策。他们认为，工业的扩张将不可避免地把这个国家最后推向唯利是图的“实利主义的深渊”，只有大规模的干预才能解决猖獗的犯罪、日益加深的阶级冲突，以及越来越多的酗酒、卖淫和工人阶层存在的普遍贫困等问题。美国的许多城市开始向贫民窟的居民提供娱乐和受教育的机会。

同时，人们开始把目光投向了改善城市环境方面。1871年芝加哥在经历了毁灭性的大火之后进行了重建，开始了野心勃勃的城市改良工程。在以后的30年间，伴随着第二次工业革命的星星之火逐步燎原，芝加哥的城市面貌得到了改善，修建了图书馆、艺术学院、菲尔德哥伦比亚博物馆，并扩建了芝加哥大学。

但城市美化（City Beautiful）作为一个专用词，则是出现在1903年，其发明者是专栏作家查尔斯·马尔福德·鲁宾森（Charles Mulford Robinson）。他借助于1893年芝加哥因举办世博会而对城市形象带来的巨大的提升，呼吁城市的美化与形象改进，并倡导以此来解决当时美国城市的脏乱差的问题。他自己也开始学习景观设计与城市规划。后来，人们便将在他倡导下的所有城市改造活动称为“城市美化运动”。

城市美化运动强调规则、几何、古典和唯美主义，在20世纪初的前十年中，不同程度地影响了几乎所有美国和加拿大的主要城市，促进了城市设计专业和学科的发展，改善了城市形象，也促进了景观设计和城市规划设计师队伍的形成。

链接：城市美化运动的主要内容

从倡导者的愿望来说，城市美化应包括至少以下几方面的内容。

第一是城市艺术（Civic art）：即通过增加公共艺术品，包括建筑、灯光、壁画、街道的装饰来美化城市。

第二是城市设计（Civic Design）：即将城市作为一个整体，为社会公共目标，而不是个体的利益进行统一的设计。城市设计强调纪念性和整体形象及商业和社会功能。因此，特别强调户外公共空间的设计，把空间当作建筑实体来塑造，并试图通过户外空间的设计来烘托建筑及整体城市形象的堂皇和雄伟。

第三是城市改革（Civic Reform）：社会改革与政治改革相结合。城市的腐败极大地动摇了人们对城市的信赖。同样令人担忧的严重问题是城市的贫民窟。随着城市工业化的发展，使贫民窟无论从人口还是从面积上都不断扩大，工人拥挤在缺乏基本健康设施的区域，它们是各种犯罪、疾病和劳工动乱的发源地，这些都使城市变得不适宜居住。因此，包括对城市腐败的制止、解决城市贫民的就业和住房以维护社会的安定。

第四是城市修葺（Civic Improvement）：强调通过清洁、粉饰、修补来创造城市之美。尽管这些往往被人们所忽略，但它却是城市美化运动对城市改进最有贡献的方面，包括步行道的修缮、广场的修建等，都极大地改善了城市面貌。

链接：城市美化运动的十大目标

①通过集中服务功能及其他相关的土地利用的设计，旨在形成一个有序的土地利用格局；

②形成方便高效的商业和市政核心区；

③创建一个卫生的城市环境，尤其是在居住区；

④通过景观资源的利用，创造城镇风貌和个性；

⑤将建筑的群体作为比建筑单体更为重要的美学因素来对待；

⑥在街道景观中创造聚焦点来统一城市；

⑦将区域交通组成一个等级清晰的系统；

⑧将城市的开放空间作为城市的关键组成；

⑨保护一些城市历史成分；

⑩创造一种统一的系统，将现代城市形态，如工业设施和摩天大楼结合在现有城市之中。

由于吸取了英国工业革命的经验和教训，以及城市美化运动的开展，美国的工业化和城市化异军突起，并且交相辉映，迅速成为世界城市文明的先锋。尤其是首都纽约，它到1900年已经享有明显的经济和文化优势，人口是其竞争对手芝加哥的两倍，控制着全国所有银行超60%的结算额；纽约港的进出口贸易占美国进出口贸易的40%以上。

1.1.3 城市3.0：信息时代的城市发展状况与构想

20世纪上半叶，两次世界大战的爆发，可以说是人类历史上的空前浩劫，使人类社会饱受摧残，无论是正义的反击还是非正义的驱使，带来的结果都是无数生命的离开，以及无数个支离破碎的家庭。而战后科学技术的迅猛发展以及大工业化时代的到来，更使人类似乎突然被卷进了一个陌生的旋涡之中。

第三次科技革命是继蒸汽技术革命和电力技术革命后，人类历史上的又一次重大飞跃。从原子能、电子计算机和空间技术开始，尔后汇入了信息技术、新能源技术、新材料技术、生物技术、空间技术、海洋技术等一批新技术，形成了一个宏大的技术群。它极大地推动了人类社会经济、政治、文化领域的变革，而且也影响了人类的生活方式和思维方式，随着科技的不断进步，人类的衣食住行等日常生活的方方面面也发生了重大的变革。

同前两次的工业革命相比，第三次科技革命有以下特点。首先，科学技术在推动生产力的发展方面起着越来越重要的作用。科学技术转化为生产力的速度大大加快；科学和技术密切结合，相互促进；随着科学实验手段的不断进步，科研探索的领域也不断开阔；科学技术各个领域之间相互渗透。

并且，第三次科技革命的背景和条件，相比较前面两次的工业革命来说，也有着很大的区别。第一次工业革命是在英国资产阶级革命成功后进行的；第二次工业革命是在主要资本主义国家完成资产阶级革命任务后展开的；而第三次科技革命，则是在资本主义阵营与社会主义阵营的较量中发展的，也是在资本主义国家的国家垄断资本主义不断强化中发展的。各国政府在科技领域尤其是航天工业和核工业领域的重视和投入，给第三次科技革命注入了极大的动力与生机。

就拿原子能、电子计算机和空间计算这三项第三次科技革命期间的代表性技术来说，它们的发源均可追溯到第二次世界大战时期。在人们开始使用核能技术提供能源之前，核能主要应用于核武器；而世界上最早的电子计算机，以及相当一部分与电子计算机相关的早期理论研究，都是基于军事用途而开始的。

1.1.3.1 原子能的和平利用开启新的能源革命

以原子能技术为例，早在1939年，物理学领域内的原子分裂实验就已经在德国取得成功。为逃避法西斯迫害而移居美国的科学家，担心德国抢先造出原子弹，推举世界著名的物理学家爱因斯坦（Albert Einstein）上书美国总统富兰克林·德拉诺·罗斯福（Franklin D. Roosevelt），建议加强利用核裂变过程来制造超级炸弹。美国——也是人类历史上第一个核武器研制计划开始了！也由于这样的背景，原子能的研发在相当长一段时间内都与军事有着千丝万缕的联系。

珍珠港事件后，美国投资25亿美元，动用包括当时世界上最为优秀的一批科学家在内的十多万科技人员和工人，开始实施以“曼哈顿工程”（Manhattan Project）命名的庞大计划，并赋予其“高于一切行动的特别优先权”（见图1-5）；1945年7月，第一颗原子弹在美国新墨西哥州阿拉默多尔空军基地的沙漠地区爆炸成功，其威力相当于1500～2000吨TNT炸药；随后，在日本广岛、长崎投下两颗原子弹，迫使日本天皇做出了无条件投降的决定。

1949年8月，苏联成功爆炸了第一颗原子弹，从而打破了美国的核垄断，对美国朝野的震动极大；美国开始了氢弹的研制计划；1950年6月，伴随朝鲜战争的爆发，研制进度加快；1952年11月，美国首颗以原子弹为点火装置的氢弹在太平洋马绍尔群岛的埃卢盖拉布小岛首次爆炸试验成功；1954年3月，第一颗“干式”氢弹在太平洋毕基尼岛上试验成功，其威力相当于1 500万吨TNT火药，是投放到广岛的原子弹威力的750倍。

在1952～1964年间，英国、法国和中国相继试制成功核武器；同时，核能的利用开始被延伸到非军事领域。1954年6月，苏联建成世界上第一座装机容量为5兆瓦（电）的奥布宁斯克（Obninsk）核电站；1957年，美国开始建成电功率为9万千瓦（电）的希平港（Shippinport）核电站（见图1-6）。这些成就证明了利用核能发电的技术可行性。尽管在此后相当长一段时间内还充斥着其是否安全、该不该建的质疑和争论，曾被批评为人类自相残杀推波助澜的原子能、核能技术，终于开始被应用于造福人类社会，人类也开始进入了和平利用核能的时代。

20世纪60年代后期，在实验性和原型核电机组的基础上，世界各国陆续建成了电功率在30万千瓦以上的压水堆、沸水堆、重水堆等核电机组，它们在进一步证明核能发电技术可行性的同时，也证明了核电的经济性，完全可与水电、火电相竞争。到20世纪70年代，因石油涨价引发的能源危机极大地促进了核电的发展。目前世界上商业运行的400多座核电机组绝大部分是在这段时期建成的。

1977年，世界上有22个国家和地区拥有核电站反应堆229座；作为一种清洁能源，有着从根本上缓解能源紧张、减轻经济负担以及改善生态环境作用的核能，正为越来越多的国家所接受。

1964年10月，中国成功爆炸第一枚原子弹，同时宣布中国研制核武器完全是出于自卫，承诺不首先使用核武器，不对无核国家使用核武器，最终目标是全面销毁核武器。

1.1.3.2 电子计算机技术推动信息时代的到来

1942年，第二次世界大战激战正酣，各国的武器装备还很差，占据主要地位的战略武器就是飞机和大炮。在这样的情况下，研制和开发新型大炮及炮弹就显得非常必要和迫切。为了要精确地计算弹道，当时任职宾夕法尼亚大学摩尔电机工程学院的约翰·莫希利（John Mauchly）提出了“高速电子管计算装置”的设想，期望用电子管代替继电器以提高机器的计算速度。1944年，时任弹道研究所顾问、正在参加美国第一颗原子弹研究工作的数学家冯·诺依曼（John Vou Neumann），带着原子弹研制过程中遇到的大量计算问题，在中期加入了研制小组，他对电子计算机研制过程中的许多关键性问题的解决作出了重要贡献。

1946年，在美国宾夕法尼亚大学（Universityof Pennsylvania）设计出了世界上第一台电子计算机ENIAC——中文音译为“埃尼阿克”，是电子数字积分计算机（Electronic Numerical Integrator and Computer）的简称（见图1-7）。

ENIAC长30.48m，宽1m，占地面积170m2——体积5181.6m3，约相当于10个普通房间的大小！包含了17468个真空管、7200个二极管、70000个电阻器、10000个电容器、1500多个继电器、6000多个开关，重达30吨，耗电量150千瓦。你可别小看了这个“大家伙”，它每秒能够执行5000条指令，与当时已有的计算装置相比，速度要快上1000倍，而且还有按照事先编好的程序自动执行算术运算、逻辑运算和存储数据的功能。

虽然在今天看来，ENIAC是那么的庞大、笨重，并且好像也不那么聪明——当今的iPhone6每秒能够执行250亿条指令，但它毕竟让科学家们从庞杂的计算中解脱出来，并宣告了一个新时代的开始。在冷战初期，军方运用它来测试氢弹设计的可行性。

1947年，贝尔实验室（Bell Laboratory）的约翰·巴丁（John Bardeen）、威廉·肖克利（William Shockley）以及沃尔特·布兰坦（Walter Brattain）研制了晶体管（见图1-8）。到1950年，肖克利开发出了双极性结型晶体管（Bipolar Junction Transistor），也就是现在俗称的晶体管。

晶体管具有传导、放大和开关电流的功能。它具备三个电极，通过三根导线引出管外。三个电极中有一个电极能够起控制作用，如果给这个电极通上电流，晶体管内部的电子开关就接通，另外两个电极就会有电流通过；反之，开关断开，另外两个电极就没有电流。由于没有玻璃管壳，不需要真空，晶体管的体积很小，生产成本和使用寿命相对比传统的电子管来说也有明显的优势，因此，晶体管问世后，立刻得到了迅速发展并代替了电子管的位置。1953年，第一款采用晶体管技术的商业化装置成功面市——出人意料的是，它竟然是一款助听器。

1956年，美国首先研制成功了军用小型晶体管计算机。1958年年底～1959年年初，第一批量产的民用晶体管计算机投入运行，这就是IBM 1401 （见图1-9）。它采用了晶体管线路、磁心存储器、印制线路这些先进技术，使得主机体积相比之前的ENIAC这个“大家伙”来说大大减小。在推出这款计算机之后的5个星期，IBM就接到了惊人的5200份订单——比他们所预计的整个机器寿命内的销量还要高。到20世纪60年代中期，1401的装机量超过10000台。这极大地奠定了IBM在计算机行业的领先地位。美国加州山景市的计算机历史博物馆的馆长戴格·施派舍（Dag Spicer）表示， 1401的软件“在易用性方面有巨大的改进”，激发了当时市场上被压制的数据处理的需求，并使企业高管和政府官员重新思考计算业务——计算机不一定是精英集团的专属机器，它可以很好地应用于中型企业和实验室环境。在全球的顶级企业中，不同的部门都可以拥有自己的计算机。1401使各种规模的企业相信计算机的强大，甚至不可或缺。

差不多与1401计算机同一时间，IBM推出了1403打印机。该打印机采用了旋转的链条，当要打印的字符移入到合适的位置时，就会触发锤子击打链条将纸张移入到字符所对应的位置。这种链条和打印机的控制带可以单独安装。在当时，1403打印机可以实现在11英寸×14英寸[4]的纸张上每分钟打印23张。所有的打印作业、打印格式和打印操作都由1403打印机内置的系统处理单元来控制。借助IBM 1403打印机的帮助，完成内部和客户记录的保留，企业和政府机构大大提高了工作效率，并节约大量成本。

1964年，IBM的1401系统成为尼日利亚第一个政府计算机系统，用于加快工资表制作、组织全国的教育资源，并且跟踪尼日利亚铁路公司的运货车。

1971年4月的Think杂志展示了1401在全球各地的应用场景（见图1-10～图1-14），并如此描述，“从因斯布鲁克的斜坡到塞内加尔的铁路，它像风暴一样席卷全球，将数据处理的怀疑者变成了坚定的信徒。”

为了纪念这部机器，冰岛艺人约翰·约翰逊（Jóhann Jóhannsson）在2006年动用了一支多达60人的弦乐队，推出一部名叫《IBM 1401：一本用户手册》（IBM 1401:A User's Manual）的音乐歌舞剧，在全球40多个国家播出，反响非常强烈。2011年的一部好莱坞大片《洛杉矶之战》（Battle:Los Angeles）中就引用了这张专辑中的Part 5: The Sun's Gone Dim and the Sky's Turned Black作为预告片的配乐。

如果把采用真空管作为主要电子元器件的计算机称为“第一代”；采用晶体管的计算机称为“第二代”；20世纪60年代中期，伴随半导体工艺的发展，电子计算机的研制出现了一个重要的转折：采用中小规模的集成电路（MSI， SSI）作为主要元器件，“第三代”的电子计算机出现了，并逐步向小型化发展。

这个时期的计算机，性能比上一代的计算机有了很大的提高，每秒运算已经可以达到上千万次，能够适应一般的数据处理和工业控制的需要，应用领域日益扩大。

20世纪70年代，计算机进入到“第四代”——采用大规模集成电路（LSI），即单片硅片上集成1000～2000个以上晶体管的集成电路——作为主要电子元器件。1977年，苹果Ⅱ型微电脑诞生。1978年，计算机每秒运算已达1.5亿次。

伴随微型计算机（微机）的诞生和发展，计算机在经济和社会的各个领域得到了普遍的应用，从而出现了一个崭新的行业——信息产业，并推动人类进入到继蒸汽时代、电气时代后又一个重要的时代——信息时代。

1964年，《电子学》（Electronics Weekly）杂志邀请日后成为英特尔联合创始人的戈登·摩尔（Gordon Moore）为他们的1965年4月刊写一篇文章，讨论集成电路的未来。摩尔观察了半导体制造业中晶体管逐渐小型化的趋势，发现每隔固定的一段时间，集成电路上的晶体管数量就能加倍。他找了张坐标纸，画了一条线代表每个芯片上晶体管的数量，这条线像导弹一样直升而上，在至少10年内每年都能翻番（见图1-15），即著名的“摩尔定律”。在那一瞬间他明白了接下来会发生什么——哪怕别的人对此还无知无觉。在文章中他写道，“集成电路会带来一系列的奇迹：家用计算机（或者是连接到中央计算机的终端）、汽车自动控制系统以及便携的通信设备。”

50年过去了，人们深刻地感受到了“摩尔定律”的巨大能量，以及给生活所带来的翻天覆地的变化。回望当年，当“摩尔定律”提出时，计算机比冰箱还要笨重，传递信息不但缓慢，而且非常昂贵。但今天，我们能够“任性”地把智能手机放在口袋或者钱包里，智能手机的性能比1965～1995年中最大的计算机还要强劲。越来越轻薄的笔记本式计算机走进了我们的生活，出现了足以绘制整个基因组或是设计复杂药物的高性能计算机，还有流媒体视频、社交媒体、搜索功能、云……我们所处的现在，恰是过去人们所憧憬并有无数产学研人士为之努力探索、打拼的未来。

1.1.3.3 信息时代城市的发展

以资源、能源的大量投入为主要特征的几次工业革命，促进了城市工业经济的发展和人口的快速集聚，加速推进了城市化发展进程，但同时也带来资源短缺、环境污染、生态破坏、交通拥堵、公共安全等“城市病”，影响城市化发展的质量。为了应对快速城市化发展过程中出现的“城市病”问题，在历史的进程中，人们不断适应新的历史潮流和发展阶段，提出新的城市规划、发展理念。

在前两次工业革命中，我们看到了“田园城市”“城市美化运动”。第三次科技革命给城市带来的显著影响和改变则是，数字城市、信息化城市的发展，以及“智慧城市”概念的提出[10]。

1990年，以“智慧城市（Smart Cities），快速系统（Fast Systems），全球网络（Global Networks）”为主题的国际会议在美国圣弗朗西斯科召开。会议探讨总结了城市通过信息技术聚合“智慧”，从而形成可持续的城市竞争力的成功经验。会后正式出版的论文集“The Techno polis Phenomenon: Smart Cities， Fast Systems， Global Networks”，是关于智慧城市研究的最早记录。

伴随城市化的发展，信息通信技术（Information Communication Technology， ICT）开始应用于城市的各个运行领域，推动城市全面发展转型。城市各个方面的主要设施正在被定位，城市的物理设施都可以利用信息通信技术被感知和集合。2006年，新加坡推行了“智慧国2015”（Intelligent Nation 2015， i N2015）的计划，目标是建设成为经济、社会发展先进的国际化大都市。2006年，欧盟委员会成立了欧洲Living Lab，该组织使用先进的信息和通信技术来调动各方“集体的智慧和创造力”，为城市发展过程中遇到的问题提供解决办法。2009年，欧盟和日本也都相继提出了建设智慧城市的计划。

链接：新加坡“智慧国2015”计划

1.智慧国2015四大战略：

-建设超高速、普适性、智能化的可信赖的资讯通信基础设施；

-开发具有全球竞争力的资讯通信产业；

-发展精通资讯通信的劳动力，培养具有全球竞争力的资讯通信人力资源；

-通过创新熟练应用资讯通信技术，推动关键经济领域、政府部门及社会转型。

2.智慧国2015三大预期成果：

-通过资讯通信技术，丰富公民生活；

-利用资讯通信技术，提高经济竞争力及创新能力；

-促进资讯通信产业的增长并提高竞争力。

3.智慧国2015将实现以下几大目标：

-利用资讯通信为经济和社会创造的增值居全球之首；

-资讯通信产业实现的增值提高两倍，达260亿新元；

-资讯通信产业的出口收入提高三倍，达600亿新元；

-创造8万个新工作岗位；

-至少90%的家庭使用宽带网络；

-学龄儿童家庭电脑拥有率达100%。

智慧城市成为全球关注热点的标志性事件则是2008年。在全球性金融危机的影响下，IBM提出了智慧地球（Smart Planet）的概念；希望能够“互联地球的人、机器和数据”，并在全球范围内对“智慧地球”进行了宣传推广。所谓智慧，是指利用传感器来进行更好的资产管理和物流配置，帮助用户制定出更好的运行方案。“把感应器嵌入和装备到电网、铁路、桥梁、隧道、公路、建筑、供水系统、大坝、油气管道等各种物体中，并且被普遍连接，形成‘物联网’，并通过超级计算机和云计算将‘物联网’整合起来，实现人类社会与物理系统的整合。”

尔后，IBM又提出了“智慧城市”发展愿景。IBM认为，智慧城市能够充分运用信息和通信技术手段感测、分析、整合城市运行核心系统的各项关键信息，以保证能够对包括民生、环保、公共服务、城市建设、工商业活动、社会安全在内的各种需求做出智能的响应，让城市中的各种需求功能协调运作，为人类创造更加美好的城市生活。城市作为地球未来发展的重点，智慧地球的实现离不开智慧城市的支撑。通过智慧城市建设，不仅可以提供未来城市发展新模式，而且可以带动新兴产业的发展。

2008年，时任国务院总理的温家宝同志在无锡视察时，明确要求尽快建立中国的传感信息中心或“感知中国”中心；随后在11月份的北京科技界大会上发表了《让科技引领中国可持续发展》的演讲，指出要着力突破传感网、物联网关键技术，尽早部署后因特网协议（Internet Protocol，IP）时代相关技术的研发，发展信息网络战略性新兴产业，从而推动产业创新。自2009年开始，北京、上海、广东、南京、宁波等十几个省市相继提出了智慧城市的建设目标。2010年，国家科技部和湖北省政府在武汉联合主办了以“发展更科学，管理更高效，社会更和谐，生活更美好”为主题的“2010中国智慧城市论坛”。

据新华网报道，2015年4月，住房和城乡建设部和科技部公布了第三批国家智慧城市试点名单，确定北京市门头沟区等84个城市（区、县、镇）为国家智慧城市2014年度新增试点，河北省石家庄市正定县等13个城市（区、县）为扩大范围试点，加上2013年8月5日对外公布2013年度国家智慧城市试点名单所确定的103个城市（区、县、镇）为2013年度国家智慧城市试点，以及住房和城乡建设部此前公布的首批90个国家智慧城市试点，截至2015年9月，国家智慧城市试点已达290个。

人类“为了活着而聚集到城市，为了生活得更美好而留居于城市”。“智慧城市”的提出，给城市的未来发展带来了无穷的想象空间。