大多数人可能会认为巴黎或东京这样的城市是独一无二的，其特征与其他大都市截然不同。但是，大型城市、城镇甚至较小的村庄也有着共同的目标：它们都努力提供一个宜居之地。城市规划者正在尝试找到一种方法，将数学的严谨性引入到分析城市如何实现这一普遍目标的实践中。
教授兼理论物理学家路易斯·贝当古与他在圣达菲研究所的同事合作，最近发表了一项理论，表明城市、城镇和村庄之间的相似之处多于不同之处。他观察了全球城市地区的统计趋势——规模、地理位置、财富和其他衡量指标如何变化——并确定了构成城市成功不可或缺的普遍组成部分。贝当古试图将这些组成部分综合成一个数学公式，旨在量化一个城市或城镇的真正成功程度。《大众科学》就什么使城市成功以及如何使用更正式的、数学的方法来城市化，诊断和改善陷入困境的城市采访了贝当古。
[以下是经过编辑的采访稿。]
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您是如何从一个城市到另一个城市识别出普遍模式的？
这花了很多时间。我们在圣达菲研究所的团队通常对复杂系统感兴趣。我一直对城市感兴趣。我在里斯本长大，在伦敦生活过，我只是喜欢尝试了解我们是如何在社会中创造出所有这些令人惊叹的东西的。哪里出了问题，我们如何才能做得更好？本质上，在过去的十年里，我们一直在研究我们能找到的每一份数据，不仅在西方，而且在日本。然后我们又去了中国和巴西。
您的发现对我们目前对城市的理解有何贡献？
过去，我们看待城市的许多方式都是通过与其他复杂系统的类比，例如生物体。本文试图做的是改变视角，从城市的外观转向描述和形式化城市的功能。尝试改变这种视角会创建一个新的城市观，并使我们能够说出城市是什么。我们的结论是，城市是一种社会反应器；它们的存在是为了解决将大量社交人群聚集在一起，并在时间和空间上以开放、可持续的方式协调他们的问题。
什么使城市成功？
您需要互动性和创建这些互动的成本之间的平衡，这就是这个公式的意义所在。这种平衡定义了一个运转良好的城市，并且可以适用于任何规模的城市。尽管人们似乎知道这一点，但本文使我们能够将其形式化，并首次将所有这些东西放在同一个方程式中。
更多的社会互动是否一定意味着城市会更成功？或者社会互动有时会是一件坏事吗？
有些互动让你想待在城市里，比如创新思想的交流。但另一些互动则会阻止人们来到城市。为了让城市存在，社会互动必须给你带来整体优势。你必须采取有利的社会互动，例如创新和创造力的衡量标准，并减去负面互动，例如暴力或犯罪。你还必须减去这些有利互动的成本，例如交通运输。当你减去这些成本时，就为城市的存在创造了条件，即在通过互动创造价值和为该价值付出代价之间取得平衡。
目前哪些城市做得正确，哪些城市不太成功？
大多数城市实际上都做得不错，但有些城市比其他城市创造了更多的互动性。例如，根据该公式，纽约市和芝加哥都比洛杉矶做得稍好一些，洛杉矶的分布稍微分散，互动成本也更高。
你也有一些人口非常稠密的城市，例如孟买，但由于基础设施差或交通拥堵，很难穿越。这使得城市之间的互动非常困难。然后你就有了解散的城市。这些城市变得如此稀疏，以至于四处走动和促进互动会花费大量的能量。这两种形式都不好。
您能否举例说明如何利用对城市功能的这种形式化理解来改善缺乏有利社会互动的城市？
底特律是一个作为一个封闭的社交网络而瓦解的城市，并在某种程度上在郊区重建了自己。它的衰落很大程度上是因为该市在 60 年代在社会和空间上分离。底特律市曾经是一个非常丰富和充满活力的文化中心，但当汽车普及后，人们开始搬到郊区。这导致该市收入减少，进而导致服务减少，这导致更多人离开，因此陷入了人们离开市中心和服务被取消的恶性循环。在某种程度上，他们（在郊区）拥有太多的空间。人们在底特律四处走动并实现导致城市活力的活动成本很高。
将人口集中在城市的某些区域可以以较低的成本促进社会互动和服务。底特律代表了社会结构的稀释，其密度和空间的稀释，需要以不同的方式在社会上重建，并以一种我们可以非常有效地提供服务以开始社会互动的方式重建。
您提到您的公式没有考虑城市内的社会经济差距。这对城市的效率重要吗？
我们现在开始关注城市内的社区，看看它们是如何变化的。城市社区非常异质：有富裕和贫困的社区，有更多关于购物的社区，有住宅区，还有更多的工业区。人们在城市内部组织自己的方式与这些因素和其他因素有关，例如暴力和隔离。一个运作良好的城市会克服这些障碍来建立连接。你可以与和你非常不同的人建立经济和公民关系，这正是城市运作良好的原因。
城市本质上是异质的；它们是关于结合不同的性质和功能来创造更精细和有趣的东西。要用数学和形式的方式来捕捉它仍然是一个挑战，但数据正在逐渐到位。实现对其的理解和综合仍然是我们正在努力的事情，也是我们希望在未来实现的事情，但这仍然是一项正在进行的工作