2022年10月，一个名为“线”的巨型项目在沙特阿拉伯沙漠中开始建设，这是一座长达106英里的城市。该计划是让900万人居住在仅13平方英里的区域内，这个面积与佛蒙特州伯灵顿相当，但伯灵顿仅有约45,000名居民。
这一壮举将通过独特的城市规划理念来实现：“线”将由两排约1600英尺长的摩天大楼组成，它们将以大约650英尺的距离彼此相对，像一堵墙一样围合着这座沙漠城市。此外，城市生活将尽可能地具有可持续性。在这座未来城市中，汽车将没有地位。整个能源供应将实现零排放。
但在6月份发表在npj Urban Sustainability上的一篇论文中，维也纳复杂性科学中心 (CSH) 的数学家拉斐尔·普列托-库里尔和物理学家丹尼尔·孔多尔认为，“线”从数学角度来看并非特别可持续。“线是城市最无效的形状，”普列托-库里尔在CSH关于这项研究的新闻稿中说。他补充说，相反，城市通常是圆形的。
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线性方法的主要问题是涉及的距离巨大。普列托-库里尔和孔多尔计算得出，从计划城市中随机挑选两个人，他们平均相距35英里。相比之下，考虑一下南非大都市约翰内斯堡。它的大都市区拥有与“线”未来相似的居民人数，但分布在853平方英里的范围内。在约翰内斯堡，两个人平均仅相距约21英里。
在沙特阿拉伯，“线”的建设于2022年10月开始。图片来源：PeterHermesFurian/Getty Images
高速铁路旨在解决“线”中的交通和出行问题。但为了使这个解决方案奏效，这座城市将需要大约86个车站，以便在这个无车的大都市中，每个居民都在步行距离内有一个站点。众多的站点将增加每次旅程的持续时间，并阻止火车达到期望的高速。此外，普列托-库里尔和孔多尔计算得出，通勤者平均将花费超过60分钟的时间到达目的地。
二维城市的优势
研究人员认为，更有效的解决方案是显而易见的：“圆形”。如果将“线”中规划的摩天大楼呈圆形排列，那将解决长距离的问题。与“线”（13平方英里）面积相同的圆形直径仅为4.1英里。
那么，随机挑选的两个人之间的平均距离将仅为1.8英里。根本不需要高速火车，因为理论上一切都在步行距离之内。几条额外的公交线路和自行车道就足够了。圆形城市形状从设计角度来看可能不那么轰动，但更“理想，因为它减少了通勤距离和交通所需的能源”，普列托-库里尔和孔多尔在他们的论文中写道。
这种优势的主要原因是，从数学角度来看，圆形区域是二维的，而线是一维的。在一维中，可到达地点的数量与一个人愿意步行的距离成线性比例。在二维中，数量随着距离的平方而增加。
此外，一维结构比高维结构更脆弱。例如，如果“线”中的一个火车站发生火灾，许多人将被直接切断与城市大部分地区的联系。
在普列托-库里尔和孔多尔的批评声中，普列托-库里尔在最近的新闻稿中提供了一个积极的注脚：他对城市形态和发展的关注是及时且重要的，他说。“城市，尤其是在非洲，正在发展，”普列托-库里尔补充道。
本文最初发表于《Spektrum der Wissenschaft》，经许可转载。