世界上大多数城市都起源于重要的市场或城镇广场。随着时间的推移，它们发展出多个中心，人们可以在那里工作、购物和娱乐。但这是为什么呢？一些经济学家认为，城市分裂是因为集聚效应——在集群中涌现的企业增加了成功的机会。
然而，物理学家们提出了略有不同的解释：交通拥堵。法国理论物理研究所的马克·巴泰勒米和雷米·卢夫设计了一个数学模型来解释城市及其周边郊区是如何发展的。他们的研究表明，随着城市的发展和交通拥堵的道路使得前往市中心变得越来越困难，次中心开始在郊区涌现。“这是地点吸引力与到达那里所需时间之间相互作用的结果，”巴泰勒米说。他补充说，拥有便利交通网络的城市能够更长时间地保持中心化。
物理学家们使用来自美国9000个不同规模的城镇和城市的数据验证了他们的想法。
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明尼苏达大学的交通工程师大卫·莱文森指出，更好地理解都市区如何演变可能非常有用，考虑到到2050年，预计世界三分之二的人口将居住在城市地区。“城市化还有很多工作要做，”莱文森说。“如果规划者设想城市采取某种特定形式，但那不是城市想要的行为方式，我们将做出不明智的投资。”
巴泰勒米认为，该模型还可以用于估算交通延误、汽油消耗和二氧化碳排放量。“我认为这为深入了解城市的一些定量特性开辟了道路，”他说。“我们可以采用简单的机制、简单的要素，最终预测重要属性如何随人口规模变化。”