Я проиллюстрирую это утверждение на примере, относящемся не к отдельному городу, а к целой городской системе, но принципиальных положений это не изменяет. На с. 327 показана карта системы федеральных автомагистралей Соединенных Штатов. Ее строительство началось после Второй мировой войны, при президенте Эйзенхауэре, по мотивам автобанов, сооруженных в довоенной Германии Гитлером, и, как и на автобаны, на эту сеть оказали большое влияние оборонные соображения того времени. Собственно говоря, официально она называлась «Национальной системой федеральных и оборонных автомагистралей». Соответственно, дороги проектировались как можно более прямыми, чтобы максимально сократить дальность и длительность переездов между крупными городами, приблизительно так же, как римляне строили свои дороги, позволявшие им управлять их империей, за две тысячи лет до этого. В результате, как можно видеть из карты, сеть федеральных автострад получилась приблизительно прямоугольной, похожей на уличную сеть типичного американского города, хотя география и местные особенности, разумеется, вынуждали ее создателей кое-где отклоняться от этой геометрии. Однако в целом эта система удивительно регулярна и мало похожа на классический фрактал.
Но, несмотря на свой внешний вид, система федеральных автомагистралей, если ее рассмотреть с точки зрения реальных транспортных потоков, существующих в ней, а не только физической сети дорог, на самом деле оказывается самым настоящим фракталом. Именно в транспортных потоках заключается самая суть автомагистрали, главный смысл ее существования. Чтобы выявить их фрактальность, рассмотрим для простоты какой-нибудь портовый город, например Бостон, Лонг-Бич или Ларедо. Из этих портов регулярно выезжают грузовики, доставляющие товары по сети федеральных автомагистралей во все концы Соединенных Штатов. Поскольку Министерство транспорта США ведет тщательный статистический учет этих транспортных потоков, легко вычислить суммарное число грузовиков, проезжающих по каждому из участков дорог в течение некоторого определенного промежутка времени – например, за месяц. Возьмем для определенности пример города Ларедо, штат Техас. Вполне очевидно, что наибольшая плотность движения приходится на шоссе, непосредственно выходящие из города, так как все грузовики неизбежно проходят по ним, выезжая из порта. По мере удаления от города эти грузовики разъезжаются по стране, сворачивая на другие участки федеральных автострад, а затем – и на шоссе локальных дорожных систем отдельных штатов. Поэтому чем дальше такие участки расположены от Ларедо, тем меньшим становится движение грузового автотранспорта по ним, обеспечивающее доставку товаров во все более и более удаленные города и поселки.
Вверху: Стандартная карта системы федеральных автомагистралей США. Внизу: Карта транспортных потоков Техаса, выявляющая фрактальную природу, скрытую в физической дорожной сети. Толщина дорог пропорциональна относительной интенсивности транспортных потоков. Многие из наиболее тонких участков, «капилляров», соответствуют местным дорогам, а более толстые участки, основные «артерии», – более крупным шоссе. Сравните эту схему с сетью кровеносных сосудов, представленной в главе 3
Это хорошо видно из карты транспортных потоков Техаса, на которой толщина каждого участка дороги соответствует интенсивности проходящих по нему грузовых перевозок с пунктом отправления в порту Ларедо: другими словами, чем толще линия дороги, тем больше на ней грузовиков, едущих из Ларедо. Как вы видите, геометрически правильная сетка федеральных автострад, которую мы привыкли видеть на обычных картах, превращается в гораздо более интересную иерархическую фрактальную структуру, поразительно похожую на нашу систему кровообращения. Именно так выглядит дорожная сеть, если рассматривать наиболее существенный ее аспект – транспортные потоки. Основная дорога, выходящая из Ларедо, играет роль аорты, отходящие от нее шоссе являются артериями этой системы, а конечные участки дорог, ведущие к различным городам и деревням, в которые, собственно, и доставляются товары, – капиллярами. В качестве сердца выступает сам город Ларедо, который «прокачивает» грузовики по сосудистой системе федеральных дорог. Эта схема повторяется для всех городов страны, так что вся система в целом представляет собой обобщенный вариант нашей физиологической сердечно-сосудистой системы, в котором каждый город играет роль сердца, насоса – или, если использовать терминологию Кристаллера, «центрального места».
К сожалению, никто не проводил аналогичного анализа внутригородских транспортных потоков – главным образом потому, что подробной статистики по движению транспорта для каждой улицы города у нас нет. Появление «умных городов», в которых на каждом углу должно быть установлено бесчисленное множество датчиков, следящих за дорожным движением, в конце концов должно привести к накоплению достаточного объема данных для осуществления такого же анализа всех городов и выявления динамической структуры их транспортных систем, аналогичной той, что изображена на карте, представленной на с. 327. Это позволило бы получить точные численные оценки схем движения транспорта и привлекательности конкретных мест, а также других параметров, жизненно важных для планирования – например, успешного развития новых городских районов или выбора мест для строительства новых торговых центров или стадионов.
Наиболее видным сторонником разработки концепции фрактального города и интеграции идей теории сложности в традиционный анализ и планирование городов является Майкл Бэтти, руководящий Центром продвинутого пространственного анализа (Centre for Advanced Spatial Analysis, CASA) в Университетском колледже Лондона. Основная цель его работы – компьютерное моделирование физических аспектов городов и городских систем. Он видит большие возможности в концепции городов как сложных адаптивных систем и активно пропагандирует развитие научной теории городов. Его точка зрения, несколько отличающаяся от моей, изложена в недавно вышедшей книге «Новая наука о городах»
[121], в которой больший упор делается на более феноменологической традиции общественных наук, географии и градостроения, чем на более аналитической и математической традиции физики, опирающейся на те фундаментальные принципы, которые формулирую я. Однако окончательное решение грандиозной задачи понимания городов требует применения обоих этих подходов.
5. Город как великий социальный инкубатор
Город – это не просто сумма всех дорог, зданий, труб и проводов, образующих его физическую инфраструктуру, не сумма жизней и взаимодействий живущих в нем людей, а объединение всех этих элементов в активное, многомерное, живое образование. Город представляет собой эмерджентную сложную адаптивную систему, возникающую в результате интеграции потоков энергетических и материальных ресурсов, обеспечивающих поддержку существования и роста как его физической инфраструктуры, так и его жителей, с потоками информации, которыми обмениваются горожане в связывающих их социальных сетях. Интеграция и взаимодействие этих чрезвычайно разных сетей волшебным образом приводит к увеличению экономии на масштабе в физической инфраструктуре города и одновременно с этим к непропорционально большому увеличению социальной активности, скорости появления инноваций и экономической производительности.
