城市複雜自適應性系統理論，又稱城市複雜系統理論、城市系統理論、城市化道路理論等，是國際城市研究領域的前沿理論之一。2012年，中國學者劉春成將複雜系統理論引入城市研究領域，提出了以 CAS 理論為指導的城市複雜自適應性系統理論。複雜自適應性理論系統的城市系統由若干子系統構成，城市主體(City Agent)是構成城市系統的基本單元。
基本介紹
- 中文名：城市複雜自適應性系統理論
- 別名：城市複雜系統理論、城市系統理論、城市化道路理論
- 提出者：劉春成
- 提出時間：2012年
重要概念,形成過程,理論特點,
重要概念
城市複雜自適應性系統理論的重要概念包括主體聚集（Agent Aggregation）、要素流（Eelment Flow）、非線性發展（Nonlinearity Development）、特點標識（Character Tagging）、目標多樣性（Target Diversity）、內部模型（Internal Models）和系統積木塊（System Building Blocks）等。這一理論體系可以用於分析城市及城市群的複雜運行模式模式，並提供解決城市問題的有效方法。在世界城市及區域學術研究中，城市複雜自適應性系統理論是最重要的前沿理論之一。
主體：
城市複雜自適應性系統理論將城市的基本單元稱為主體。主體具有主動性，是有活力（Active），具有自己的目標、內部結構和生命力。主體的適應性（Adaptive）體現在其能夠感知外界信息刺激，通過學習來調整自己的行為。
要素流：
城市主體之間的互相影響互相作用體現為各種要素流。城市複雜自適應性系統理論將“流”作為研究對象，認為“流”在主體間的傳遞渠道和傳遞速度直接影響系統的進化。
目標多樣性：
城市複雜自適應性系統理論認為主體分化的過程是由主體適應環境變化帶來的。複雜系統的主體相互作用和不斷適應環境的過程中，主體之間的差別會發展與擴大，導致主體向不同的方向發展變化，最終形成分化，產生系統多樣性。
內部模型和系統積木塊：
內部模型和系統積木塊概念的建立，為分析複雜系統的層次問題提供了便利。如果把系統積木塊看作是多層次的“回”形方塊，則內部模型就是串聯這些方塊的因子。這裡的系統積木塊在套用到分析時，其本質作用與“主體”是相同的；兩者的本質區別在於，主體是城市系統中不可拆分的基本元素，而系統積木塊是可拆分的子系統。
形成過程
1933年，國際現代建築工程協會(CIMA)通過了《雅典憲章》，將城市理解為居住、工業、交通、休憩四大功能的綜合體，並依據這一理論通過“功能區”原則確定城市空間規劃。
1977年2月，西方城市規劃師基於對《雅典憲章》的反思，提出了《馬丘比丘憲章》。其目標是將城市不同部分重新有機統一起來，強調不同領域之間的相互依賴關聯性。《馬丘比丘憲章》要求城市規劃師和政策指定人必須把城市看做連續發展與變化過程中的一個結構體系，這一過程應當能適應城市這個有機體的物質和文化不斷變化，在此基礎上逐步形成了城市複雜自適應性系統理論的思想。
1994年，John. Holland 提出複雜適應系統 (Complex Adaptive System，CAS) 並理論進行分析，有複雜性研究中樞之稱的聖塔非研究所 (Santa FeInstitute，SFI) 也用 CAS 理論對社會問題進行大量綜合、定量研究。
21世紀初，中國城市研究學者劉春成等將複雜性系統理論引入城市研究中，提出了以 CAS 理論為指導城市複雜自適應性系統理論。中國著名區域經濟學家、中國社會科學院學者陳棟生先生基於區域發展的理論給予指導。
理論特點
國際的複雜系統科學蓬勃發展期間，中國科學家錢學森在系統科學的基礎上，將複雜系統學引入中國並結合中國的實際進行複雜性探索。錢學森將複雜系統理論看成系統科學的延伸和新階段，認為複雜系統理論有如下特點：
1.巨型性：系統的規模變化可以導致質變，當系統規模增大到巨型規模則會湧現出全新的系統特性。
2.異質性：巨系統里子系統種類繁多，子系統之間相互作用使得巨系統成為開放的複雜巨系統。
3.結構的等級層次性：組分數量巨大而且種類繁多的系統，最有效的整合方式是等級層次結構。
4.非線性：錢學森認為複雜巨系統每個成員既參與整個系統的行為,它又受整個系統環境的影響，形成複雜的相互作用。
5.動態性：在複雜系統內，主體行為狀態隨著時間而改變的動態系統常常產生複雜性。
6.開放性：開放複雜巨系統的“開放性指系統與外界有能量、 信息或物質的交換。
